本申請是申請日為2014年2月7日，名稱為“用于主動(dòng)控制種子激光器的光輸出的方法”，申請?zhí)枮?01410044843.1的發(fā)明專利申請的分案申請。

本公開內(nèi)容涉及用于種子激光器(seedlaser)的激光脈沖控制(laserpulsecontrol)。

背景技術(shù)：

在許多激光器應(yīng)用中，要求穩(wěn)定的激光脈沖。在一些情況中，對脈沖間的定時(shí)的控制是非常重要的，而在另一些情況中，脈沖能量或脈沖持續(xù)時(shí)間的變化可能是不可接受的。此外，一些激光系統(tǒng)可被配置為以一個(gè)窄范圍內(nèi)的脈沖重復(fù)率提供可重復(fù)的激光脈沖，使得那些要求可變脈沖重復(fù)率的應(yīng)用通常需要多個(gè)源。在一些處理應(yīng)用中，不穩(wěn)定的脈沖輸出表現(xiàn)為丟失脈沖或雙脈沖，但這兩者都是不可取的。下文描述了以寬范圍的重復(fù)率提供穩(wěn)定的激光脈沖的方法和裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

如本文公開的，種子脈沖源可靠地向光放大器提供單獨(dú)脈沖用于放大。經(jīng)放大的單獨(dú)脈沖接下來可用在各種各樣的材料處理應(yīng)用中，不帶有由不想要的多脈沖引起的副作用。在一些實(shí)施例中，光脈沖生成系統(tǒng)包含：種子激光器，該種子激光器包括種子激光器泵和種子激光器增益介質(zhì)。光放大器被定位以從所述種子激光器接收至少一個(gè)種子脈沖，并產(chǎn)生對應(yīng)于經(jīng)放大的種子脈沖的一個(gè)輸出脈沖。種子激光器控制器被聯(lián)接到所述種子激光器泵，并且被配置為響應(yīng)于對與種子激光脈沖相關(guān)聯(lián)的輸出脈沖的檢測而減少對種子激光器增益介質(zhì)的泵浦。在一些實(shí)施例中，光電檢測器被聯(lián)接以接收所述輸出脈沖的至少一部分，其中，對所述輸出脈沖的檢測是基于與所述輸出脈沖的已接收的部分相關(guān)聯(lián)的光電檢測器信號。在另一些實(shí)施例中，所述輸出脈沖的由所述光電檢測器所接收的部分是種子脈沖的一部分或經(jīng)放大的種子脈沖的一部分。在有代表性的實(shí)施例中，光放大器是光纖放大器，而種子泵包括一個(gè)或多個(gè)激光二極管。在典型的實(shí)施例中，種子激光器控制器被配置為建立一個(gè)脈沖電流用于種子泵激光二極管，且被配置為響應(yīng)于檢測到與種子激光脈沖有關(guān)的輸出脈沖而減小脈沖電流的大小。在再一些實(shí)施方案中，種子激光器控制器被配置為響應(yīng)于檢測到與種子激光脈沖有關(guān)的輸出脈沖而終止脈沖電流。在另外的有代表性的實(shí)施例中，種子激光器控制器被配置為通過周期性地施加一個(gè)脈沖偏置電流到一個(gè)種子泵激光二極管，以建立經(jīng)放大的種子脈沖的重復(fù)率。

根據(jù)有代表性的實(shí)施例，生成種子脈沖的方法包含：檢測與種子激光器相關(guān)聯(lián)的光脈沖；以及響應(yīng)于所檢測到的脈沖，減少對種子激光器增益介質(zhì)的泵浦。在一些實(shí)施方案中，種子激光器是用激光二極管泵浦的，且通過減小施加到所述激光二極管的電流來減少對種子激光器增益介質(zhì)的泵浦。在另一些實(shí)施例中，種子激光器是用多個(gè)激光二極管泵浦的，且通過減小施加到所述多個(gè)激光二極管中至少一個(gè)的電流來減少對所述種子激光器增益介質(zhì)的泵浦。在一些實(shí)施方案中，通過向所述多個(gè)激光二極管中至少一個(gè)施加脈沖電流以發(fā)起光脈沖的生成，其中所述脈沖電流響應(yīng)于檢測到的脈沖而減小。在典型實(shí)施方案中，對于所述多個(gè)激光二極管中的至少一個(gè)，所述脈沖電流大于激光二極管閾值電流，且向所述多個(gè)激光二極管中的至少一個(gè)施加偏置電流，其中所述偏置電流小于泵浦激光器閾值。典型地，所述偏置電流是dc偏置電流。

光種子脈沖源包含泵浦源，泵浦源被配置為對固態(tài)增益介質(zhì)進(jìn)行泵浦以在所述固態(tài)增益介質(zhì)之內(nèi)產(chǎn)生光增益。泵浦源控制器被配置為響應(yīng)于對由所述固態(tài)增益介質(zhì)產(chǎn)生的種子脈沖的檢測而調(diào)節(jié)由所述泵浦源進(jìn)行的泵浦。在一些實(shí)施例中，光電檢測器被聯(lián)接到所述泵浦源控制器且被配置為檢測所述種子脈沖。在一些實(shí)施方案中，所述泵浦源是激光二極管，而所述泵浦源控制器被配置為基于施加到所述激光二極管的電流而調(diào)節(jié)泵浦。在再另外的實(shí)施例中，待要被泵浦的固態(tài)增益介質(zhì)被定位在光諧振器之內(nèi)。

所公開的技術(shù)的這些和其他特征將從下面的詳細(xì)描述中變得更明了，所述詳細(xì)描述是參考附圖進(jìn)行描述的。

附圖說明

圖1示出了一個(gè)被配置為在光纖放大器中放大種子激光脈沖的激光器系統(tǒng)。

圖2示出一個(gè)種子泵浦控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置為將一個(gè)激光二極管泵浦電流有選擇地設(shè)置成偏置電流或脈沖泵浦電流。

圖3a-3b示出有代表性的種子泵浦激光器驅(qū)動(dòng)電流。

圖4示出以選定的脈沖重復(fù)率(prr)獲取單個(gè)激光脈沖的一個(gè)有代表性的方法。

圖5示出生成種子脈沖的一個(gè)有代表性的方法。

圖6示出用于生成種子脈沖的裝置，該裝置被配置為將到種子激光器的泵浦輻射衰減。

圖7示出基于是否檢測到種子脈沖而控制種子泵的系統(tǒng)。

圖8示出用于控制泵浦激光器的一種替代電路布置。

圖9是材料處理系統(tǒng)的方框圖，該系統(tǒng)包括一個(gè)受泵浦激光器控制的種子泵浦源。

圖10是激光器系統(tǒng)的方框圖，其中基于來自固態(tài)激光器的輸出而控制泵浦激光器。

具體實(shí)施方式

如在本申請和權(quán)利要求書中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”都包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確規(guī)定。另外，術(shù)語“包括”意味著“包含”。此外，術(shù)語“聯(lián)接”不排除在所聯(lián)接的物件之間存在中間元件。

本文描述的系統(tǒng)、裝置和方法不應(yīng)解釋為以任何方式進(jìn)行限制。相反地，本公開內(nèi)容涉及所公開的各個(gè)實(shí)施方案的所有新穎的和非顯而易見的特征和方面，無論是單獨(dú)的還是相互的各種組合和子組合。所公開的系統(tǒng)、方法和裝置既不限于任何特定的方面或特征或其組合，而且所公開的系統(tǒng)、方法和裝置也不要求必須存在任何一個(gè)或多個(gè)特定優(yōu)點(diǎn)、或解決一個(gè)或多個(gè)特定問題。所有操作理論都是為了便于解釋，但所公開的系統(tǒng)、方法和裝置不限于這樣的操作理論。

雖然所公開的方法中的一些的操作是以具體的、順序性的次序描述以便演示，但應(yīng)理解這樣的描述方式也涵蓋了重新排序，除非在下文中以明確的語言要求了某一次序。例如，按順序描述的操作在一些情況下可被重新排序或并行執(zhí)行。此外，為簡便起見，附圖可能不會示出所公開的系統(tǒng)、方法和裝置可以與其他系統(tǒng)、方法和裝置聯(lián)合使用的各種方式。此外，說明書中有時(shí)會使用“產(chǎn)生”、“提供”等術(shù)語描述所公開的方法。這些術(shù)語是對已被執(zhí)行的實(shí)際操作的高度抽象。對應(yīng)于這些術(shù)語的實(shí)際操作根據(jù)具體的實(shí)施方式將會有所不同，且是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易辨別的。

在一些實(shí)施例中，數(shù)值、過程或裝置被稱為“最低”、“最好”、“最小”等等。應(yīng)理解，這樣的描述是為了表明可以在許多使用的功能性替代方案中做出選擇，且這樣的選擇不需要比其他選擇更好、更小或以其他方式更優(yōu)選。

在下面的實(shí)施例中，光信號和光束指的是波長在大約50nm到10μm之間的傳播的電磁輻射，但也可以使用其他波長。在一些實(shí)施例中，使用與激光二極管泵浦激光器(介于大約500nm和1.1μm之間)以及摻雜光纖放大器(介于大約1μm和1.7μm之間)關(guān)聯(lián)的波長。術(shù)語“光放大器”指的是一種根據(jù)適當(dāng)?shù)谋闷帜軌虍a(chǎn)生光增益的介質(zhì)。光放大器可以定位在激光器腔或其他諧振器之內(nèi)，以形成激光振蕩器。

在一些實(shí)施例中，分束器或其他光學(xué)元件用來獲取種子光束或放大的種子光束的部分。在其他實(shí)施例中，可以使用光纖聯(lián)接器、分束器(splitter)、環(huán)行器(circulator)或其他光纖或散裝光學(xué)部件或它們的組合。只要方便，可以在放大之前或之后檢測脈沖生成。

種子激光器可以在1hz或更小到100mhz或更大的重復(fù)率提供種子脈沖。在低重復(fù)率下(也即，重復(fù)率小于1/tgain,其中tgain是與種子激光器增益關(guān)聯(lián)的衰變時(shí)間，諸如所謂的t1或t2時(shí)間)，生成種子脈沖之后的殘余增益(residualgain)典型地在脈沖之間被充分地衰減(attenuated)。在這樣的重復(fù)率下，如果繼續(xù)對種子激光進(jìn)行泵浦，會導(dǎo)致第二脈沖(通常不想要)。在高重復(fù)率下，過量增益(excessgain)并未由脈沖之間的自發(fā)衰變而大幅減小，而過量增益會積累從而產(chǎn)生雙脈沖。然而，如果在種子激光器中不產(chǎn)生足夠的增益，則種子脈沖可能不會生成。對種子激光器泵的控制可用來避免或減小雙脈沖或丟失脈沖的頻率。此外，脈沖控制器可被配置為對于不同的脈沖重復(fù)率略微不同地運(yùn)行，且通常在高重復(fù)率下更準(zhǔn)確地終止或衰減種子激光泵浦。對過量增益的控制也傾向于減小脈沖間的抖動(dòng)，可能是因?yàn)槊總€(gè)脈沖是基于從基本相同的種子激光泵浦產(chǎn)生的種子脈沖而產(chǎn)生的。

使用下面的一些實(shí)施例中示出的基于脈沖檢測的泵浦減小，響應(yīng)于脈沖偏置，種子激光器增益相對較高，使得立即產(chǎn)生種子脈沖，而隨后的對dc偏置或其他低水平的泵浦的減小消除或減小了隨后的不想要的脈沖的可能性。對于激光二極管泵浦源，dc偏置典型地低于激光閾值，且被選擇以在施加脈沖電流時(shí)輔助迅速調(diào)制。在下面示出了有代表性的實(shí)施例以便于說明。

圖1示出一個(gè)光脈沖系統(tǒng)100，其包括一個(gè)泵浦激光器104(典型地是一個(gè)激光二極管)，該泵浦激光器被聯(lián)接以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)泵浦光纖(pumpfiber)106向光纖放大器102提供一個(gè)泵浦光束(pumpbeam)。可以提供一個(gè)或多個(gè)泵浦激光器，并且可以在一個(gè)或多個(gè)泵浦光纖之內(nèi)合并(combine)一個(gè)或多個(gè)泵浦光束。光纖放大器102通常是一段主動(dòng)摻雜的光纖，諸如鐿(yb)或鉺(er)摻雜的光纖。在另一些實(shí)施例中，可以使用基于摻雜激光材料的光放大器，所述摻雜激光材料諸如摻雜水晶、摻雜玻璃棒、或固態(tài)的或是其他增益材料。多個(gè)泵浦光束在一個(gè)光纖合束器(fibercombiner)中被方便地合并，該光纖合束器包括被聯(lián)接以接收相應(yīng)的泵浦光束的一個(gè)或多個(gè)光纖。泵浦光束可被布置為對光纖放大器102或其他增益材料進(jìn)行同向泵浦(co-pump)、反向泵浦(counter-pump)、或同向和反向泵浦(co-andcounter-pump)。在另一些實(shí)施例中，可以用聯(lián)接有自由空間光學(xué)系統(tǒng)的泵浦光束、或是聯(lián)接有泵浦光纖和自由空間光學(xué)系統(tǒng)的組合的泵浦光束對光纖放大器102泵浦。

如圖1所示，一個(gè)微芯片種子激光器112被聯(lián)接以將種子脈沖(seedpulse)輸送到光纖放大器102，一個(gè)種子脈沖控制器114聯(lián)接到微芯片種子激光器112以選擇種子脈沖重復(fù)率(seedpulserepetitionrate)、定時(shí)和脈沖能量。微芯片激光器112可以包括一段固態(tài)增益材料，其放置在兩個(gè)平面平行的介電鏡(dielectricmirror)以及一個(gè)或多個(gè)激光二極管泵浦激光器之間。固態(tài)增益材料被選擇以使得微芯片激光脈沖處于對應(yīng)于光纖放大器102的增益帶寬的波長，從而微芯片激光脈沖在光纖放大器102中被放大。微芯片激光器112典型地還包括一個(gè)可飽和吸收體(saturableabsorber)，并且所述微芯片激光器以單個(gè)微芯片腔模式(singlemicrochipcavitymode)產(chǎn)生q開關(guān)脈沖(q-switchedpulse)。然而，只要方便，也可以使用其他種子脈沖源。在一些實(shí)施例中，用來泵浦光纖放大器102的泵浦光束合束器還包括一個(gè)中心光纖或另一些選定的光纖(一個(gè)信號光纖)，所述中心光纖或另一些選定的光纖被配置為接收微芯片激光器種子脈沖并且將這些脈沖導(dǎo)引到光纖放大器102。

來自光纖放大器102的經(jīng)放大的種子脈沖被光束整形(beamshaping)透鏡116接收或被其他光束整形光學(xué)器件接收，并且被導(dǎo)引到光隔離器(opticalisolator)118以產(chǎn)生一個(gè)輸出光束120，該輸出光束被導(dǎo)引到一個(gè)或多個(gè)分束器(beamsplitter)122，使得將輸出光束120的一部分導(dǎo)引到放大器泵浦功率控制器(amplifierpumppowercontroller)108和一個(gè)種子脈沖控制器(seedpulsecontroller)114。放大器泵浦功率控制器108被配置成確定用于(一個(gè)或多個(gè))泵浦二極管104的驅(qū)動(dòng)電流，以及建立用于初始化和終止泵浦激光驅(qū)動(dòng)電流的定時(shí)，以及指定在驅(qū)動(dòng)水平(drivelevel)之間的過渡(transition)。此外，放大器泵浦功率控制器108可以調(diào)整激光二極管驅(qū)動(dòng)電流(laserdiodedrivecurrent)，以補(bǔ)償一個(gè)或多個(gè)泵浦二極管的二極管老化或故障。

種子脈沖控制器114被配置為建立用于微芯片激光器112的泵浦激光器的驅(qū)動(dòng)電流。典型地，種子脈沖控制器114以選定的重復(fù)率和一個(gè)恒定的偏置電流建立一個(gè)或多個(gè)電流脈沖，但也可以使用多種不同的驅(qū)動(dòng)配置。激光二極管泵浦源通常是基于電流水平驅(qū)動(dòng)的，但可以使用電流水平和電壓水平的組合，且可以適當(dāng)?shù)厥褂煤涂刂破渌闷衷础?/p>

一個(gè)溫度控制器123也可聯(lián)接到種子激光器112。經(jīng)放大的種子脈沖的一部分可聯(lián)接到脈沖抖動(dòng)或脈沖模式評估器121，且種子激光器溫度被調(diào)整以減少、增加或以其他方式選擇想要的脈沖抖動(dòng)。在通過控制種子激光器泵浦而將脈沖輸出穩(wěn)定的情況下，可以大大減少脈沖抖動(dòng)，典型地減少到與未被穩(wěn)定的種子泵浦相比的大約1/2至大約1/5。典型地，基于已測量的抖動(dòng)或優(yōu)選模式的配置，選擇種子激光溫度以獲得選擇的抖動(dòng)(例如，最小抖動(dòng))。在典型的實(shí)施例中，將微芯片激光器溫度控制到大約1℃，而常規(guī)系統(tǒng)要求將溫度控制到大約0.01℃。因此，對于選定的重復(fù)率，允許大約1℃的溫度變化。脈沖穩(wěn)定化(pulsestabilization)也允許更簡便地控制泵浦激光器電流。在使用常規(guī)的系統(tǒng)的情況下，脈沖激光電流被控制到大約10ma之內(nèi)；但使用脈沖穩(wěn)定的情況下，電流控制在大約100ma之內(nèi)是合適的。

圖2示出一個(gè)種子脈沖控制器200，該種子脈沖控制器200被配置為泵浦一個(gè)微芯片激光器從而以大范圍的脈沖重復(fù)率重復(fù)地產(chǎn)生單脈沖輸出。如圖2所示，光纖放大器202被聯(lián)接以接收來自種子激光器204的種子激光脈沖，種子激光器204是被種子泵激光器206泵浦的。光纖放大器202也聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)泵浦激光器203。一個(gè)經(jīng)放大的種子脈沖被提供為一個(gè)輸出，而經(jīng)放大的脈沖輸出的一部分被分束器208和反射器210導(dǎo)引到光電檢測器(photodetector)212。在一些實(shí)施例中，使用光纖聯(lián)接器以將光束的多個(gè)部分導(dǎo)引到光電檢測器212。響應(yīng)于放大器脈沖輸出的一個(gè)光電檢測器信號被放大或緩沖(buffer)并且聯(lián)接到脈沖檢測器214。脈沖檢測器214確定是否已經(jīng)收到放大器脈沖，并且將相應(yīng)的脈沖通知信號(pulsenotificationsignal)聯(lián)接到電流開關(guān)216。電流開關(guān)216被聯(lián)接以使得偏置電流控制器218或脈沖電流控制器220能夠建立用于種子泵浦206的驅(qū)動(dòng)電流。如果檢測到經(jīng)放大的脈沖，則偏置電流控制器218提供一個(gè)偏置電流到種子泵浦激光器206，且脈沖電流控制器220將脈沖驅(qū)動(dòng)電流終止。偏置電流控制器0218典型地提供一個(gè)恒定的偏置電流，其是泵浦激光器閾值的大約5％、10％、20％、25％、40％、50％、75％或90％。脈沖電流控制器220通常提供一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流，該驅(qū)動(dòng)電流是泵浦激光器閾值電流的1、2、4、5、10或20倍或更多倍，且可以被選擇成避免泵浦激光器損壞的電流水平。脈沖電流控制器220還可以建立最大脈沖持續(xù)時(shí)間，但這樣的持續(xù)時(shí)間也可以由電流開關(guān)216設(shè)置。

圖3a-3b示出有代表性的種子泵激光器驅(qū)動(dòng)電流。在圖3a-3b中示出的電流過渡是示意性的，而實(shí)際的實(shí)施方式表現(xiàn)出有限的上升時(shí)間、下降時(shí)間和切換時(shí)間(switchingtime)。如圖3a所示，激光器電流i偏置建立，同時(shí)等待種子脈沖生成的發(fā)起。在時(shí)間t開始，種子激光脈沖生成是通過提供一個(gè)脈沖電流i脈沖而發(fā)起的，該脈沖電流i脈沖通常遠(yuǎn)大于i偏置。dc偏置電流i偏置可以繼續(xù)或是被終止。在時(shí)間t脈沖，脈沖檢測器214檢測到一個(gè)種子脈沖，且所述脈沖電流被關(guān)斷，而偏置電流i偏置被接通。在圖3b的實(shí)施例中，在時(shí)間t開施加偏置電流i偏置，且在時(shí)間t開始施加脈沖偏置。當(dāng)在時(shí)間t脈沖檢測到一個(gè)種子脈沖之后，驅(qū)動(dòng)電流歸零直到請求下一個(gè)脈沖為止。在另一些實(shí)施例中，偏置電流可以是脈沖的、多水平的或以其他方式選擇的，以允許在施加i脈沖之后允許快速形成脈沖。

參照圖4，一個(gè)有代表性的種子泵浦驅(qū)動(dòng)器400包括一個(gè)時(shí)鐘生成器402，該時(shí)鐘生成器402提供時(shí)鐘脈沖或其他限定種子脈沖重復(fù)率的信號。時(shí)鐘生成器402被聯(lián)接到d觸發(fā)器404，該d觸發(fā)器404則被連接到與泵浦驅(qū)動(dòng)電流控制器414通信的一個(gè)模擬開關(guān)406。d觸發(fā)器404被配置為發(fā)起模擬開關(guān)406的切換(switching)，以將來自聯(lián)接到模擬開關(guān)輸入406a的偏置電流源的種子泵浦驅(qū)動(dòng)電流切換到由聯(lián)接到模擬開關(guān)輸入406b的脈沖電流源所建立的脈沖電流。

在圖4的實(shí)施例中，模擬開關(guān)輸出406c聯(lián)接到fet416的柵極，所述fet416被聯(lián)接以在基于模擬開關(guān)406的輸出的驅(qū)動(dòng)電流下驅(qū)動(dòng)泵浦激光器420。感測電阻器418被提供用于測量激光器驅(qū)動(dòng)電流，并且被聯(lián)接到泵浦驅(qū)動(dòng)控制器414，以使得脈沖和偏置驅(qū)動(dòng)電流可被感測，從而提供基于反饋的驅(qū)動(dòng)電流控制。脈沖檢測器424被聯(lián)接到一個(gè)光電檢測器(在圖4中未示出)和d觸發(fā)器404，從而觸發(fā)d觸發(fā)器404以使得泵浦激光器電流從脈沖電流減小到偏置電流。另外的泵浦激光器可以用相應(yīng)的模擬開關(guān)408、410類似地控制，但在圖4中未示出另外的用于這樣的泵浦激光器的電路。在一些實(shí)施例中，激光二極管陣列用作種子泵，但為了圖示方便，在圖4中只示出了單個(gè)激光二極管420。

圖5示出生成單個(gè)種子脈沖的有代表性的方法500。在502，基于例如一個(gè)可由使用者調(diào)整的時(shí)鐘信號，發(fā)起生成種子脈沖，從而以適合的重復(fù)率提供脈沖。在504，脈沖偏置被施加到一個(gè)或多個(gè)泵浦激光器，以將泵浦激光器激發(fā)(excite)到激光器閾值以上。在506，可檢測一個(gè)經(jīng)放大的種子脈沖或一個(gè)種子脈沖。如果沒有檢測到種子脈沖(或其他適當(dāng)?shù)拿}沖)，則在504繼續(xù)施加脈沖偏置。如果檢測到種子脈沖，則脈沖偏置中斷，且在508施加dc偏置。如上所述，在脈沖生成之后的dc偏置并非必要，且如果需要的話可在脈沖偏置之前施加預(yù)偏置。在510，檢測請求(即，時(shí)鐘信號)以確定是否待要生成另一個(gè)種子脈沖。若是，則在502發(fā)起一個(gè)脈沖。若否，則在508繼續(xù)施加dc偏置。

參照圖6，一個(gè)有代表性的種子脈沖生成器600包括一個(gè)種子泵浦源602，諸如一個(gè)或多個(gè)激光二極管或其他光源。種子泵向一個(gè)光衰減器604提供一個(gè)種子泵浦光束，該光衰減器604將所述種子泵浦光束聯(lián)接到一個(gè)種子激光器606。響應(yīng)于所述種子泵浦光束，種子激光器606產(chǎn)生一個(gè)光束，通常是一個(gè)單一的、孤立的光脈沖，該光脈沖經(jīng)由分束器610而被導(dǎo)引到光放大器608。來自光放大器608的經(jīng)放大的光束被導(dǎo)引通過輸出分束器611。來自種子激光器606的無論是未放大的還是已放大的光束的部分都被分束器610、611中的一個(gè)或兩個(gè)導(dǎo)引到脈沖檢測器614，該脈沖檢測器614聯(lián)接至脈沖控制器616?；谠诜质?10、611之一或兩者處檢測到的經(jīng)放大的光脈沖或其他一個(gè)或多個(gè)選定的光信號，脈沖控制器616發(fā)起在光衰減器604處的光衰減的改變。為了提供迅速的衰減調(diào)制，光衰減器604可以是散裝的或波導(dǎo)的電-光或聲-光器件。此外，種子泵602可被調(diào)制以改變振幅、頻率或其他種子泵浦特性，從而改變種子激光器增益介質(zhì)被泵浦的速率。脈沖控制器616可用來建立脈沖重復(fù)率。

圖7示出一個(gè)有代表性的種子脈沖源700，其包括聯(lián)接到泵浦源702的一個(gè)種子激光器704。分束器706被定位以將種子激光器輸出的一部分導(dǎo)引到脈沖檢測器708。脈沖檢測器708被聯(lián)接到泵浦控制器710，該泵浦控制器710根據(jù)來自脈沖檢測器708的一個(gè)信號而調(diào)制由種子泵702提供的泵浦功率。種子泵可以是光泵浦源、電泵浦源或其他適合于種子激光器704的泵浦源。

參照圖8，用于泵浦一個(gè)種子激光器的泵浦激光器系統(tǒng)800包括泵浦激光二極管802-804，該泵浦激光二極管聯(lián)接到包含有晶體管808、810的雙極晶體管對。脈沖控制器816通過電阻器814聯(lián)接到晶體管810的基極，以控制激光二極管802-804之內(nèi)的電流。激光二極管驅(qū)動(dòng)電壓可被施加在801。一個(gè)感測電阻器812被提供用于測量激光二極管電流。

參照圖10，固態(tài)激光器1004被定位以從泵浦激光器1006接收泵浦光束。反射器1008、1010被配置為將來自固態(tài)激光器1004的一個(gè)輸出光束(諸如一個(gè)或多個(gè)脈沖)聯(lián)接到光電檢測器1012。響應(yīng)于固態(tài)激光器輸出的一個(gè)光電檢測器信號被放大或緩沖并且被聯(lián)接到脈沖檢測器1014，該脈沖檢測器1014確定是否已接收到脈沖，并且將相應(yīng)的脈沖通知信號(pulsenotificationsignal)聯(lián)接到電流開關(guān)1016。電流開關(guān)1016被聯(lián)接以使得偏置電流控制器1018或脈沖電流控制器1020能夠建立用于泵浦激光器1006的驅(qū)動(dòng)電流。如果檢測到已放大的脈沖，則偏置電流控制器1018提供偏置電流給泵浦激光器1006，且脈沖電流控制器1020終止脈沖驅(qū)動(dòng)電流。在圖10的實(shí)施例中，泵浦激光器方便地是一個(gè)或多個(gè)二極管激光器，但是也可以使用其他泵浦源。此外，對除了固態(tài)介質(zhì)以外的增益介質(zhì)的泵浦可以類似地控制，而對除了固態(tài)激光器以外的激光器可以類似地泵浦。

圖9是有代表性的材料處理系統(tǒng)900的方框圖，其包括一個(gè)光脈沖源902，該光脈沖源902包括泵浦激光脈沖控制器902a、種子激光器902b以及光放大器902c。來自光脈沖源902的光脈沖被光束整形光系統(tǒng)912處理，以形成被遞送到目標(biāo)914的脈沖光束。掃描級916被配置成將目標(biāo)914平移從而在目標(biāo)914的一個(gè)表面上掃描脈沖光束。或者，目標(biāo)914、光脈沖源902以及光束整形光系統(tǒng)912中的一個(gè)或全部可被平移以進(jìn)行光束掃描。典型地，掃描處于這樣的速率以使得順序的脈沖在目標(biāo)914處是相鄰的或在一定程度上交疊。對于常規(guī)的脈沖源，典型地會丟失一些脈沖。這些丟失的脈沖會導(dǎo)致目標(biāo)914的相關(guān)聯(lián)的區(qū)域仍然未被處理。

應(yīng)認(rèn)識到，所示的實(shí)施方案可在布置和細(xì)節(jié)上被修改且不背離上述原理。例如，所示實(shí)施方案中的以軟件示出的元件可以用硬件實(shí)施，且反之亦然。此外，來自任一實(shí)施例的技術(shù)可以和任一一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)施例中描述的技術(shù)相結(jié)合。應(yīng)理解諸如參考所示實(shí)施例而描述的那些程序和功能，可以用單一的硬件模塊或軟件模塊實(shí)施，或者可以提供分立的模塊。上述具體布置是為圖示方便而提供的，也可以使用其他布置。

例如，可以使用一個(gè)或多個(gè)種子泵激光器，終止或減少由這些種子泵激光器中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)行的泵浦可以用來生成單獨(dú)的種子脈沖。例如，對于由多個(gè)激光二極管泵浦的種子激光器，在所述多個(gè)激光二極管的一個(gè)或多個(gè)激光二極管中可以終止或減小用來激勵(lì)(stimulate)脈沖生成的脈沖電流。這些激光二極管中的每一個(gè)均可設(shè)有不同的具有個(gè)別化的時(shí)間依賴關(guān)系的選定脈沖電流和偏置電流。雖然通過減小激光二極管驅(qū)動(dòng)電流來減小種子激光泵浦通常是便利的，但在一些實(shí)施例中也可使用對泵浦激光器波長或偏振(polarization)的調(diào)制以允許在種子激光器增益介質(zhì)中的光增益減小。通常選擇泵浦減少，以使得在脈沖生成之后的任何另加的泵浦都不足以允許形成另一個(gè)脈沖。在一些實(shí)施例中，也可以衰減泵浦輻射，而除了激光器之外的泵浦源(諸如以電或以其他方式泵浦的光放大器)可以被相似地調(diào)制，以在一旦發(fā)射選定的一個(gè)或多個(gè)脈沖時(shí)就減小放大器增益。在上述實(shí)施例中，種子激光器被示為將種子脈沖導(dǎo)引到光放大器，但這樣的種子脈沖也可以被導(dǎo)引到激光振蕩器。

鑒于本公開內(nèi)容的原理可以應(yīng)用到許多可能的實(shí)施方案，應(yīng)意識到所例示的實(shí)施方案只是舉例，且不應(yīng)被理解為限制了本公開內(nèi)容的范圍。我們要求保護(hù)落入所附權(quán)利要求的范圍和精神內(nèi)的所有主題內(nèi)容。