[发明专利]激光泵浦等离子体光源和等离子体点燃方法

权利要求书

1.一种激光泵浦等离子体光源，包括：充气腔室，其至少一部分是光学透明的；由连续波(CW)激光的聚焦光束在腔室内维持的辐射等离子体区域；离开所述腔室的至少一个等离子体辐射的输出光束；等离子体点燃装置，其特征在于，

所述等离子体点燃装置是脉冲激光系统，所述脉冲激光系统生成聚焦在腔室内的第一和第二激光束，而

所述第一激光束被设置用于气体光学击穿，并且

所述第二激光束被设置用于在光学击穿之后的等离子体点燃。

2.根据权利要求1所述的光源，其中，所述第一激光束具有大于10⁴瓦的峰值辐射功率和小于0.1μs的脉冲长度。

3.根据权利要求1或2所述的光源，其中，与第一激光束相比，所述第二激光束具有至少高三倍的激光脉冲能量以及至少低一个数量级的激光峰值功率。

4.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，由第二激光束多次点燃的等离子体的体积超过由第一激光器在光学击穿期间产生的等离子体的体积一个数量级或更多。

5.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，由第二激光束点燃的等离子体的体积和密度足以通过CW激光的聚焦光束用于等离子体的稳定维持。

6.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述第二激光束提供高达约1mm的等离子体尺寸以及高达10¹⁸cm^-3或更高的等离子体密度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述CW激光的输出功率不超过300瓦。

8.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述第二激光束的辐射脉冲在所述第一激光束的辐射脉冲结束后不早于50μs结束。

9.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述第一和第二激光束的聚焦区域至少部分重叠。

10.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述脉冲激光系统包括具有公共腔镜的两个激光器，并且其中，所述第一和第二激光束是平行的，并且通过一个公共聚焦光学系统引入到所述腔室。

11.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述脉冲激光系统是固态激光系统。

12.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述脉冲激光系统以Q开关模式或巨脉冲生成模式生成所述第一激光束。

13.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述脉冲激光系统以自由运行模式生成所述第二激光束。

14.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，仅CW激光具有光纤输出。

15.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述CW激光的波长不同于所述第一和第二激光束的辐射的波长。

16.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述CW激光的聚焦光束的轴线垂直向上或接近垂直。

17.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，将所述腔室的透明部分的外表面和内表面成形为同心球体或其部分，并且辐射等离子体的区域位于所述同心球体的中心。

18.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述等离子体辐射的输出光束以所有方位角离开所述腔室。

19.根据前述权利要求中任一项所述的光源，其中，所述等离子体辐射的输出光束以不小于9sr的立体角离开所述腔室。