【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种方法，该方法用于产生额定脉冲持续时间相等或几乎相等的输出激光脉冲、尤其是超短脉冲(ultra-kurzpuls,ukp)，其脉冲持续时间取决于至少一个部件的温度和/或环境温度(例如空气)；以及还涉及一种适合用于执行该方法的激光系统、尤其是超短脉冲(ukp)激光系统。
技术介绍
1、在激光系统中，热负载的变化可能影响光学部件、机械部件或电气部件的性能或特性。如果在激光系统开启时观察到这样的性能，则其还被称为激光系统的热输入性能。
2、专利技术人已认识到，在超短脉冲(ukp)激光系统中，尤其脉冲相位或脉冲持续时间以及因此脉冲峰值功率对部件特性或部件性能的这种变化的反应很灵敏。光学器件和机构中的热输入只能部分地被消除并且只能以很大的技术耗费(例如通过对应的控制/调控来对多个光学器件进行调温)被消除。
3、本专利技术所基于的目的在于，在开篇所述类型的方法中，根据热负载预先补偿或补偿热输入性能，以及给出一种适合用于执行该方法的激光系统。
技术实现思路
1、根据本专利技术，该目的通过一种方法来实现，该方法用于产生额定脉冲持续时间相等或几乎相等的输出激光脉冲、尤其是ukp激光脉冲，其脉冲持续时间取决于至少一个部件的温度和/或环境温度，所述方法具有以下方法步骤：
2、-产生尤其具有相等的脉冲持续时间的输入激光脉冲，
3、-将输入激光脉冲耦入到其色散可调设的光学执行机构中，以及
4、-针对当前的输入激光脉冲将光学执行机构的
5、根据本专利技术，根据热负载、通过执行机构(例如通过对压缩器相位或拉伸器相位进行适配)对热引起的脉冲持续时间变化进行预先补偿或补偿。
6、在一个优选的方法变体中，根据该至少一个部件的当前热负载以及根据该至少一个部件的热负载的历史记录，求取光学执行机构针对当前的所述输入激光脉冲待调设的色散。例如，可以根据当前的输出激光脉冲的平均功率求取该至少一个部件的当前热负载，并且根据相应先前的输出激光脉冲的平均功率求取该至少一个部件的热负载的历史记录。例如可以连续地通过根据该至少一个部件的温度对脉冲相位进行建模来求取待调设的色散，或者预先根据先前已知的一系列输出激光脉冲来求取待调设的色散。
7、特别优选地，根据至少在当前的输入激光脉冲之前的最后那个输入脉冲和/或根据该至少一个部件处于稳态(在稳态下，该至少一个部件的温度大体上在时间上恒定)下的额定色散值来求取光学执行机构针对当前的输入激光脉冲待调设的色散。有利地，对于特定的输出激光脉冲，执行机构的控制信号仅考虑对当前的部件加热有显著贡献的先前的激光脉冲。然而替代性地，还可以考虑所有先前的激光脉冲。
8、优选地，根据该至少一个部件的稳态下的额定值以及根据校正值的总和(总和是在考虑至少先前的最后那个输入脉冲的情况下求取的)来求取光学执行机构针对当前的输入激光脉冲待调设的色散。例如可以连续地通过根据该至少一个部件的温度对脉冲相位进行建模来求取校正值，或者预先根据先前已知的一系列输出激光脉冲来求取校正值。
9、有利地，输出激光脉冲的脉冲持续时间与额定脉冲持续时间的偏差小于10％、优选地小于2％。
10、本专利技术还涉及一种激光系统，该激光系统用于在输出端处产生额定脉冲持续时间相等或几乎相等的输出激光脉冲、尤其是超短输出激光脉冲，该激光系统具有：
11、-用于产生尤其具有相等脉冲持续时间的输入激光脉冲的激发激光器，
12、-有助于输出激光脉冲的脉冲持续时间的热依赖性的至少一个部件和/或环境(例如空气)，
13、-布置在激发激光器与输出端之间的、其色散可调设的光学执行机构，以及
14、-控制装置，该控制装置被编程或设置实施根据本专利技术的方法。
15、优选地，光学执行机构构造为：用于对输入激光脉冲进行拉伸的可变的、尤其可调温的拉伸器光栅(脉冲拉伸器)，布置在脉冲压缩器中的色散变化元件(例如由玻璃制成)，液晶元件，或脉冲压缩器的可运动的元件、尤其是光栅或棱镜。
16、该至少一个部件优选地是用于放大输入激光脉冲的放大器。在放大器的前方可以布置有至少一个前置放大器、优选地第一前置放大器和第二前置放大器，其中光学执行机构有利地布置在激发激光器与放大器之间，优选地布置在激发激光器与第一前置放大器之间。
17、优选地，在激发激光器的后方布置有脉冲选择装置(“脉冲拾取器”)、尤其是声光调制器(akustooptischer modulator,aom)或电光调制器(elektrooptischer modulator,eom)，以使所选择的输入激光脉冲朝向输出端的方向通过。在此，脉冲选择装置优选地布置在激发激光器与放大器之间，特别优选地布置在第一前置放大器与第二前置放大器之间。
18、为了对输入激光脉冲进行频率转换，非线性光学晶体可以布置在输出端的前方，尤其布置在放大器与输出端之间。为了压缩输入激光脉冲，脉冲压缩器、尤其是光栅压缩器可以布置在输出端的前方，尤其布置在放大器与输出端之间。
19、优选地，该至少一个部件是被输入脉冲穿过的光学部件，或者是在产生输出激光脉冲时被加热的机械部件或电气部件。光学部件尤其被穿过该光学部件的输入脉冲加热。机械部件或电气部件例如被废热和/或散射光加热。
20、最后，本专利技术还涉及一种具有代码装置的控制程序产品，该代码装置被适配成：当程序在根据本专利技术的激光系统的控制装置上运行时，执行根据本专利技术的方法的所有步骤。
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1.一种用于产生具有相等或几乎相等的额定脉冲持续时间的输出激光脉冲(3)、尤其是超短输出激光脉冲的方法，所述输出激光脉冲的脉冲持续时间取决于至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的温度和/或环境温度，所述方法具有以下方法步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的当前热负载以及根据所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的热负载的历史记录，求取所述光学执行机构(20)针对当前的所述输入激光脉冲(2)待调设的色散。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据当前的所述输出激光脉冲(3)的平均功率求取所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的当前热负载，并且根据相应先前的所述输出激光脉冲(3)的平均功率求取所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的热负载的历史记录。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，连续地通过根据所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的温度对脉冲相位进行建模来求取所述待
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据至少在当前的所述输入激光脉冲之前已穿过所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的最后那个输入激光脉冲和/或根据所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)处于稳态下的额定色散值来求取所述光学执行机构(20)针对当前的所述输入激光脉冲(2)待调设的色散，在所述稳态下，所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的温度大体上在时间上恒定。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的稳态下的额定值以及根据校正值的总和来求取所述光学执行机构(20)针对当前的所述输入激光脉冲(2)待调设的色散，所述总和是在考虑至少先前的所述最后那个输入激光脉冲的情况下求取的。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，连续地通过根据所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的温度对脉冲相位进行建模来求取所述校正值，或者预先根据先前已知的一系列输出激光脉冲(3)来求取所述校正值。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述输出激光脉冲(3)的脉冲持续时间与所述额定脉冲持续时间的偏差小于10％、优选地小于2％。
9.一种用于在输出端(150)处产生具有相等或几乎相等的额定脉冲持续时间的输出激光脉冲(3)、尤其是超短输出激光脉冲的激光系统(100)，所述激光系统具有：
10.根据权利要求9所述的激光系统，其特征在于，所述光学执行机构(20)构造为：用于对所述输入激光脉冲(2)进行拉伸的可变的、尤其可调温的拉伸器光栅(脉冲拉伸器)，布置在脉冲压缩器(110)中的色散变化元件，液晶元件，或脉冲压缩器(110)的可运动的元件、尤其是光栅或棱镜。
11.根据权利要求9或10所述的激光系统，其特征在于，所述至少一个部件是用于放大所述输入激光脉冲(2)的放大器(80)。
12.根据权利要求11所述的激光系统，其特征在于，在所述放大器(80)的前方布置有至少一个前置放大器(50，70)，优选地在所述放大器的前方布置有第一前置放大器(50)和第二前置放大器(70)。
13.根据权利要求11或12所述的激光系统，其特征在于，所述光学执行机构(20)布置在所述激发激光器(10)与所述放大器(80)之间，优选地布置在所述激发激光器(10)与所述第一前置放大器(50)之间。
14.根据权利要求9至13之一所述的激光系统，其特征在于，用于使所选择的所述输入激光脉冲(2)朝向所述输出端(150)的方向通过的脉冲选择装置(60)、尤其是AOM或EOM布置在所述激发激光器(10)的后方，优选地布置在所述激发激光器(10)与放大器(80)之间，特别优选地布置在第一前置放大器(50)与第二前置放大器(70)之间。
15.根据权利要求9至14之一所述的激光系统，其特征在于，用于使所述输入激光脉冲(2)进行频率转换的非线性光学晶体(90)布置在所述输出端(150)的前方，尤其布置在放大器(80)与所述输出端(150)之间。
16.根据权利要求9至15之一所述的激光系统，其特征在于，用于压缩所述输入激光脉冲(2)的脉冲压缩器(110)、尤其是光栅压缩器布置在所述输出端(150)的前方，尤其布置在放大器(80)与所述输出端(15...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于产生具有相等或几乎相等的额定脉冲持续时间的输出激光脉冲(3)、尤其是超短输出激光脉冲的方法，所述输出激光脉冲的脉冲持续时间取决于至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的温度和/或环境温度，所述方法具有以下方法步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的当前热负载以及根据所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的热负载的历史记录，求取所述光学执行机构(20)针对当前的所述输入激光脉冲(2)待调设的色散。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据当前的所述输出激光脉冲(3)的平均功率求取所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的当前热负载，并且根据相应先前的所述输出激光脉冲(3)的平均功率求取所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的热负载的历史记录。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，连续地通过根据所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的温度对脉冲相位进行建模来求取所述待调设的色散，或者预先根据先前已知的一系列输出激光脉冲(3)来求取所述待调设的色散。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据至少在当前的所述输入激光脉冲之前已穿过所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的最后那个输入激光脉冲和/或根据所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)处于稳态下的额定色散值来求取所述光学执行机构(20)针对当前的所述输入激光脉冲(2)待调设的色散，在所述稳态下，所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的温度大体上在时间上恒定。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的稳态下的额定值以及根据校正值的总和来求取所述光学执行机构(20)针对当前的所述输入激光脉冲(2)待调设的色散，所述总和是在考虑至少先前的所述最后那个输入激光脉冲的情况下求取的。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，连续地通过根据所述至少一个部件(50，60，70，80，90，110)的温度对脉冲相位进行建模来求取所述校正值，或者预先根据先前已知的一系列输出激光脉冲(3)来求取所述校正值。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述输出激光脉冲(3)的脉冲持续时间与所述额定脉冲持续时间的偏差小于10％、优选地小于2％。
9.一种用于在输出端(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·塞勒，A·布德尼基，F·扬森，M·金特尔，J·布龙斯，R·弗莱格，
申请(专利权)人：通快激光有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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