多个具有不同设计配置的次谐振器（１２、１４）共用共同的谐振器部分（１８），使得产生激光的动作能够大致上同步以提供相干激光脉冲，该相干激光脉冲合并由次谐振器（１２、１４）的配置所赋予的不同的各自的脉冲能量廓形和／或脉冲宽度特性。次谐振器（１２、１４）可共用位于共同部分内的激光介质（４２），或者每个不同的次谐振器部分（２８、３６）具有其本身的激光介质（４２）。示例性长次谐振器（１２）和短次谐振器（１４）产生特别修整过的激光脉冲，在一个波长或是两个不同波长上，此修整过的激光脉冲具有短上升时间和长脉冲宽度，这对于包括存储器链路处理在内的各种激光和微机械加工应用是大有益处的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
0001通过采用一种具有两个或更多个共用共同部分的次谐振器的激光器，可加强对激光脉冲宽度和/或能量廓形的控制。
技术介绍
0002工作在高脉冲重复率上的二极管抽运(DP)、固态(SS)激光器广泛应用于包括激光微机械加工在内的多种应用中。在这些激光 器中，脉冲宽度主要是由谐振器的设计决定，并且受到用于给定激光 介质的激光抽运程度和脉冲重复率的影响。 一旦谐振器被构造出来， 仅有极少的可行方法可以在给定抽运程度和脉冲重复率下更改特定激 光介质的脉冲宽度或者时间能量廓形。然而，对于诸如加工链路特别 是在迭层中)的某些应用而言，希望更好地控制住脉冲宽度和时间能 量廓形，同时维持其它激光脉冲参数。0003采用快速二极管主振荡器/光纤放大器(MOPA)配置的激光 器是可以给出具有大约1纳秒到IO纳秒可调脉冲宽度的大致上为正方 形的能量廓形激光脉冲，但是现有的光纤放大器仅能给出随机的未被 极化的激光输出，并且通常具有不适宜的较宽波长光谱输出，这造成 难以得到足够小的聚焦光束光点尺寸以执行期望的微机械加工操作、 而不影响附近的衬底或其它材料。Sim等人的美国专利申请第 10/921,481号和第10/921,765号描述了获取MOPA脉冲的方法，该脉 冲具有特别针对特定应用修整的能量廓形，这两项专利申请转让给了 本专利技术申请的受让人。0004电光(E-O)装置也可用作光闸，以对激光脉冲的能量廓形或 脉冲宽度进行重新整形。然而，以高重复率(尤其是约40kHz以上) 来操作E-0装置，并将激光脉冲和E-0装置的动作同步至期望的精度， 在实际限制下是极其困难的。0005由产生分别具有不同的时间能量廓形和脉冲宽度的脉冲的两个独立激光器所发出的激光脉冲，在理论上，可以被组合以提供期望 特征的组合的能量廓形和脉冲宽度。然而，在实际中，这种独立产生 的脉冲的组合会承受激光脉冲抖动，该激光脉冲抖动是激光脉冲启动 相对于激光脉冲启动控制信号的随机波动，该随机波动是典型Q开关激光器所固有的。在许多应用中，脉冲抖动通常是大于5纳秒到30纳 秒，这取决于激光器的设计和激光脉冲的重复率。此脉冲抖动通常是 大到难以促进产生具有期望精度的脉冲组合，尤其是当期望组合脉冲 组以小于200纳秒的时间间隔发生时。例如，类似激光链路加工的应 用的一致的可复现的脉冲能量廓形可能要求在两个脉冲之间具有优于 1纳秒的时序稳定性。这个同步问题在高重复率时会变成更加重要，尤 其是例如在约40kHz以上的重复率时。
技术实现思路
0006一些实施例的目标是提供一种用于控制激光脉冲的能量廓形 和/或脉冲宽度的激光器和/或方法。0007本专利技术的一个实施例采用两个或更多个次谐振器，它们共用 共同的谐振器部分，以使得产生激光的动作大致上自同步。每个次谐 振器是具有不同的设计配置(诸如次谐振器长度)，其适于提供至少一 种不同的脉冲能量廓形和/或脉冲宽度特性。当谐振器的共用部分包括 输出端口时，所生成的激光输出提供独特的激光输出脉冲，此激光输 出脉冲合并由次谐振器的配置所给予的能量廓形和/或脉冲宽度特性。 在一些实施例中，次谐振器共用共同谐振器部分中的激光介质；并且 在一些实施例中，每个次谐振器部分可具有其本身的激光介质。在一 个实施例中，长次谐振器与短次谐振器共用共同谐振器部分，以产生 具有短上升时间和长脉冲宽度的激光脉冲。0008在一些实施例中，共同谐振器部分包括高反射率反射镜，同 时，每个次谐振器部分具有其本身的输出端口。此后，来自每个次谐 振器的激光廓形特性是可在谐振器之外重新组合，同时，许多激光脉 冲抖动的负面后果可被显著降低。在廓形被重新结合为激光输出脉冲 之前，次谐振器输出的不同廓形可经过不同的可选的谐波变换技术处 理，容许激光输出脉冲具有采用多于一个激光波长的特别修整过的廓形。在其它的实施例中，可控制这些不同的波长廓形使其相对彼此发 生于不同的时间。0009在参照结合了附图的优选实施例的详细描述后，额外的方面和优势将显而易见。 附图说明0010图1是由两个次谐振器组成之激光器的原理图，其中的次谐 振器具有包括激光介质和输出端口的共同谐振器部分。0011图2A是由两个次谐振器组成之激光器的原理图，其中的每个 次谐振器包括激光介质，这两个次谐振器共用其内部并未装设激光介 质的共同谐振器部分。0012图2B是由两个次谐振器组成的替代性激光器的原理图，其中 的每个次谐振器包括激光介质和声光调制器(AOM)，这两个次谐振器 共用其内部并未装设激光介质的共同谐振器部分。0013图3A是由两个次谐振器组成的激光器的原理图，其中的每个 次谐振器包括有激光介质和输出端口，这两个次谐振器共用具有高反 射率反射镜的共同谐振器部分。0014图3B是由两个次谐振器组成的替代性激光器的原理图，其中 的每个次谐振器包括激光介质、声光调制器(AOM)、输出端口，这两 个次谐振器共用具有高反射率反射镜的共同谐振器部分。0015图4A到图4C是功率对应时间的图形，分别表示所产生的输 出脉冲的短次谐振器廓形、长次谐振器廓形和特别修整过的廓形。0016图5A到图5C是功率对应时间图形，分别表示出采用第一示 例性时间延迟时，所产生的输出脉冲的短次谐振器廓形、长次谐振器 廓形和特别修整过的廓形。0017图6A到图6C是功率对应时间图形，分别表示出采用第二示 例性时间延迟时，所产生的输出脉冲的短次谐振器廓形、长次谐振器 廓形和特别修整过的廓形。0018图7A到图7C是功率对应时间图形，分别表示出采用第三示 例性时间延迟时，所产生的输出脉冲的短次谐振器廓形、长次谐振器 廓形和特别修整过的廓形。具体实施例方式0019图1为激光器10的示意图，该激光器具有与光束分离器16 集成在一起的长次谐振器12和短次谐振器14，以采用共同谐振器部分 18。光束分离器16可以是部分反射和部分透射的反射镜，以容许基本 同时在长次谐振器12与短次谐振器14中产生振荡。替代性地，光束 分离器16也可以是偏光镜，其容许短次谐振器14内基本为P-极化激 光束、和在长次谐振器12内基本为S-极化激光束的振荡。0020参见图1，长次谐振器12由沿光学路径26布置的长次谐振器 反射镜22和输出端口 24限定。长次谐振器12包括共同谐振器部分18 和长次谐振器部分28。短次谐振器14可由短次谐振器反射镜34和输 出端口 24限定，因此，短次谐振器14包括共同谐振器部分18和短次 谐振器部分36。激光器10也可采用带有降损镜40的可选的降损子部 分38。长次谐振器反射镜22、短次谐振器反射镜34、以及可选的降损 镜40，优选地都是对于由激光介质42所产生的期望波长具有高反射性(HR)的，激光介质42布置在共同的谐振器部分18中。0021激光介质42优选地包含诸如Nd:YAG、 Nd:YLF、 Nd:YV04 或Yb:YAG的常规固态激射物，从而可以获得它们全部的典型激光波 长以及它们的谐波。在一些实施例中，激光介质42是通过一个或更多 个二极管或是二极管阵列(未示出)而从侧边直接或间接地抽运出来。 然而，本领域技术人员会意识到如果长次谐振器反射镜22、短次谐 振器反射镜34或可选的降损镜40是被适当地用作期望的抽运波长上 的输入耦合器，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于控制激光输出脉冲的时间能量廓形特性的方法，其包含：采用具有第一次谐振器长度的第一次谐振器，所述第一次谐振器响应激光脉冲启动、为第一次谐振器脉冲廓形赋予上升时间特性，所述第一次谐振器具有第一次谐振器部分，所述第一次谐振器部分具有组成所述第一次谐振器长度的第一次谐振器部分长度；采用具有第二次谐振器长度的第二次谐振器，所述第二次谐振器响应激光脉冲启动、为第二次谐振器脉冲廓形赋予脉冲宽度特性，所述第二次谐振器具有第二次谐振器部分，所述第二次谐振器部分具有组成所述第二次谐振器长度的第二次谐振器部分长度；并且所述第二次谐振器长度大于所述第一次谐振器长度；采用被所述第一次谐振器和所述第二次谐振器共用的共同谐振器子部分，以引起由所述第一次谐振器脉冲廓形和所述第二次谐振器脉冲廓形赋予的特性能够在激光脉冲期间被表现出来，所述共同谐振器子部分具有组成所述第一次谐振器长度和所述第二次谐振器长度的长度；启动所述激光脉冲，以表现由所述第一次谐振器脉冲廓形和所述第二次谐振器脉冲廓形赋予的特性；以及发出激光输出脉冲，所述激光输出脉冲具有由所述第一次谐振器赋予的上升时间特性和由所述第二次谐振器赋予的脉冲宽度特性。...
【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：Y孙，L孙，
申请(专利权)人：电子科学工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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