可横向调节激光束限制器的制造方法
【专利摘要】一种激光调节系统可包括可调节种子光束限制器(230)，其被配置成可以可横向调节方式附接至展宽器压缩机(200)，且被配置成限制由振荡器(100)产生的种子光束(101)入射在所述展宽器压缩机(200)上，其中所述展宽器压缩机(200)被配置成整合至啁啾脉冲放大激光发生器(1)上，且被配置成展宽所述种子光束(101)的种子脉冲(1O1p)的持续时间。
【专利说明】可横向调节激光束限制器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.§ 119要求2011年12月23日提交的美国专利申请第13/336，659号的优先权，其全部内容在此以引用的方式并入本文。
【技术领域】
[0003]本专利文件涉及包括带啁啾脉冲放大的高功率飞秒激光的飞秒激光。更确切地说，本专利文件涉及通过利用啁啾脉冲放大激光中的可调节元件来改进激光束特性。
【背景技术】
[0004]在许多当今的甚至更具挑战的激光应用中，一直在追求每脉冲承载高能量的较短脉冲。这些特征允许激光应用有更好的控制和更好的操作速度。本领域进展中的一个显著步骤是输出超短、飞秒激光脉冲的激光系统的外观和成熟度。这些飞秒激光可用于各种应用，包括若干不同类型的眼科手术，其中超短脉冲可以用于以良好受控方式修正靶向眼组织。
[0005]在早期的飞秒激光中，极短的脉冲长度会在这些脉冲中产生极高的功率。然而，此高功率威胁到损害激光的增益介质。其解决方案为啁啾脉冲放大(CPA)技术的形式。在CPA技术中，飞秒种子脉冲由振荡器或种子激光产生。种子脉冲被导引至展宽器，所述展宽器将种子脉冲的长度展宽10-1，000倍至飞秒范围，从而大幅减少脉冲内的功率。在不破坏增益介质本身的情况下可以用放大器的增益介质安全地放大这些被展宽的脉冲。放大脉冲然后被发送至将放大脉冲的 长度压缩回飞秒的压缩机。迄今已经将基于CPA方法的激光成功引入许多应用中。
[0006]CPA系统的性能对在不破坏光束品质的情况下执行展宽的展宽器以及针对所述展宽器精调以可高效压缩脉冲的压缩机极为敏感。如果这些性能因素未能恰到好处，那么激光脉冲的压缩会变得不完整且脉冲的长度无法被压缩回所需的飞秒范围。因此，啁啾脉冲放大激光的展宽和压缩的精调存在挑战。
【发明内容】
[0007]细调展宽器和压缩机的需要在组装期间和在维护其光束品质和压缩效率的CPA激光的维护期间均会产生问题和挑战。
[0008]在CPA激光的组装期间，需要由训练有素的人员利用精密且专业的设备执行耗时的细调。在研究或实验环境中，CPA激光可在其组装期间且还可在其定期操作期间由实验室的高素质人员利用已经就位的精密设备进行细调。
[0009]但是，在制造过程的背景中，对高素质人员和精密仪器的需要均代表额外的成本、组装过程中的时间增加、品质控制挑战和可能的故障点。
[0010]此外，在通常不会在高技术环境中安装的市售CPA激光的定期操作期间，细调通常由于各种原因而变差。因此，需要定期调谐CPA激光以恢复展宽器和压缩机的细调。保持最新细调所需的现场维护的频率对市售CPA激光的制造商和运营商而言是项负担和成本。
[0011]因此，出于制造和维护两个原因，亟需开发减少细调展宽器和压缩机的需要和频率的CPA激光。
[0012]本专利文件所述实施例通过包括可调节元件以限制和控制激光光束而为细调啁啾脉冲放大激光中的展宽器和压缩机提供改进。
[0013]特定而言，激光调节系统的实施方案可包括可调节种子光束限制器，其被配置成可以可横向调节的方式附接至展宽器压缩机，且限制振荡器产生的种子光束入射在展宽器压缩机上；其中所述展宽器压缩机被配置成整合至啁啾脉冲放大激光发生器，且使所述种子光束的种子脉冲的持续时间展宽。
[0014]在其它实施方案中，一种激光调节系统可包括可调节种子光束限制器，其被配置成可以可横向调节的方式附接至展宽器，且限制振荡器产生的种子光束入射在展宽器上；其中所述展宽器被配置成整合至啁啾脉冲放大激光发生器，且使所述种子光束的种子脉冲的持续时间展宽。
[0015]最后，一种改进激光性能的方法的实施方案可包括将种子光束限制器可横向调节地附接至啁啾脉冲放大激光的展宽器压缩机的展宽器面；将由啁啾脉冲放大激光的振荡器产生的种子脉冲的种子光束导引至展宽器面上；在种子光束限制器的横向坐标改变时，监测由展宽器压缩机返回的展宽光束的光束品质；确定展宽光束的所监测光束品质满足预定品质标准时种子光束限制器的横向品质坐标；和在所确定的横向品质坐标处将种子光束限制器固定至展宽器面。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1A-B示出了高功率飞秒啁啾脉冲放大激光发生器I的两个实施方案。
[0017]图2A示出了 CPA激光的展宽压缩方法的概念。
[0018]图2B示出了展宽器压缩机。
[0019]图3A-C示出了展宽器压缩机的展宽器面和压缩机面以及单独附接的可调节光束限制器。
[0020]图4以侧视图示出了展宽器压缩机、可调节种子光束限制器和可调节放大光束限制器。
[0021]图5A-B示出了可以二维调节的可调节光束限制器。
[0022]图6示出了调节可调节种子光束限制器的方法。
【具体实施方式】
[0023]本专利文件描述通过包括一个或多个可调节元件来限制和控制激光光束而优化啁啾脉冲放大激光的展宽器和压缩机的细调的实施方案。
[0024]图1A示出了啁啾脉冲放大(CPA)激光发生器I。CPA激光发生器I例如可以是倾腔再生放大器(⑶RA)激光。CPA激光I的主要元件可以包括振荡器100、展宽器压缩机200和光学放大器300。
[0025]振荡器100可以产生并输出飞秒种子脉冲1lp的种子光束101。振荡器100可以是可产生和输出CPA激光发生器I的种子脉冲的各种光源。实例包括二极管泵送光纤振荡器或自由空间种子激光。振荡器100可包括工作在808nm波长的单个GaAs 二极管，或工作在其它波长的各种其它二极管。虽然具有关于其最大功率和脉冲形状失真的其它限制，但是光纤振荡器比自由空间振荡器小得多。在手术室的拥挤度是紧要约束条件的外科应用中，通过利用光纤振荡器而减少激光发生器的空间程度可以是有利的设计特征。
[0026]在一些实例中，振荡器二极管可包括频率稳定条，诸如二极管内的体布拉格光栅。此外，振荡器100可以包括半导体饱和吸收镜，或SESAM。利用一个或多个SESAM会改进所产生脉冲内的模式的一致性，导致基本模式锁定的操作。
[0027]振荡器100的实施方案可输出限制基本上变形受限的种子脉冲，例如具有高斯形状。在一些实施方案中，也可以产生平顶脉冲。脉冲长度可在1-1,000飞秒(fs)范围内，在其它实施方案中在10fs-1Ops范围内。种子脉冲频率或重复率可在ΙΟ-ΙΟΟΜΗζ范围内。种子脉冲的光束的功率可在1-1OOOmW范围内。
[0028]展宽器压缩机200可以整合至CPA激光发生器I以展宽且稍后压缩激光脉冲。振荡器100可通过分束器BS150将种子光束101耦合至展宽器压缩机200中。入射在展宽器压缩机200上的种子光束101可由可以可横向调节方式附接至展宽器压缩机200的激光调节系统220限制并控制。
[0029]展宽器压缩机200可以通过为种子脉冲的不同频率分量引入不同延迟时间而展宽种子脉冲。简言之，展宽器压缩机200可以将色散或啁啾引入脉冲中。其操作将在下面参考图2A-B更详细地予以描述。展宽器压缩机200可输出展宽脉冲201p的展宽光束201且通过分束器BS150和法拉第隔离器410将其耦合至放大器300。
[0030]放大器300可以从展宽器压缩机200接收展宽脉冲201p、放大所选展宽脉冲的振幅并且输出放大展宽脉冲301p的放大激光光束301。这些放大的展宽脉冲301p可选择性地通过法拉第隔离器410和分束器BS420和BS430在相反方向上耦合回展宽器压缩机200中。当在这个相反方向上使用时，展宽器压缩机200可(再)压缩放大的展宽脉冲301p的持续时间并且输出飞秒长度的放大压缩脉冲401p的放大压缩光束401。
[0031]法拉第隔离器410可以确保振荡器100受放大器300产生的强力放大光束301保护。如果没有法拉第隔离器410，放大光束301的一部分可到达振荡器100且由于放大的展宽光束301的放大展宽脉冲301p的高能量含量而使其严重受损。
[0032]虽然CPA激光发生器I的一些实施方案可成功地用于眼科应用，包括白内障手术、囊和角膜手术，但是CPA激光发生器I的实施例还可用于非常广泛范围的其它应用中，其包括其它类型的眼科手术，诸如视网膜和角膜外科手术、以及皮肤科、牙科、美容及内科手术应用，和用激光光剥离或一些其它激光辅助过程塑形材料片的各种材料加工应用。
[0033]图1B示出了 CPA激光I的相关实施例，其中展宽器压缩机200的功能由两个单独块展宽器215和压缩机217执行。在一些实施例中，展宽器215和压缩机217可从相同单晶中裁切。
[0034]图2A在一些细节上示出了产生啁啾的概念。展宽器压缩机200或展宽器215可跨脉冲持续时间的大部分接收种子光束101中频率成分或频谱可大致一致或为“白色”的短种子脉冲101P。换句话说，短脉冲1lp开始处的不同频率/波长频谱分量的振幅大致平坦且在脉冲持续时间期间保持如此。
[0035]展宽器压缩机200或展宽器215可通过为短脉冲1lp的不同频谱分量引入不同延迟时间而展宽短脉冲1lp的脉冲长度。
[0036]图2A示出了不同频谱分量的不同延迟时间将短种子脉冲1lp展宽成更长展宽脉冲201p。图2A还示出了所述展宽还使展宽脉冲201p的频率成分或频谱与时间相依。根据典型常规，前导部分由红色频率支配而尾部由蓝色频率支配的脉冲称为具有如图2A所示实例中的正色散或啁啾。
[0037]本描述是指在时域中的啁啾:脉冲的高频分量和低频分量在时间上分开。其它类型的啁啾，诸如空间啁啾(其中高频分量和低频分量在光束内空间上分开)增加了各种额外的设计挑战且不在展宽器压缩机200或展宽器215的所需功能之中。
[0038]展宽器压缩机200或展宽器215可将飞秒种子脉冲1lp的持续时间从1_1，000飞秒范围展宽至展宽脉冲201p的1-1，000皮秒的展宽持续时间。展宽器压缩机200可以比10、100或1000更大的展宽因子将飞秒种子脉冲1lp的持续时间展宽。这些展宽因子中的每个为放大器300引入不同的设计标准。
[0039]早期设计的展宽器和压缩机涉及多个单独可调光栅、棱镜或其它频谱解析器。这些频谱解析器的位置和取向必须细调且对准以实现所需展宽效果。这些对准是敏感的且因此在制造期间需要精确的校准且在操作期间需要定期重复的维护或再校准。对于非高科技设置的应用，诸如医疗环境，这些早期类型的CPA激光需要高维护是背离更广泛市场接受的障碍。
[0040]图2B示出了提供有关这些挑战的改进的展宽器压缩机200的实例。首先，图2B的展宽器压缩机200可通过包括啁啾体布拉格光栅(CVBG)而消除用于展宽的可单独调节光谱解析器的需要。该CVBG可以包括由垂直于曝光方向或光轴209的光热折射(PTR)玻璃形成的一组层210-1。层210-1可具有适当折射率和光栅周期或沿光轴209按层210-1的位置逐渐改变的分色。在这样的设计中，布拉格反射的条件对于短种子脉冲1lp的不同频谱分量发生在不同深度处。
[0041]由于种子脉冲1lp的不同频谱分量在CVBG的不同深度处被反射，所以其横贯不同长度的光学路径且因此获得不同时间延迟。如图2B的实例所示，当短“白色”种子脉冲1lp通过展宽器面21 Is进入展宽器压缩机200时，其红色频率分量从具有较宽层空间或光栅周期的展宽层区210s的近区反射，因为其波长较长且在这些近区中满足布拉格反射条件。
[0042]相反，具有较短波长的蓝色频率分量从CVBG中的展宽层区210s的较远区反射。由于蓝色分量横贯较长光学路径，所以其相对于种子脉冲1lp的红色分量延迟。因此，输入的短白色种子脉冲1lp被CVBG展宽器压缩机200或展宽器215展宽成较长展宽脉冲201p。在特定实例中，展宽脉冲201p因为蓝色分量相对于脉冲内的红色分量延迟而产生正啁啾。展宽器压缩机200的其它实施例可具有产生负啁啾，使红色频谱分量相对于蓝色分量延迟的CVBG。显然，在本实施方案中，展宽器压缩机200或自立式展宽器215的展宽功能可在不对准可单独调节的频谱分解器的情况下执行。
[0043]图2B的展宽器压缩机200的CVBG设计的第二个优点在于展宽脉冲201p可通过使其作为放大展宽脉冲301p返回至相同展宽器压缩机200但是通过相反定位的压缩机面211c而被压缩回飞秒脉冲。这种设计允许放大的展宽脉冲301p仅从相反方向横穿以展宽相位展宽脉冲的相同层结构210-1的压缩层区210c。由于相同层结构反向横贯，所以这种设计可再次在无需需要细调的额外可单独调节的频谱解析器的情况下高精度撤消原始展宽。
[0044]详细而言，当展宽放大脉冲301p通过压缩机面211c进入CVBG展宽器压缩机200时，其红色分量随着其蓝色分量在展宽期间被展宽层区210s延迟而被压缩层区210c的层210-1延迟到相同程度，从而恢复种子脉冲1lp的原始短长度。因此，具有CVBG架构的展宽器压缩机200可以非常有效地补偿展宽器引入的展宽并且以压缩回飞秒的长度输出放大压缩脉冲401p。
[0045]在其它实施方案中，如图1B的实施方案，如果其层结构210-1是彼此的精确反面，那么可由单独压缩机217高精确地撤消展宽器215执行的展宽。实现此的一种做法是在垂直于曝光209的方向已经利用逐渐改变的分色或折射率形成层210-1之后，从相同单晶中裁切展宽器215和压缩机217。
[0046]从以上描述中，显然如果在层结构210-1中，层间距离、层厚度和平滑度以及层折射率，累积的层特性独立于横向于z(曝光方向或光轴209)的(x，y)坐标，那么种子脉冲1lp的展宽和放大展宽脉冲301p的(再)压缩是最有效的。
[0047]不幸的是，在实际系统中，层特性通常在一定程度上依赖于横向坐标(X，y)。例如，当通过沿曝光方向209曝光至入射的光刻光束形成层结构210-1时，这通常是层特性由于光刻光束的像差或所用基晶内的材料变动而结束展现一定程度的横向变动的情形。
[0048]此(X，y)相依性可出于至少两个原因而呈现设计问题。(I)首先，如果层特征取决于光束直径内的横向坐标(x，y)，那么展宽脉冲201p的频谱分量可取决于(x，y)坐标而获取不同的延迟。这个空间非均质性造成展宽脉冲201p在时间啁啾之外产生空间啁啾，这更难以补偿回飞秒脉冲长度。
[0049](2)第二，如果放大展宽脉冲301p传播通过其层结构仅在反向上尽可能靠近展宽层区210s的压缩层区210c，那么压缩最有效用于精确撤消展宽。然而，如果层210-1由(X，y)相依层特性形成，那么压缩层区210c中的层特性可与展宽层区210s中的层特性大为不同，使得压缩不完整或低效。
[0050]因此，由受层特性的横向变动驱动的展宽器压缩机200减少或最小化不需要的空间啁啾和激光脉冲的不完整压缩是个设计挑战。
[0051 ] 在这方面，图3A示出了激光调节系统220的实施方案，其可通过限制落在展宽器面211s上的种子光束101和落在压缩机面211c上的放大展宽光束301入射至其中(I)层特性展示光束直径内的最小变动，和(2)压缩层区210c中的层结构仅在反向上接近匹配展宽层区210s中的层结构的点处而产生上述两种设计挑战。由于基于这两个要求所选的点并不总是彼此完全成行，所以激光调节系统220的一些实施方案可被配置成在这些需求之间达成良好妥协。
[0052]在一些实施方案中，可通过具有可调节种子光束限制器230s的激光调节系统220产生改进。如下文更详细描述，可调节种子光束限制器230s可以可横向调节方式附接至展宽器压缩机200的展宽器面211s，且可被配置成限制由振荡器100产生的种子光束101入射在展宽器压缩机200的展宽器面211s上。
[0053]此处，展宽器压缩机200可以被整合至上述啁啾脉冲放大(CPA)激光发生器I中。特定而言，展宽器压缩机200或展宽器215可展宽由振荡器100产生的种子光束101的种子脉冲1lp的持续时间。在一些实施方案中，展宽器压缩机200或展宽器215还可包括啁啾体布拉格光栅或CVBG。
[0054]可调节种子光束限制器230s可包括半径为r的展宽孔232s，以约束或限制展宽器压缩机200或展宽器215的展宽器面211s上的种子光束101的入射点。本实施方案可尤其解决上述设计挑战的第一个，光束半径内的层特性的横向变动，导致产生空间啁啾且导致返回的展宽光束201的时间啁啾变差。
[0055]使用可调节种子光束限制器230s可通过以下步骤改进展宽光束201的品质:(I)将可横向调节种子光束限制器230s可调节地附接至展宽器面211s，使得展宽孔232s将种子光束101的入射点限制在横向坐标或位置U，y)的半径r的附近；(2)改变入射点和展宽孔232s的横向坐标(x，y) ；(3)由适当装置(诸如频谱分析器或波前分析器)监测横向坐标(X，y)上的反射展宽光束201的空间啁啾、时间啁啾或光束品质的相依性；(4)确定优化监测的光束品质或啁啾，或使所监测品质或啁啾满足预定标准的横向位置(Xj)tjpt ;和最后
(5)大概在最佳位置(x，y)_处将可调节种子光束限制器230s固定至展宽器面211s。最佳横向位置U，y)opt通常对应于具有最平滑层的展宽层区210s，所述最平滑层最佳遵循设计的层分色和折射率。
[0056]在步骤(4)，不仅空间啁啾，而是光束品质的任何所选指标均可被追踪。在一些实施方案中，可最优化压缩机217将放大展宽脉冲301p (再)压缩至飞秒放大压缩脉冲401p的效率。在其它实施方案中，可最优化展宽光束201的像差的所选测量。在一些实施方案中，可统一最优化多于一个光束品质的组合。
[0057]可调节种子光束限制器230s不仅可使用展宽孔232s，而且可代以使用部分光束阻隔器、光束衰减器、掩膜或透镜予以实施。在这些情况的每个中，可调节种子光束限制器230s可以横向调节，使得其可限制种子光束101入射在展宽器面211s上。
[0058]在一些实施方案中，可调节种子光束限制器230s可以在一个横向维度上调节，X、I或横向于展宽器压缩机200或展宽器215的光轴209的一些通常方向调节。
[0059]可调节种子光束限制器230s可以在被配置来可调节地附接至展宽器面211s的一个或多个调节端口 234s的帮助下固定至展宽器压缩机200或展宽器215的展宽器面211s。图3A示出了调节端口 234s可以是线性槽，允许沿着一个方向调节可横向调节种子光束限制器230s。调节端口 234s可以通过调节紧固件242s接合，其被配置成容纳可调节种子光束限制器230s的可调节附接。调节紧固件242s可包括可移动紧固件、螺钉、螺栓和螺母组合以及滑动器。调节紧固件242s可形成、位于或附接在容纳展宽器压缩机200或展宽器215的展宽器压缩机外壳244上。
[0060]图3B示出了经由接合调节端口 234s的调节紧固件242s附接至展宽器外壳244的可调节种子光束限制器230s。可调节种子光束限制器230s可因此限制种子光束101至居中于展宽器孔232s的中心的横向位置(x，y)处半径为r的圆的入射点。
[0061]由于调节端口 234s可允许在横向方向运动，所以可调节种子光束限制器230s且因此所述种子光束101的入射点可在相对于光轴209的横向方向上移动。在一些实施方案中，可调节种子光束限制器230s的横向位置可由调节器245调节，所述调节器245可包括滑动器、杠杆、微电动机、电机械调节器或PZT控制调节器。在其它实施方案中，可调节种子光束限制器230s可以由技术人员手动调节。[0062]图3C示出了激光调节系统220的一些实施方案，其可包括可以可横向调节方式在压缩机面211c处附接至展宽器压缩机200或压缩机217的可调节放大光束限制器230c。放大光束限制器230c可被配置成限制放大展宽光束301入射在展宽器压缩机200或压缩机217的压缩机面211c上。
[0063]如上所述，如果由放大光束限制器230c的压缩孔232c将放大展宽光束301导引或限制为从其结构仅以相反方式尽可能接近由种子光束限制器230s选择的展宽层区210s的层结构的压缩层区210c布拉格反射，那么放大展宽脉冲301p的压缩的效率可得到提高。为了实现此，放大光束限制器230c可类似地横向调节为种子光束限制器230s:通过将其调节端口 234c可调节地连接至可附接或位于展宽器压缩机外壳244上的调节紧固件242c。使用本设计，放大光束限制器230c可在压缩机面21 lc、可用于监测压缩放大脉冲401p的压缩的压缩监测传感器或检测器周围移动，其中所监测的压缩在搜寻空间内是最优的或可接受的位置可识别，且放大光束限制器230c可在所识别的位置固定至压缩机面211c。
[0064]图4示出了整合式展宽器压缩机200的实施方案的侧视图。在本实施方案中，可调节种子光束限制器230s具有可为长形孔或槽的两个调节端口 234s。调节紧固件242s可以是具有充分大半径头的螺钉，使得当螺钉242s拧紧时，它们保持至可调节种子光束限制器230s上且将其固定至展宽器压缩机200的外壳244的展宽器面211s，使得展宽孔232s在通过监测展宽光束201的光束品质而确定的(x，y)_，s位置，或在满足预定标准的位置。
[0065]类似地，在压缩机面211c上，调节紧固件(例如螺钉242c)可允许放大光束限制器230c的调节端口 234c的横向调节，之后拧紧螺钉242c以将可调节放大光束限制器230c固定至压缩机面211c，使得压缩孔242c在最优位置(X，y)。#，。，或在满足预定标准的位置。
[0066]图5A-B示出了允许在两个方向上横向调节的激光调节系统220的实施方案。在本实施方案中，二维(2D)调节端口 234s可为圆形或其它延长型，而不是图3-4的线性槽。当2D调节端口 234s接合大尺寸调节紧固件242s时，可调节种子光束限制器230s可沿着X和y方向两者移动。一旦对应于最优光束品质的展宽孔232s的中心的横向坐标(x，y)_已被识别，则具有大尺寸头的大尺寸调节紧固件242s可用来在其最优位置将可调节种子光束限制器230s紧固或固定至展宽器压缩机外壳244。
[0067]为了完整性，此处重复，在所有以上实施方案中，展宽器压缩机200可以是如图1A、图2B和图4中的一个整合式单元200，或者其可包括如图1B和图3A-C的一个实施方案中的单独展宽器215和单独压缩机217。在另一实施方案中，图3A-C可仅仅示出整合式实施方案200的两端。
[0068]图6示出了改进CPA激光发生器的性能的方法500。所述方法500可以包括:
[0069]将种子光束限制器可横向调节地附接510至啁啾脉冲放大激光的展宽器压缩机的展宽器面；
[0070]将由啁啾脉冲放大激光的振荡器产生的种子脉冲的种子光束导引520至展宽器面上；
[0071]在种子光束限制器的横向坐标变化时监测530由展宽器压缩机返回的展宽光束的光束品质；
[0072]确定540展宽光束的监测光束品质满足预定品质标准时种子光束限制器的品质横向坐标；和[0073]在所确定的品质横向坐标处将种子光束限制器固定550至展宽器面。以上方法步骤中的结构元件可以是图1-5所述的类似命名的结构元件。
[0074]在确定540的情况下，预定品质标准可以采取许多不同的形式。在一些实施方案中，品质标准可以是在种子光束限制器的横向坐标跨越展宽器面变化时展宽光束的空间啁啾是否到达最小值。在其它实施方案中，品质标准可以是光束像差值是否通过在放大光束限制器周围移动而减少至低于特定值。在又一些其它实施方案中，品质标准可以是展宽光束的展宽脉冲的频谱是否达到所需的时间相依性。
[0075]在一些实施方案中，监测530可包括测量对应于种子光束限制器的变化横向坐标的展宽光束的空间啁啾。
[0076]在一些实施方案中，方法500还可包括将放大光束限制器可横向调节地附接至啁啾脉冲放大激光的展宽器压缩机的压缩机面；将由啁啾脉冲放大激光的放大器产生的放大展宽脉冲的放大光束导引至压缩机面上；在放大光束限制器的横向坐标变化时，监测由展宽器压缩机返回的压缩光束的压缩脉冲的压缩特性；在所监测的压缩特性满足预定压缩标准时,确定放大光束限制器的压缩横向坐标；和在所确定的压缩横向坐标处将放大光束限制器固定至压缩机面。
[0077]在方法500的一些实施方案中，种子光束限制器的品质横向坐标的确定540可涉及使用所监测的光束品质和所监测的压缩特性两者。方法500的实施方案可在例如满足品质条件和满足压缩标准并未在种子光束限制器的相同横向坐标处发生时实践。在这种情况下，可为种子光束限制器计算折中横向坐标，所述横向坐标可使用所监测的光束品质和所监测的压缩特性两者予以计算。
[0078]虽然本文件含有许多细节，但是这些细节不应被解译为限制本发明或可能要求之物的范围，而实际上应解译为描述本发明的特定实施方案特定的特征。本文件在单独实施方案的上下文中所述的某些特征也可在单个实施方案中组合实施。反之，在单个实施方案的上下文中描述的各个特征也可单独或以任何适当子组合形式在多个实施方案中实施。此夕卜，尽管上文可将特征描述为以某些组合起作用且甚至最初如此要求，但是来自所要求组合的一个或多个特征在一些情况中可从组合中去除，且所要求组合可指子组合或子组合的变动。
【权利要求】
1.一种激光调节系统，其包括: 可调节种子光束限制器，其被配置成 可以可横向调节的方式附接至展宽器压缩机，且 限制振荡器产生的种子光束入射在所述展宽器压缩机上，其中 所述展宽器压缩机被配置成 整合至啁啾脉冲放大激光发生器中，且 使所述种子光束的种子脉冲的持续时间展宽。
2.根据权利要求1所述的激光调节系统，其中: 所述啁啾脉冲放大激光发生器包括 所述振荡器，其被配置成为所述展宽器压缩机产生所述种子光束；和 放大器，其被配置成 从所述展宽器压缩机接收所述展宽种子脉冲， 放大所选展宽种子脉冲的振幅以产生放大展宽脉冲，且 输出放大展宽脉冲的激光光束；其中 所述展宽器压缩机被配置成 接收放大展宽脉冲的所述激光光束， 压缩所述放大展宽脉冲的持续时间，和 输出压缩脉冲的激光光束。
3.根据权利要求1所述的激光调节系统，所述展宽器压缩机包括: 啁啾体布拉格光栅(CVBG)。
4.根据权利要求1所述的激光调节系统，所述可调节种子光束限制器包括: 展宽孔，其被配置成限制所述种子光束在所述展宽器压缩机上的入射点。
5.根据权利要求1所述的激光调节系统，其中: 所述可调节种子光束限制器包括部分光束阻挡器、光束衰减器、掩模和透镜中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的激光调节系统，其中: 所述可调节种子光束限制器可在横向维度上相对于所述展宽器压缩机的光轴调节。
7.根据权利要求1所述的激光调节系统，其中: 所述可调节种子光束限制器可在两个横向维度上相对于所述展宽器压缩机的光轴调节。
8.根据权利要求1所述的激光调节系统，所述展宽器压缩机包括: 一个或多个调节紧固件，其被配置成容纳所述可调节种子光束限制器至所述展宽器压缩机的可调节固定。
9.根据权利要求8所述的激光调节系统，所述展宽器压缩机包括: 外壳；其中 所述外壳包括展宽器面，且 所述调节紧固件被附接至所述展宽器面。
10.根据权利要求8所述的激光调节系统，所述可调节种子光束限制器包括: 一个或多个调节端口，其被配置成可调节地附接至所述展宽器压缩机的所述调节紧固件。
11.根据权利要求8所述的激光调节系统，其中: 所述调节紧固件包括可移动紧固件、螺钉、螺栓和螺母组合和滑动器中的至少一个。
12.根据权利要求1所述的激光调节系统，其中: 所述可调节种子光束限制器可被调节器调节，所述调节器包括滑动器、杠杆、微电动机、电机械调节器和PZT控制调节器中的至少一个 。
13.根据权利要求1所述的激光调节系统，其还包括: 放大光束限制器，其被配置成 可以可横向调节方式在压缩机面附接至所述展宽器压缩机，且 限制放大光束在所述展宽器压缩机上的入射。
14.一种激光调节系统，其包括: 可调节种子光束限制器，其被配置成 可以可横向调节方式附接至展宽器，且 限制振荡器产生的种子光束入射在所述展宽器上，其中 所述展宽器被配置成 整合至啁啾脉冲放大激光发生器中，且 使所述种子光束的种子脉冲的持续时间展宽。
15.根据权利要求14所述的激光调节系统，其中: 所述展宽器包括 调节紧固件，其被配置成容纳所述可调节种子光束限制器至所述展宽器的所述固定；且 所述可调节种子光束限制器包括 调节端口，其可以可调节方式附接至所述调节紧固件，和 展宽孔，其限制所述种子光束在所述展宽器上的入射。
16.根据权利要求14所述的激光调节系统，其还包括: 可调节放大光束限制器，其被配置成 可以可横向调节方式附接至压缩机，且 限制由所述激光发生器的放大器产生的放大光束入射在所述压缩机上，其中 所述压缩机被配置成 整合至所述啁啾脉冲放大激光中，和 压缩由所述啁啾脉冲放大激光发生器的放大器产生的放大光束的放大展宽脉冲的持续时间。
17.—种改进激光性能的方法，所述方法包括: 将种子光束限制器可横向调节地附接至啁啾脉冲放大激光的展宽器压缩机的展宽器面； 将由所述啁啾脉冲放大激光的振荡器产生的种子脉冲的种子光束导引至所述展宽器面上； 在所述种子光束限制器的横向坐标改变时，监测由所述展宽器压缩机返回的展宽光束的光束品质；确定所述展宽光束的所监测光束品质满足预定品质标准时所述种子光束限制器的品质横向坐标；和 在所确定的横向品质横向坐标处将所述种子光束限制器固定至所述展宽器面。
18.根据权利要求17所述的方法，所述监测包括: 测量所述展宽光束中对应于所述种子光束限制器的所述变化品质横向坐标的空间啁啾。
19.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括: 将放大光束限制器可横向调节地附接至所述啁啾脉冲放大激光的所述展宽器压缩机的压缩机面； 将由所述啁啾脉冲放大激光的放大器产生的放大展宽脉冲的放大光束导引至所述压缩机面上； 在所述放大光束限制器的横向坐标改变时，监测由所述展宽器压缩机返回的压缩光束的压缩脉冲的压缩特性； 在所监测压缩特性满足预定压缩标准时，确定所述放大光束限制器的压缩横向坐标；和 在所确定压缩横向坐标处将所述放大光束限制器固定至所述压缩机面。
20.根据权利要求19所述的方法，所述确定所述种子光束限制器的品质横向坐标包括: 使用所述监测的光束品质和所述监测的压缩特性两者。
【文档编号】H01S3/00GK104040807SQ201280063823
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2012年12月19日 优先权日:2011年12月23日
【发明者】M·卡瓦维蒂斯 申请人:爱尔康手术激光股份有限公司