激光脉冲聚焦制造技术

在某些实施方案中，一种系统(10)包括激光源(20)、一个或多个光学元件(24)、监视装置(28)以及控制计算机(30)。所述激光源(20)发射一个或多个激光脉冲。所述光学元件(24)改变所述激光脉冲的脉冲长度，并且所述监视装置(28)测量所述激光脉冲的所述脉冲长度以检测所述脉冲长度的变化。所述控制计算机(30)接收来自所述监视装置(28)的所测量的脉冲长度，确定对所述脉冲长度的所述变化进行补偿的一个或多个激光参数，以及根据所述激光参数控制所述激光源(20)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开大体上涉及激光系统，并且更具体地说涉及激光脉冲聚焦。
技术介绍
常规地使用超短激光脉冲来处理医学材料和科学材料。在某些情况下，可需要非常高的峰值强度。在某些应用中，激光脉冲通过光学装置并且然后聚焦在目标上的聚焦点处。然而，光学装置可相对于时间展宽激光脉冲，这降低了在目标处的脉冲的峰值强度。另夕卜，较短的激光脉冲可经历比较长的激光脉冲更大的展宽。简述在某些实施方案中，系统包括激光源、一个或多个光学元件、监视装置以及控制计算机。激光源发射一个或多个激光脉冲。光学元件改变激光脉冲的脉冲长度，并且监视装置测量激光脉冲的脉冲长度以检测脉冲长度的变化。控制计算机接收来自监视装置的所测量的脉冲长度，确定对脉冲长度的变化进行补偿的一个或多个激光参数，以及根据激光参数控制激光源。在某些实施方案中，方法包括:由激光源发射一个或多个激光脉冲；由一个或多个光学元件改变激光脉冲的脉冲长度；由监视装置测量激光脉冲的脉冲长度以检测脉冲长度的变化；在控制计算机处接收来自监视装置的所测量的脉冲长度；由控制计算机确定对脉冲长度的变化进行补偿的一个或多个激光参数；以及由控制计算机根据激光参数来控制激光源。【附图说明】现在将参考附图，通过举例更详细地描述本公开的示例性实施方案，在附图中:图1示出根据某些实施方案的配置成将激光脉冲聚焦在目标上的系统的实例；图2A和图2B示出根据某些实施方案的可同图1的系统一起使用的聚焦物镜和监视装置的实例；图3示出影响脉冲持续时间的循环次数的实例；以及图4示出根据某些实施方案的可借以使用图1的系统的装置的实例。【具体实施方式】现在参照描述和附图，详细示出了所公开的设备、系统和方法的示例性实施方案。描述和附图不旨在是详尽的或以其它方式将权利要求限制于或限定于附图中示出以及描述中公开的特定实施方案。尽管附图代表可能的实施方案，但是附图不必按比例绘制并且某些特征可被放大、移除或部分剖开以更好地说明实施方案。图1示出根据某些实施方案的配置成将激光束22的激光脉冲聚焦在目标26上的系统10的实例。在实例中，系统10包括激光源20、一个或多个光学元件24、监视装置28以及控制计算机30。在某些实施方案中，监视装置28测量从光学元件24输出的激光脉冲的脉冲长度，以检测脉冲长度的变化(例如增加或减少)并且将测量信息发送到控制计算机30。控制计算机30和/或激光源20对脉冲长度的变化进行补偿。在某些实施方案中，控制计算机30确定可对变化(例如脉冲长度)进行补偿的激光源参数，并且然后控制使用所述参数的激光源20来朝目标26引导激光束22。在某些实施方案中，光学元件24和/或激光源20可产生脉冲长度变化。在实施方案中，可使用激光源20的元件(如光学元件)来应用合适的调整(如负啁啾)，以对引起啁啾(如正啁啾)的光学元件24和/或激光源20的色散(如正色散)进行补偿。或者，可应用正啁啾以对引起负啁啾的光学元件24和/或激光源20的负色散进行补偿。系统10可将具有期望脉冲长度和脉冲能量的激光脉冲输出到目标26。在某些情况下，可将脉冲长度最小化。激光源20产生和发射具有超短波激光脉冲的激光束。在本文中，光的“超短”脉冲指具有小于或等于纳秒的持续时间的光脉冲，如纳秒、皮秒、飞秒或阿秒数量级。激光源20的实例包括纳秒、飞秒、皮秒和阿秒激光。激光束可具有任何合适波长，如在300纳米到1900 纳米(nm)范围内的波长，例如在 300nm 到 650nm、650nm 到 1050nm、1050nm 到 1250nm或IlOOnm到1900nm范围内的波长。激光束可包括任何合适的脉冲持续时间的脉冲，如I飞秒到1000飞秒(fs)，例如大约1fso光学元件24可包括可对光进行操作(例如反射光、折射光、衍射光和/或透射光)的一个或多个元件。光学元件24可包括任何可适用的元件，如可将激光束22聚焦到目标26上的聚焦物镜。光学元件24可改变(例如增加或减少)激光脉冲的脉冲长度。在某些实施方案中，光学元件24可应用在时间上展宽脉冲的正啁啾。例如，光学元件24可将脉冲长度从1fs增加到200fs。另外，更短的(例如200fs或更少)激光脉冲可经历比更长的(例如约400fs)的激光脉冲更大的展宽。监视装置28测量激光脉冲的脉冲长度以检测相对于时间的脉冲展宽，并且然后将测量信息发送到控制计算机30。可以任何合适的方式来测量脉冲长度。在某些实施方案中，监视装置28使用非线性测量技术，在所述非线性测量技术中复制脉冲并且将副本组合到非线性媒质中。非线性媒质只有在脉冲副本同时存在时产生特定的信号，因此改变在脉冲副本之间的延迟并且针对所述信号测量给出脉冲长度的估计的每个延迟。这些监视装置可包括SHG晶体、光敏二极管和/或检测两个或多个光子的多光子检测器。这些监视装置的实例包括频率分辨光学门(FROG)装置、自动校正监视器以及(用于近红外激光脉冲的多光子吸收的)日盲检测器。控制计算机30被配置成以接收来自监视装置28的所测量的脉冲长度，确定一个或多个大体上对脉冲长度的展宽在时间上进行补偿的激光参数，并且根据激光参数控制激光源20。激光参数和/或激光源元件以任何合适的方式可对脉冲宽度的变化进行补偿。例如，激光源元件可产生负啁啾以对光学元件24应用到激光脉冲的正色散进行补偿(或反之亦然)。作为另一实例，参数可增加激光源20的再生式放大器的循环次数以诱导相位调制来应用负啁啾。在某些实例中，由光学元件24应用的正色散或波群速延迟(GVD)可表示为GVDp()S。由激光参数应用的负啁啾可表示为IgvdmsI = IgvdixJ。负啁啾可具有任何合适的值，例如在小于O飞秒2 (fs2)到大于-20，000飞秒2 (fS2)的范围内的值。在某些实施方案中，激光源20可执行全补偿来大体上对脉冲长度变化进行补偿。在其它实施方案中，激光源20可执行大体上对脉冲长度变化并不进行补偿的部分补偿，并且另一装置在将脉冲输出到目标26之前可执行剩余的补偿。目标26可代表任何合适的材料，例如活体生物组织或非活体生物组织。在某些实施方案中，目标26是眼组织，例如角膜组织。激光束的聚焦点可在目标26处产生激光引发的光学击穿(L1B)。最小化的脉冲长度可以较低的脉冲能量而产生L10B，所述较低的脉冲能量可减少或避免不希望的影响，如散射辐射、气泡或不透明的气泡层。图2A和图2B示出可同系统10—起使用的聚焦物镜32和监视装置28的实例。聚焦物镜32是光学元件24，并且可以是可聚焦激光束22的任何合适的光学元件，例如F- Θ物镜。在某些实施方案中，聚焦物镜32可以是融蚀锥。监视装置28可在任何合适的位置测量脉冲长度，在所述任何合适的位置处测量可向控制计算机30提供可允许控制计算机30计算可大体上对脉冲宽度的变化进行补偿的激光参数的信息。在实例中，监视装置28测量在聚焦物镜32的出口处输出的脉冲的脉冲长度。监视装置28可耦接到聚焦物镜32(如图2A中的实例所示)或安置在聚焦物镜32内(如图2B中的实例所示)。监视装置28可在任何合适的时间测量脉冲长度，如无论何时希望进行校准。在某些情况下，可机械地或自动地执行测量，如定期地(例如每周、每天或每小时)或响应于触发事件(例如当打开系统10或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括：激光源，其被配置成发射一个或多个激光脉冲；一个或多个光学元件，其改变所述一个或多个激光脉冲的脉冲长度；监视装置，其被配置成测量所述一个或多个激光脉冲的脉冲长度，以检测所述脉冲长度的变化；以及控制计算机，其被配置成：接收来自所述监视装置的所测量的脉冲长度；确定对所述脉冲长度的变化进行补偿的一个或多个激光参数；以及根据所述一个或多个激光参数控制所述激光源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：K·沃格勒，O·柯特泰耳曼，M·佛塞尔，C·多尼斯基，
申请(专利权)人：视乐有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE