[发明专利]激光系统中的脉冲削波器

说明书

一种装置(例如基于激光的系统)和用于在宽范围的脉冲宽度和脉冲能量中提供光脉冲的方法使用脉冲削波器，该脉冲削波器被配置为对来自激光振荡器的一个或多个输出光脉冲的每个具有期望脉冲宽度的预定义部分进行削波，其中每个削波光脉冲的上升边沿和下降边沿的计时相对于来自激光振荡器的一个或多个输出光脉冲的对应每个的最大值的时间实例，被选择至少对所述光放大器的放大效率最大化，其可以位于脉冲削波器之后，并提供一个或多个放大的输出光脉冲，每个放大的输出光脉冲具有期望的脉冲能量和脉冲宽度。

相关申请

本申请与2016年3月21日提交的美国临时申请序列号62/310956相关并要求其优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明一般涉及的是激光系统和应用，更具体地但非排他地，本发明涉及的是提供宽范围的脉冲宽度和脉冲能量的光脉冲。

发明内容

根据本发明的第一方面，一种装置或系统包括具有激光介质和后反射镜的激光振荡器。输出镜配置为提供一个或多个输出光脉冲。脉冲形成元件位于反射镜和输出光学镜之间，并且被配置为提供一个或多个输出光脉冲的形成。下游的脉冲削波器被配置为对具有一个或多个输出光脉冲中的每一个的期望脉冲宽度的部分进行削波。脉冲削波器下游的光放大器被配置为将一个或多个输出光脉冲中的每一个的削波部分放大到期望的脉冲能量，以提供一个或多个放大的输出光脉冲，其中上升边沿和下降边沿的计时相对于一个或多个输出光脉冲中的对应的每个的最大值的时间实例，被选择为至少最大化光放大器的放大效率并提供一个或多个放大的输出光脉冲，每个放大的输出光脉冲具有期望的脉冲能量和脉冲宽度。

进一步根据本发明的第一方面，所述脉冲形成元件可以是Q开关组件。此外，Q开关组件可以是单一的普克尔盒。进一步地，普克尔盒可以是双普克尔盒，因此每个削波的光脉冲的上升边沿和下降边沿可以分别由两个单独的晶体提供。更进一步地，两个单独的晶体可以串联和由并联连接的两个不同的电压驱动器运行。

更进一步根据本发明的第一方面，所述放大的输出脉冲的脉冲宽度范围可以在8纳秒和500皮秒之间。

进一步根据本发明的第一方面，所述激光介质可包括固态材料。此外，所述固态材料可以是掺钕钇铝石榴石(Nd：YAG)。更进一步地，所述激光介质可以包括由半导体激光器阵列泵浦的固态材料。此外，所述激光介质可包括由双闪光灯泵浦的固态材料。

进一步根据本发明的第一方面，相对于一个或多个输出光脉冲中对应的每个的最大值的时间实例，每个削波的光脉冲的上升边沿和下降边沿由存储在装置的存储器中的矩阵确定，以及其中所述的矩阵被生成用于预定范围的输入参数，包括至少一个期望脉冲宽度范围以及所述一个或多个放大的输出光脉冲的期望脉冲能量的进一步的范围。此外，初始确定的每个削波的光脉冲的上升边沿和下降边沿进一步由使用自动执行的迭代处理来优化放大的输出光脉冲的所确定的计时的微小变化来微调。

仍然根据本发明的第一方面，可以通过使用自动执行的迭代过程优化放大的输出光脉冲的所确定的计时的微小变化来进一步微调每个削波光脉冲的上升边沿和下降边沿的初始确定计时。

仍然根据本发明的第一方面，所述的脉冲削波器可以位于激光振荡器的外部。

依然根据本发明的第一方面，所述脉冲削波器可以位于反射镜和输出光学镜之间的激光振荡器的内部。