无电极点亮的激光驱动光源的制作方法

背景技术：

1、许多商业和学术应用都需要宽波长范围内的高亮度光。例如，激光驱动光源是可用的，它可以在从光谱的极紫外光到可见光，再到红外光的光谱范围内提供高亮度，可靠性高，寿命长。多种此类高亮度光源由位于马萨诸塞州威尔明顿市(wilmington,ma)滨松公司旗下的energetiq公司(energetiq,a hamamatsu company)生产。

2、在包括生物、化学、气候和物理等多种领域中，高亮度光源的应用需求日益增长，该应用包括例如半导体计量、传感器校准和测试、产生成形光、表面计量、光谱学和其他光学测量应用。因此，需要在这样的高亮度光源方面取得进展，该光源改善这一重要类型的宽带光源的尺寸、成本、复杂性、可靠性、稳定性和高效性。

技术实现思路

技术特征：

1.一种无电极激光驱动光源，包括：

2.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述检测信号表示所述等离子体光的功率，且所述阈值水平是所述等离子体光的所述功率与工作功率的期望比率。

3.根据权利要求2所述的无电极激光驱动光源，其中所述期望的比率标称上为50％。

4.根据权利要求2所述的无电极激光驱动光源，其中所述期望的比率标称上为90％。

5.根据权利要求2所述的无电极激光驱动光源，其中所述期望的比率在30％和95％之间的范围内。

6.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述脉冲激光中的脉冲之间的周期大于所述延迟时间。

7.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述q开关激光器晶体被配置成使得所述脉冲激光中的脉冲之间的周期大于所述延迟时间。

8.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述控制器被配置成使得所述延迟时间小于所述脉冲激光的一个脉冲周期。

9.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，还包括第三光学元件，所述第三光学元件定位在所述产生的泵浦光的路径中和所述产生的脉冲激光的路径中，其中所述第三光学元件被配置成将所述产生的泵浦光与所述产生的脉冲激光分开。

10.根据权利要求9所述的无电极激光驱动光源，其中所述第三光学元件包括二向色元件。

11.根据权利要求9所述的无电极激光驱动光源，其中所述第三光学元件被配置成反射所述产生的泵浦光。

12.根据权利要求9所述的无电极激光驱动光源，其中所述第三光学元件被配置成传输所述产生的脉冲激光。

13.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述第一轴线和所述第二轴线为相同轴线。

14.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述第一轴线和所述第二轴线为不同轴线。

15.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述第一轴线和所述第二轴线是共线的。

16.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述q开关激光器晶体被配置成使得所述脉冲激光的脉冲重复率在1khz至20k hz的范围内。

17.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述q开关激光器晶体被配置成使得所述脉冲激光的脉冲重复率小于或等于1khz。

18.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述q开关激光器晶体被配置成使得所述脉冲激光的脉冲能量在50微焦到500微焦的范围内。

19.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述q开关激光器晶体被配置成使得所述脉冲激光的脉冲能量在500微焦到5微焦的范围内。

20.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述q开关激光器晶体被配置成使得所述脉冲激光的脉冲持续时间在0.1ns至10ns的范围内。

21.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述激光源被配置成使得所述cw持续光的功率在5w至50w的范围内。

22.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述激光源被配置成使得所述cw持续光的功率在5w至1500w的范围内。

23.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述第一光学元件包括聚焦透镜。

24.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述第二光学元件包括聚焦透镜。

25.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述q开关激光器晶体包括增益部分和可饱和吸收体部分。

26.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述q开关激光器晶体包括玻璃主体、钇铝石榴石主体或尖晶石主体中的至少一种。

27.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述q开关激光器晶体包括铬掺杂剂、钴掺杂剂或钒掺杂剂中的至少一种。

28.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述q开关激光器晶体包括窄带滤波器。

29.根据权利要求28所述的无电极激光驱动光源，其中所述窄带滤波器反射至少部分所述等离子体光。

30.根据权利要求28所述的无电极激光驱动光源，其中所述窄带滤波器阻挡氙光谱中的波长。

31.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述q开关激光器晶体包括在一个表面上的涂层。

32.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述充气灯泡包括氙气。

33.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述充气灯泡形成为球形。

34.根据权利要求1所述的无电极激光驱动光源，其中所述充气灯泡中的压力包括在20atm至50atm范围内的压力。

35.一种点亮无电极高亮度等离子体光源的方法，所述方法包括：

36.根据权利要求35所述的点亮无电极高亮度等离子体光源的方法，其中所述产生的检测信号表示所述等离子体光的功率，并且所述阈值水平是所述等离子体光的所述功率与工作功率的期望比率。

37.根据权利要求35所述的点亮无电极高亮度等离子体光源的方法，其中所述击穿区域和所述cw等离子体区域在空间上重叠。

38.根据权利要求35所述的点亮无电极高亮度等离子体光源的方法，其中所述击穿区域和所述cw等离子体区域在物理上是分开的。

39.根据权利要求35所述的点亮无电极高亮度等离子体光源的方法，其中所述延迟时间小于所述激光脉冲的一个脉冲周期。

40.根据权利要求35所述的点亮无电极高亮度等离子体光源的方法，其中所述激光脉冲的脉冲能量在50微焦至500微焦的范围内。

41.根据权利要求35所述的点亮无电极高亮度等离子体光源的方法，其中所述激光脉冲的脉冲能量在500微焦至5毫焦的范围内。

42.根据权利要求35所述的点亮无电极高亮度等离子体光源的方法，其中所述激光脉冲的脉冲持续时间在0.1ns至10ns的范围内。

43.根据权利要求35所述的点亮无电极高亮度等离子体光源的方法，其中所述cw持续光的功率在5w至1500w的范围内。

技术总结
无电极激光驱动光源包括产生CW持续光的激光器。泵浦激光器产生泵浦光。Q开关激光器晶体接收由泵浦激光器产生的泵浦光，并响应所产生的泵浦光在输出端处产生脉冲激光。第一光学元件将脉冲激光沿第一轴线投射到包括电离气体的在充气灯泡中的击穿区域。第二光学元件将CW持续光沿第二轴线投射到包括电离气体的在充气灯泡中的CW等离子体区域。检测器检测由CW等离子体产生的等离子体光，并产生检测信号。控制器产生控制信号，该控制信号控制至Q开关激光器晶体的泵浦光，以便在检测信号超过阈值后在延迟时间内熄灭脉冲激光。

技术研发人员：M·帕特洛,D·史密斯,M·贝森,浅井昭典
受保护的技术使用者：浜松光子学株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15