氧化物化学气相沉积（MOCVD)不可以。
[0099] 然而，可利用基于引导分散脉冲穿过排列成反并联配置的一系列高折射系数玻璃 棱镜的固态脉冲压缩技术来校正此问题。通过发送脉冲穿过每一棱镜的尖端，较慢波形 (高频率）穿过玻璃的物理距离较长，且对于较快波形（较低频率）来说较短，在空气中对 玻璃中的路径长度差允许慢频率由此策略补偿，因此其在进入放大器时，在脉冲中位于后 部。此架构提供在束路径结束处具有镜面的堆叠，使得光弹回穿过棱镜堆叠。可围绕放大器 头部的大小或更长提供这些堆叠棱镜，这对在实际功率头旁边提供色散补偿头是有用的。
[0100] 实例应用系统
[0101] 为了说明这些组件如何工作以及其可如何使用，图14展示来自第一种子激光器 40中的来源的脉冲穿过放大器42和镜面48、47,到达其在处理室45中的结束点，且接着将 对第二种子激光器41重复此过程。第一种子激光器40充当超快放大器链42的种子。在 此组件中，根据所要应用来界定脉冲_长度频率和重复速率。举例来说，可产生1/4纳秒 脉冲，此脉冲具有例如IOOnm宽的带宽750nm到850nm，其中正发射例如312, 500每秒的脉 冲。或者，钛蓝宝石的荧光输出带宽以与所提到的速率相同的速率产生从650nm到IlOOnm 的光，从而允许激光器酌情在那些频率下操作。
[0102] 放大器链可由一系列放大器模块阵列组成，例如图1针对实例模块所展示，其中 将脉冲引入到钛蓝宝石的增益晶体中，如图2以及图IOA和IOB中所示。当激光束从一端 横越到另一端且再次返回时，其面对面穿过（图IOA和10B)，但为了分离目的，其将以不同 角度进入和退出，所述激光束经放大和色散，因为红色分量的光速比蓝色分量的光速快。这 导致各自仍为l/4ns长的那些部分相对于彼此延迟，且有效地加长所述脉冲。在退出第一 板条后，可将脉冲引导到色散补偿器或压缩机中，（下文所述），这将使增益晶体的位移影 响相反，使得现在经放大的脉冲重新为l/4ns长。对于每一放大阶段重复此过程，直到达到 所要电流水平为止，此时用相同种类和设计的补偿器来压缩所述脉冲，但架构和大小也许 较大以容纳较高的能量水平。
[0103] 可建立压缩装置来通过称为发啾啾声的过程来产生短5000倍的脉冲。这是蓝 色和红色部分在时间上转化，使得其部分地极端重合的情况，且不同色彩的后沿和前沿的 部分已分开，使得其相消干涉，此影响在脉冲的中心留下不重叠部分，其处于1皮秒长度水 平，但不减少脉冲的能量内容。
[0104] 在此参看图14,在所包含的到输出束51的放大器链的结尾处，最后的压缩阶段将 位于第一放大器42的外壳中。所发射的束51将继续进行到第一分束器48,其中超快脉冲 能量的部分51'将向下反射到处理或样本室45,以将物质热化成图15的羽状物58中的颗 粒。发射穿过分束器45的束51的其它部分进入三倍频器模块44,其中将脉冲能量的一部 分转换成例如1/3波长或266nm的光子。将这些光子以及脉冲的此部分引导到转镜47上， 其中将1皮秒266nm光脉冲52引导到正在样本室45中涂覆的样本上，如图15的样本59 所示。这是UV光子将电子从样本59的表面移位，且光电离所述表面，从而提供涂层质量和 速度。在图14中所示的第二变石放大器链中，第二种子激光器41以13, 333脉冲每秒的速 率（脉冲宽度、重复速率和带宽由涂层工程师选择以优化工艺）产生束53,其具有50ns长 的脉冲，所述脉冲具有至多达IOOnm的带宽。将此束53引入放大器链43中，其中所述脉冲 的能量内容增加，且经由束路径54退出放大器链43到达另一镜面47,在此处将所述脉冲 引导到样本室45中的源材料上。图15中展示源样本57,其将被气化且变为原子化羽状物 58 〇
[0105] 束54中的此激光脉冲链不一定要压缩，因为此影响在长于600皮秒的脉冲上作用 不大。变石增益材料中的色散并不显著地影响脉冲长度，且此束仅须达到所要的功率水平， 就可有效地气化来源处的材料。不同材料将需要不同长度的脉冲来优化此影响，这在每一 放大器链的种子激光器以及待沉积的材料中设定。
[0106] 因此，图14展示针对并入有本文所述的变石MOPA和钛蓝宝石MOPA系统的真实世 界PLD激光源发电机的布局的实例组件架构。所述系统中的每一者具有对应的种子层或主 振荡器40、41，其可分别为Ti蓝宝石和变石主振荡器。主振荡器界定每一放大器链的相干 性长度、脉冲频率、脉冲长度和重复速率。因此，种子40为超快种子激光器，其将产生具有 大约IOOnm带宽（750nm到850nm)(或较窄带宽）的大约1/4纳秒（或以下）的脉冲，所述 脉冲例如每3.2iis(或以下）重复一次，或每秒重复312, 500次（或以上）。最有可能的将 是锁住（一种产生非常短持续时间非常连贯的种子脉冲的方法）以便实现这些短脉冲的模 式。
[0107]类似地，种子41将为变石放大器链43的来源，且其将产生具有IOOnm或以下带 宽的Q切换（例如，50ns+/-20ns)脉冲，每例如75iis或每秒13, 333次。带宽是超快激光 器的合意特征，因为通过使蓝色分量和红色分量的频谱分量重叠来将脉冲长度压缩至多达 6000次，以在每一个别脉冲的时间帧中相消地干涉。由于种子脉冲的连贯性长度，此影响是 可能的（其中，管子振幅的峰和谷如前行士兵那样排成一行。
[0108] 存在相关的频繁需要以在PLD制造中利用原子水平特性；这些特征中的一者是提 高羽状物中的气化原子想要在正涂覆的衬底上以结构化次序彼此吸引和粘合的可能性，这 是设计者将非常频繁地想要包含通过从经放大激光的经频率转换部分产生短波长电子来 鼓励那些原子这样做的能力的原因。这是在三倍频器44中完成的。此装置是将选定束的 一部分转换变为266nm光子的固持器中的谐波频率转换晶体群集。将所述束51的未用部 分（其主要从分束器48反射）引导到羽状物上，以便热化从离子源运输到正涂覆衬底的原 子和颗粒。
[0109]超快激光的较高部分用于此目的的原因是利用钛激光器的25倍或较高重复率， 且仅经由UV束52的照射创建足够的光致电离事件，以增强表面处的吸积以及正涂覆的衬 底的所要区（具体地说，在极端策略的情况下，较大区域或迹线）组织成结构化膜（例如氮 化镓结构将需要）。在图15中所说明的涂层室中，束52为光致电离，例如266nm紫外线束 部分照明样本59。热化或原子化羽状物58的较大部分是经由束51，且较高平均功率、较低 重复率的变石束54正照明离子源57。经由羽状物、来源和衬底上的入射辐照度水平的角度 的优化的细节在膜工程师的考虑内。通过改变种子激光器的特性以及室真空或选择局部压 力的局部大气压，所有这些参数均为可变的。
[0110] 因此，如图14和15中所示的方法可用于半导体制造（在作为工件的半导体衬底 上掺杂和/或沉积层），或用合意材料（例如金刚石或DLC)来涂覆各种工件物品。
[0111] 此部分更详细地描述利用上文所述的激光放大器的高效率和功率产生能力的真 实世界架构，例如在称为MOPA(其代表主振荡器功率放大器）的架构中。
[0112] 每种类型的增益晶体，掺杂有铬的金绿玉也称为变石和掺杂有钛的蓝宝石，其在 每一类型的激光器和相关联的放大器束链的单独主振荡器处操作且具备单独的主振荡器。 每一类型的增益材料具有互补脉冲长度和能量水平的有利产生的特性。变石MOPA最佳用 于在其重复脉冲链中产生例如1到200纳秒长的脉冲，通常称为Q切换，而钛蓝宝石MPOA 优先产生次纳秒脉冲长度，其将适合压缩到次皮秒脉冲长度，通常称为超快。将利用反并排 光栅压缩或主动镜面棱镜压缩系统。或者，可结合压缩冷凝使用模拟布里昂散射镜，使得将 同时校正波前失真。
[0113] 为了利用此设计的能力，PLD系统设计者可在同一涂覆器系统中利用本文所描述 的两种不同类型的激光器。每一类型的激光器是可调谐的，因此在标准镜面涂覆带宽（其 通常为中线频率的±10% )内，两者可容易地在均将产生极化输出的分开但不同的输出频 率下操作。将使用高反射率极化分束器或镜面来组合或分离最可能在来源处的两个束。
[0114] 钛蓝宝石晶体具有荧光寿命，其例如大约为3. 2ys，相对地，处于典型的放大器设 计系统操作温度下的变石大约为75ys，但其确实具有范围从例如低于冰点温度下的1. 5 毫秒到例如150摄氏度下的75iis的荧光寿命。这与输出功率和提取效率有关，因为发射 交叉部分针对变石在不同温度下改变。如果将增益媒介充电到饱和，那么设计者可提取脉 冲，并在此时间帧内或更快地再充电增益晶体。通常例如以5到200ns来抽运Ti蓝宝石激 光器，但平均值为50ns+/-20ns绿色激光脉冲，且通常Ti蓝宝石晶体的增益部分饱和，因此 其变为超级明亮的。
[0115] 这表示增益晶体将产生短得多的脉冲（-2到5ns)而无任何特殊方法，如添加Q开 关和相关联的电子器件。或者，如果例如在焊机中想要长得多的脉冲，例如长度为毫秒，那 么应以足以在多个荧光时间帧内为增益材料充电的速率增加泵能量，因此事实上，在所述 脉冲期间，其以准CW运行。
[0116] 所公开的设计利用放大器不需要充电或抽运到将允许其作为振荡器运行的水平 的事实，但如果需要，变石装置可作为振荡器而操作。在灯（在所公开的设计中）将准许的 任何水平下正好对激光器进行充电，但因为像所公开一样高效地使用灯发射，放大器可具 有发送穿过其的脉冲，以在荧光时间帧之间提取所储存的能量。
[0117] 实际上可穿过变石运行较高重复率的脉冲链，但在此情况下，将必须谨慎考虑模 拟发射交叉部分，其对于产生高增益极短脉冲的钛来说更有利，与偏好在脉冲链中产生较 长纳秒脉冲的变石形成对比。然而，此确切规格在设计者的考虑内。此特征使得对于650nm 二极管激光泵来说是可能的，小变石板条作为Q切换或模式锁定和Q切换种子振荡器，例如 图示，在图14的布置中，项目42和43。用于变石或钛蓝宝石放大器链中的任一者的种子主 振荡器由图14中的项目40和41展示。
[0118] 真实世界PLD系统设计将超快和/或Q切换脉冲链引导到羽状物（图15,项目51) 上，且也许在谐波产生器（图14,项目44)中具有所述束的经上变频转换的部分，以达到短 波UV谱，使得设计者将具有以下选择：将所关注的光学功率水平和频率引导到既定羽状物 和/或衬底（图15,项目51和54)上且照耀所述羽状物和/或衬底，使得原子块或颗粒将 原子化，且离子化或移除，且正涂覆的衬底的表面也将经光致电离（且具有撞落的电子）， 使得此状态将增加吸积速率以及结构化原子组合。
[0119] 下面的表展示所公开激光器的各种应用的实例操作配置。
[0120] 表 1
【主权项】
1. 一种激光装置，其包括： 板条晶体；以及 腔滤光片材料，其提供于所述板条晶体的至少一侧上，且适合接纳来自光源的光能，使 得所述腔滤光片材料将在第一频带下接收到的光能转换成由所述板条晶体吸收的第二频 带下的光能，其中 所述板条晶体适合于以一个角度将入射光束接纳到所述板条晶体的一端中，且还以不 同于所述一个角度的角度从所述一个端发射经放大的激光束，或在吸收处于所述第二频率 的所述光能之后，发射从所述入射光束线性移位的所述经放大激光束。
2. 如权利要求1所述的装置，其中所述板条晶体具备后反射表面，其相对于所述板条 晶体的水平轴不成90度。
3. 如权利要求1或2所述的装置，其中所述反射表面包含二氧化硅涂层或电介质多层 波长堆叠，其包括对所述激光束的经调谐或频率选择性行为，但对泵光透明。
4. 如上述权利要求中任一权利要求所述的装置，其中所述板条晶体适合使得由所述板 条晶体发射的出口激光束与来自所述来源的光能的入口束分开某一角度或距离。
5. 如上述权利要求中任一权利要求所述的装置，其中所述第一频率处于紫外光频率， 且其中所述第二频率为小于紫外光的频率。
6. -种系统，其包括如权利要求1所述的多个激光装置，所述激光装置形成为一串光 放大器，使得所述激光装置中的前一者的经放大激光束输出作为到所述激光装置中的后一 者的输入而操作。
7. 如上述权利要求中任一权利要求所述的装置，其进一步包括多个弹性固持器，所述 弹性固持器适合固持所述装置的组件，同时允许所述装置的一个