激励普克尔斯盒的晶体制造技术

本发明专利技术公开一种用于借助高电压脉冲激励普克尔斯盒(5)的晶体(5A)以便对穿过所述晶体(5A)的电磁射束、尤其激光射束(33)进行极化调节的方法。所述方法包括将有效电压脉冲(N)的序列施加到所述晶体(5A)上，所述晶体分别具有有效周期持续时间(TP,N)和有效脉冲宽度(TN)并且构造用于通过所述晶体中的电极化诱导出所述晶体(5A)的双折射以便对所述电磁射束、尤其所述激光射束(33)进行极化调节。此外，所述方法包括将补偿脉冲(K，K1，K2)的序列施加到所述晶体(5A)上，所述补偿脉冲分别具有电压变化过程，其中，所述补偿脉冲(K，K1，K2)的序列与所述有效电压脉冲(N)的序列在时间上如此叠加，使得所述补偿脉冲(K，K1，K2)的电压变化过程与所述普克尔斯盒(5)的晶体(5A)中的机械振荡的通过所述有效电压脉冲(N)的激励起反作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激励普克尔斯盒的晶体
本专利技术涉及一种用于借助(高)电压脉冲激励普克尔斯盒(Pockels-Zelle)的晶体以便尤其提供时间上受限的光学稳定的极化窗口的方法。本专利技术还涉及一种放大单元、尤其一种再生放大单元。
技术介绍
通过快速切换施加在普克尔斯盒的晶体上的高电压实现普克尔斯盒的操控以便对电磁射束、尤其激光射束进行极化调节。所施加的高电压通过电光效应引起晶体中的电极化，电极化例如导致晶体的所期望的双折射。双折射例如可以用于调节导向通过普克尔斯盒的晶体的激光射束的极化状态。在EP1801635A1中描述对于普克尔斯盒操控电路的一个例子。示例性的操控电路基于所谓的“双推拉”开关方法，所述“双推拉”开关方法允许在几纳秒的范围内的电压上升时间。此外已知，这种快速的电压电路可能伴随着晶体的机械振荡，所述机械振荡通过与电光效应同时出现的压电效应引起。这种谐振的机械衰减例如通过相应地使用衰减膜并且通过以焊接或粘接的方式将晶体固定到专门的保持装置上引起。DE102013012966A1例如公开通过将晶体与电极的材料锁合的连接来衰减机械振荡。此外，EP2800212A1公开关于电光调制器的所谓“声学振铃”，以便将调制脉冲宽度大致调谐到“声学振铃”的机械振荡的周期持续时间的整数倍。
技术实现思路
所述公开内容的一个方面基于以下任务：提供普克尔斯盒的时间有效窗口(Nutz-Fenster)，该有效窗口尽可能不受机械振荡影响。这些任务中的至少一个任务通过根据权利要求1所述的用于激励普克尔斯盒的晶体的方法以及通过根据权利要求14所述的尤其再生的放大单元解决。在从属权利要求中说明扩展方案。在一个方面，用于以高电压脉冲激励普克尔斯盒的晶体以便对穿过晶体的电磁射束、尤其激光辐射进行极化调节的方法具有以下步骤：将有效电压脉冲的序列施加到所述晶体上，所述晶体分别具有有效周期持续时间和有效脉冲宽度并且构造用于通过所述晶体中的电极化诱导出所述晶体的双折射以便对所述电磁射束、尤其所述激光射束进行极化调节，以及将补偿脉冲的序列施加到所述晶体上，所述补偿脉冲分别具有电压变化过程，其中，补偿脉冲的序列与有效电压脉冲的序列在时间上如此叠加，使得所述补偿脉冲的电压变化过程与所述普克尔斯盒的晶体中的机械振荡的通过所述有效电压脉冲的激励起反作用。在另一方面，本专利技术涉及一种放大单元、尤其再生放大单元，所述放大单元具有放大介质、光学开关单元和控制单元，所述光学开关单元具有普克尔斯盒和用于形成光学开关的极化分束器，所述控制单元用于根据以上描述的方法和本专利技术的在此公开的扩展方案操控普克尔斯盒。在另一个方面，本专利技术涉及一种用于借助脉冲式高电压激励普克尔斯盒的方法，其中，脉冲式高电压的具有重复的有效脉冲——所述有效脉冲具有有效周期持续时间和有效脉冲宽度——并且适合用于如下地改变普克尔斯盒的光学特性：即在普克尔斯盒中诱导出双折射。在此，激励还包括分别跟随有效脉冲的制动脉冲并且如此构型，使得使普克尔斯盒中的通过有效脉冲激励的机械振荡(声学冲击波)衰减。在一些扩展方案中，所述补偿脉冲的电压变化过程的切换边沿可以如此设计为所述补偿脉冲的电压变化过程的机械有效的部分，使得所述切换边沿的时间变化过程和所述切换边沿相对于所述有效电压脉冲的时间位置如此构型，使得所述切换边沿在所述晶体中诱导出声学事件，所述切换边沿借助所述晶体中的通过所述有效电压脉冲引起的声学事件相消干涉。在此，尤其可以通过切换边沿的上升时间或下降时间确定所述时间变化过程。在一些扩展方案中，所述有效电压脉冲分别可以具有第一电压切换过程和第二电压切换过程，所述第一电压切换过程用于调节有效电压，所述第二电压切换过程用于结束所述有效电压的存在，并且，所述切换过程中的至少一个可以适用于激励所述普克尔斯盒的晶体的机械振荡并且尤其引起声学冲击波。在此，所述补偿脉冲的电压变化过程可以具有用于激励与能够通过所述有效电压脉冲激励的机械振荡起反作用的振荡的至少一个补偿切换过程。所述起反作用的振荡可以相对于能够通过所述有效电压脉冲激励的机械振荡移相，尤其具有在135°至225°的范围内的相移。此外，所述相移尤其可以导致与通过所述有效电压脉冲激励的机械振荡的相消干涉，其中，可选地选择相位位置，以便优化衰减并且在衰减的振荡的情况下降低并且尤其防止过度补偿。在一些实施方式中，晶体可以具有声学的至少一个谐振频率，所述至少一个谐振频率尤其通过尺寸——例如用于施加电压的电极之间的所述晶体的大小、晶体类型、晶体形状、晶体切口、施加的电场矢量和/或在原始未激励的空间轴线上的散射——确定。有效电压脉冲的序列可以由于所述有效周期持续时间而原则上适用于以所述声学的至少一个谐振频率激励所述晶体的谐振，并且，补偿脉冲的序列可以构造用于降低、尤其防止所述晶体中的谐振的激励。在一些实施方式中，所述补偿脉冲的电压变化过程可以分别具有第一补偿电压切换过程和第二补偿电压切换过程。所述第一补偿电压切换过程尤其基本上可以同时地或以时间延迟在待补偿的电压切换过程后进行，所述时间延迟基本上相应于所述晶体的谐振频率的一个周期或所述周期的数倍。所述第二补偿电压切换过程可以以时间延迟在所述待补偿的电压切换过程后并且紧接所属的第一补偿电压切换过程地进行，所述时间延迟尤其基本上相应于所述晶体的谐振频率的一个周期或周期的整数倍。所述有效电压脉冲中的一个与所述直接紧接所述有效电压脉冲的补偿脉冲之间的时间延迟可以尤其基本上是零，以便在所述有效脉冲结束时的和在所述补偿脉冲开始时的所述电压切换过程基本上尤其同时进行，从而补偿所属的振荡激励。为了补偿，可以使用具有相对于要补偿的有效切换过程逆反的电压梯度的电压切换过程。补偿脉冲序列可以具有用于有效电压脉冲的多个补偿脉冲，后续的补偿脉冲中的至少一个的开始可以相对于第一补偿脉冲的开始延迟谐振周期的整数倍。在一些实施方式中，所述补偿脉冲中的一个的电压变化过程可以具有补偿电压切换过程，所述补偿电压切换过程以所述晶体的谐振周期的最大12.5％——例如最大5％至10％——和尤其所述晶体的谐振周期的最小1％——例如2％至5％——的时间错位在所述第二电压切换过程后进行。所述补偿脉冲中的一个的电压变化过程可以具有补偿电压切换过程，所述补偿电压切换过程相对于所述谐振周期的整数倍以所述晶体的谐振周期的最大12.5％——例如最大5％至10％——和尤其所述晶体的谐振周期的最小1％——例如2％至5％——的时间错位进行。在一些实施方式中，补偿脉冲可以形成极化窗口，所述极化窗口的开始相对于所述有效窗口的第二电压切换过程处于所述有效周期持续时间相对于谐振周期的整数倍的延迟的最大12.5％的时间错位上，并且，所述补偿窗口的结束相对于所述有效窗口的开始处于所述谐振周期的整数倍上。在一些实施方式中，所述有效电压脉冲的和所述补偿脉冲的电压切换过程中的至少一个可以包括尤其在几百伏特直至几千伏特的范围内的跃变的电压变化。可选地，所述补偿电压切换过程中的一个的电压变化可以在所述有效电压脉冲的电压切换过程的电压变化的数量级下尤其是可比较的或者是其一小部分。在一些扩展方案中，补偿脉冲的补偿电压切换过程的电压变化可以相比于第一有效电压切换过程的电压变化和/或第二有效电压切换过程的电压变化减小，并且，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于借助高电压脉冲激励普克尔斯盒(5)的晶体(5A)以便对穿过所述晶体(5A)的电磁射束、尤其激光射束(33)进行极化调节的方法，所述方法具有：将有效电压脉冲(N)的序列施加到所述晶体(5A)上，所述晶体分别具有有效周期持续时间(TP,N)和有效脉冲宽度(TN)并且构造用于通过所述晶体中的电极化诱导出所述晶体(5A)的双折射以便对所述电磁射束、尤其所述激光射束(33)进行极化调节，以及将补偿脉冲(K，K1，K2)的序列施加到所述晶体(5A)上，所述补偿脉冲分别具有电压变化过程，其中，补偿脉冲(K，K1，K2)的序列与有效电压脉冲(N)的序列在时间上如此叠加，使得所述补偿脉冲(K，K1，K2)的电压变化过程与所述普克尔斯盒(5)的晶体(5A)中的机械振荡的通过所述有效电压脉冲(N)的激励起反作用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.24 DE 102016122705.61.一种用于借助高电压脉冲激励普克尔斯盒(5)的晶体(5A)以便对穿过所述晶体(5A)的电磁射束、尤其激光射束(33)进行极化调节的方法，所述方法具有：将有效电压脉冲(N)的序列施加到所述晶体(5A)上，所述晶体分别具有有效周期持续时间(TP,N)和有效脉冲宽度(TN)并且构造用于通过所述晶体中的电极化诱导出所述晶体(5A)的双折射以便对所述电磁射束、尤其所述激光射束(33)进行极化调节，以及将补偿脉冲(K，K1，K2)的序列施加到所述晶体(5A)上，所述补偿脉冲分别具有电压变化过程，其中，补偿脉冲(K，K1，K2)的序列与有效电压脉冲(N)的序列在时间上如此叠加，使得所述补偿脉冲(K，K1，K2)的电压变化过程与所述普克尔斯盒(5)的晶体(5A)中的机械振荡的通过所述有效电压脉冲(N)的激励起反作用。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述补偿脉冲(K，K1，K2)的电压变化过程的切换边沿如此设计为所述补偿脉冲(K，K1，K2)的电压变化过程的机械有效的部分，使得所述切换边沿的时间变化过程和所述切换边沿相对于所述有效电压脉冲(N)的时间位置如此构型，使得所述切换边沿在所述晶体中诱导出声学事件，所述切换边沿借助所述晶体(5A)中的通过所述有效电压脉冲(N)引起的声学事件相消干涉，其中，尤其通过切换边沿的上升时间或下降时间确定所述时间变化过程。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述有效电压脉冲(N)分别具有第一电压切换过程(41)和第二电压切换过程(43)，所述第一电压切换过程用于调节有效电压，所述第二电压切换过程用于结束所述有效电压的存在，并且，所述切换过程(41，43)中的至少一个适用于激励所述普克尔斯盒的晶体的机械振荡并且尤其引起声学冲击波，其中，所述补偿脉冲(K)的电压变化过程具有用于激励与能够通过所述有效电压脉冲(N)激励的机械振荡起反作用的振荡的至少一个补偿切换过程(47，49，51，53，55，57)，其中，所述起反作用的振荡相对于能够通过所述有效电压脉冲(N)激励的机械振荡移相，尤其具有在135°至225°的范围内的相移，并且尤其导致与通过所述有效电压脉冲(N)激励的机械振荡的相消干涉，其中，可选地选择相位位置，以便优化衰减并且在衰减的振荡的情况下降低并且尤其防止过度补偿。4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述普克尔斯盒(5)的晶体(5A)具有声学的至少一个谐振频率(fR1，fR2，fR3)，所述至少一个谐振频率尤其通过尺寸——例如用于施加电压的电极(7)之间的所述晶体(5A)的大小、晶体类型、晶体形状、晶体切口、施加的电场矢量和/或在原始未激励的空间轴线上的散射——确定，其中，有效电压脉冲(N)的序列由于所述有效周期持续时间(TP,N)而原则上适用于以所述声学的至少一个谐振频率(fR1，fR2，fR3)激励所述晶体(5A)的谐振，并且，补偿脉冲(K)的序列构造用于降低、尤其防止所述晶体(5A)中的谐振的激励。5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述补偿脉冲(K，K1，K2)的电压变化过程分别具有第一补偿电压切换过程(47，51，55)和第二补偿电压切换过程(49，53，57)，其中，所述第一补偿电压切换过程(47，51，55)基本上同时地或以时间延迟在待补偿的电压切换过程(43)后进行，所述时间延迟基本上相应于所述普克尔斯盒(5)的晶体(5A)的谐振频率(fR1，fR2，fR3)的一个周期(TR1)或所述周期(TR1)的数倍，和/或，所述第二补偿电压切换过程(49，53，57)以时间延迟在所述待补偿的电压切换过程(41)后并且紧接所属的第一补偿电压切换过程(47，51，55)地进行，所述时间延迟基本上相应于所述普克尔斯盒(5)的晶体(5A)的谐振频率(fR1，fR2，fR3)的一个周期(TR1)或周期(TR1)的整数倍。6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述有效电压脉冲(N)中的一个与所述直接紧接所述有效电压脉冲(N)的补偿脉冲(K，K1)之间的时间延迟基本上是零，以便在所述有效脉冲(N)结束时的和在所述补偿脉冲(K，K1)开始时的所述电压切换过程(43)基本上同时进行，从而补偿所属的振荡激励，和/或其中，为了补偿，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·黑夫纳，
申请(专利权)人：通快科研激光两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE