[发明专利]用于主动控制种子激光器的光输出的方法

说明书

技术领域

本公开内容涉及用于种子激光器（seed laser）的激光脉冲控制（laser pulse control）。

背景技术

在许多激光器应用中，要求稳定的激光脉冲。在一些情况中，对脉冲间的定时的控制是非常重要的，而在另一些情况中，脉冲能量或脉冲持续时间的变化可能是不可接受的。此外，一些激光系统可被配置为以一个窄范围内的脉冲重复率提供可重复的激光脉冲，使得那些要求可变脉冲重复率的应用通常需要多个源。在一些处理应用中，不稳定的脉冲输出表现为丢失脉冲或双脉冲，但这两者都是不可取的。下文描述了以宽范围的重复率提供稳定的激光脉冲的方法和装置。

发明内容

如本文公开的，种子脉冲源可靠地向光放大器提供单独脉冲用于放大。经放大的单独脉冲接下来可用在各种各样的材料处理应用中，不带有由不想要的多脉冲引起的副作用。在一些实施例中，光脉冲生成系统包含：种子激光器，该种子激光器包括种子激光器泵和种子激光器增益介质。光放大器被定位以从所述种子激光器接收至少一个种子脉冲，并产生对应于经放大的种子脉冲的一个输出脉冲。种子激光器控制器被联接到所述种子激光器泵，并且被配置为响应于对与种子激光脉冲相关联的输出脉冲的检测而减少对种子激光器增益介质的泵浦。在一些实施例中，光电检测器被联接以接收所述输出脉冲的至少一部分，其中，对所述输出脉冲的检测是基于与所述输出脉冲的已接收的部分相关联的光电检测器信号。在另一些实施例中，所述输出脉冲的由所述光电检测器所接收的部分是种子脉冲的一部分或经放大的种子脉冲的一部分。在有代表性的实施例中，光放大器是光纤放大器，而种子泵包括一个或多个激光二极管。在典型的实施例中，种子激光器控制器被配置为建立一个脉冲电流用于种子泵激光二极管，且被配置为响应于检测到与种子激光脉冲有关的输出脉冲而减小脉冲电流的大小。在再一些实施方案中，种子激光器控制器被配置为响应于检测到与种子激光脉冲有关的输出脉冲而终止脉冲电流。在另外的有代表性的实施例中，种子激光器控制器被配置为通过周期性地施加一个脉冲偏置电流到一个种子泵激光二极管，以建立经放大的种子脉冲的重复率。

根据有代表性的实施例，生成种子脉冲的方法包含：检测与种子激光器相关联的光脉冲;以及响应于所检测到的脉冲，降低对种子激光器增益介质的泵浦。在一些实施方案中，种子激光器是用激光二极管泵浦的，且通过减小施加到所述激光二极管的电流来降低对种子激光器增益介质的泵浦。在另一些实施例中，种子激光器是用多个激光二极管泵浦的，且通过减小施加到所述多个激光二极管中至少一个的电流来降低对所述种子激光器增益介质的泵浦。在一些实施方案中，通过向所述多个激光二极管中至少一个施加脉冲电流以发起光脉冲的生成，其中所述脉冲电流响应于检测到的脉冲而减小。在典型实施方案中，对于所述多个激光二极管中的至少一个，所述脉冲电流大于激光二极管阈值电流，且向所述多个激光二极管中的至少一个施加偏置电流，其中所述偏置电流小于泵浦激光器阈值。典型地，所述偏置电流是DC偏置电流。

光种子脉冲源包含泵浦源，泵浦源被配置为对固态增益介质进行泵浦以在所述固态增益介质之内产生光增益。泵浦源控制器被配置为响应于对由所述固态增益介质产生的种子脉冲的检测而调节由所述泵浦源进行的泵浦。在一些实施例中，光电检测器被联接到所述泵浦源控制器且被配置为检测所述种子脉冲。在一些实施方案中，所述泵浦源是激光二极管，而所述泵浦源控制器被配置为基于施加到所述激光二极管的电流而调节泵浦。在再另外的实施例中，待要被泵浦的固态增益介质被定位在光谐振器之内。

所公开的技术的这些和其他特征将从下面的详细描述中变得更明了，所述详细描述是参考附图进行描述的。

附图说明

图1示出了一个被配置为在光纤放大器中放大种子激光脉冲的激光器系统。

图2示出一个种子泵浦控制系统，该系统被配置为将一个激光二极管泵浦电流有选择地设置成偏置电流或脉冲泵浦电流。

图3A-3B示出有代表性的种子泵浦激光器驱动电流。

图4示出以选定的脉冲重复率（PRR）获取单个激光脉冲的一个有代表性的方法。

图5示出生成种子脉冲的一个有代表性的方法。

图6示出用于生成种子脉冲的装置，该装置被配置为将到种子激光器的泵浦辐射衰减。

图7示出基于是否检测到种子脉冲而控制种子泵的系统。

图8示出用于控制泵浦激光器的一种替代电路布置。