两个脉冲雷射（１４）或雷射的集合传播具有正交相关的极化状态的脉冲（２０）的光束。一光束结合器（２４）结合上述正交光束以形成一沿着一与一光学调变器（３０）相交的共同光束路径（１６）传播的结合光束，该光学调变器（３０）选择性地改变任一光束的选定脉冲的极化状态以提供一包括来自上述正交光束的类似极化的脉冲的复合光束（１８）。该复合极化光束具有大于由任一雷射提供的平均功率及重复率的一复合平均功率及一复合重复率。该光学调变器亦可选择性地控制来自任一雷射的脉冲的极化状态以使脉冲通过一下游极化器（３２）或由该下游极化器（３２）所阻断。额外调变器可促进该等脉冲的脉冲成形。系统可通过添加单一雷射或雷射对及光束结合器及调变器的集合来扩充。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术关于结合激光束，特别是关于与结合激光束以增加重复率相关联的光学调 变器应用。
技术介绍
已将激光束结合用于增加功率、双脉冲处理及创造具有一个以上波长的光束。美国专利第5，742，626号描述分裂一光束、使该光束的一部分通过一谐波转换器 及在一总和频率产生器中重混合该等光束部分以获得一深UV光束。美国专利第5，756，924号使用一用于提供结合雷射输出的同轴传播及在一聚焦 透镜的聚焦体积中的后续空间重迭的光束结合器。美国专利第6，266，359号提出一种用于结合两个光束的拼接不对称反射数组。美国专利申请公开案第2003-0151053号提出一种使用同步电子装置及一触发延 迟来结合来自两个雷射的激光脉冲的方法。美国专利第6，541，731号提出光束结合以提供具不同极化的多重工作光束或一 结合光束。在某一实施例中，一电光调变器表现为用作一脉冲拾取器。美国专利申请公开案第2004-0134894号亦看来似乎提出一种使用延迟触发来结 合来自两个雷射的激光脉冲(或产生紧密间隔的脉冲的一序列)的方法。对光学放大器起 作用的种子脉冲的所述组态具有标准设计，因为结合器具有低效率。美国专利第7，396，706号描述结合来自两个Q切换雷射的同步脉冲以提供具有来 自该两个脉冲的相同或不同能量及/或波长特征的雷射输出。美国专利申请公开案第2006-0198402号结合来自四个腔外、三倍频率的雷射的 脉冲以提供一具预定能量的结合脉冲。美国专利第7，199，924号提出使用一具有复数个不对称格栅的波长分散补偿结 合器来结合两个光束。此等专利及公开案提供一些优点以便于实施其特定应用，但在应用于其它应用时 遭受缺点。
技术实现思路
在一些例示性实施例中，两个雷射发射经调节以具有正交相关的极化状态的脉冲 激光束。该两个激光束的该等脉冲经时间移位且传递至一光束结合器，该光束结合器结合 该等脉冲以形成一包括一系列具交替的正交相关的极化状态的激光脉冲的结合激光束。 该结合激光束自该光束结合器沿着一与一诸如电光调变器(electric-optic modulator, E0M)的光学调变器相交的共同光束路径传播。该EOM响应于一调变器驱动信号选择性地改 变该两个激光束中的一者的选定脉冲的极化状态以提供一复合激光束，其中该两个光束的 该等激光脉冲的极化状态相同。在一些额外、替代或累积例示性实施例中，该EOM使该两个脉冲激光束的该等激 光脉冲交替以提供来自两个雷射的激光脉冲的一复合重复率，其大于该两个激光束的激光 脉冲中的任一者的个别重复率。该EOM的操作有助于在无实质功率损耗的情况下按比例缩 放极化激光束的脉冲重复率。在一些额外、替代或累积例示性实施例中，该复合极化光束具有一大于来自任一 雷射的光束的个别平均功率的复合平均功率。在一些额外、替代或累积例示性实施例中，于该EOM的下游提供一极化器以促进 其操作与脉冲拾取器一样。选择性地控制该EOM以提供极化状态至来自任一雷射的脉冲判 定选定脉冲通过该极化器还是由该极化器所阻断。在一些额外、替代或累积例示性实施例中，该等雷射为种子雷射，且该结合光束路 径可包括一光隔离器及一功率放大器。在一些额外、替代或累积例示性实施例中，该等雷射为光纤雷射，且该等EOM为基 于光纤的干涉仪。在一些额外、替代或累积例示性实施例中，改变极化状态的EOM亦可用以促进该 等激光脉冲的脉冲成形，或一或多个额外EOM可用以在整合或不整合初始极化旋转的EOM 的情况下促进该等激光脉冲的脉冲成形。在一些额外、替代或累积例示性实施例中，系统可藉由添加单一雷射或雷射对及 光束结合器及EOM的集合来扩充。额外态样及优点将自较佳实施例的参看随附图式而进行的以下实施方式显而易 见。附图说明图1为用于结合脉冲极化激光束的例示性雷射系统的方块图。图2为用于提供具有可选成形脉冲的复合极化光束的例示性脉冲拾取雷射系统 的方块图。图3为使用包括光束结合的光学调变器的多功能能力的例示性可扩充主振荡器 (master oscillator power amplifiter, ΜΟΡΑ)系统的方块图。图4为使用包括光束结合的光学调变器的多功能能力的替代例示性可扩充MOPA 系统的方块图。图5为在产生修剪激光脉冲输出时如激光脉冲分割装置一样操作的电光学调变器的简化方块图。图6在行(a)、(b)、(c)、(d)及(e)中展示由图5的激光脉冲分割装置制造的五 个可能激光脉冲形状形态的实例。图7展示利用较佳脉冲谐波雷射源实施的雷射系统。图8A为与二极管泵浦式放大器及谐波转换模块合作使用快速多态 (fastmulti-state,FMS)电光学调变器及基本脉冲雷射源以产生修剪脉冲输出的雷射系统 的简化方块图。图8B-1为类似于图8A的雷射系统的类型的雷射系统的简化方块图，除FMS电光 学调变器的输出未经放大而直接耦合至谐波转换模块中以产生修剪脉冲输出以外。图8B-2及图8B-3描绘三个示波器轨迹的不同对，其展示图8B_1的雷射系统的脉 冲雷射源、FMS电光学调变器及谐波转换模块的雷射输出脉冲波形。图8C为使用Q切换雷射及谐波转换模块的雷射系统的简化方块图，该Q切换雷射 与该谐波转换模块合作以形成频率经转换的雷射输出且将其施加至FMS电光学调变器以 便直接产生修剪脉冲输出。图8D为一雷射系统的简化方块图，该雷射系统使用利用电光学调变器实施的 MOPA来产生用于后续放大及谐波转换的基本修剪脉冲输出以形成经放大的修剪脉冲输出。图9A为与谐波转换模块合作使用主振荡器光纤功率放大器(masteroscillator fiber power amplifier, M0FPA)及FMS电光学调变器以产生修剪脉冲输出的雷射系统的 简化方块图。图9B为类似于图9A的雷射系统的类型的雷射系统的简化方块图，除FMS电光学 调变器与谐波转换模块交换位置以产生由MOFPA及谐波转换模块产生的谐波激光脉冲的 直接成形以外。图10为展示雷射系统的光学组件的详细方块图，该雷射系统是用脉冲谐波雷射 源及一或两个FMS电光学调变器实施以产生一所要的成形激光脉冲输出。图11展示作为第一实施例的提供驱动控制输出信号至两个电光学调变器的电光 学调变器驱动电路，该两个电光学调变器响应地产生输出传输的多个状态且藉此产生修剪 脉冲输出。图12展示所产生的信号波形的时序序列及由图11的驱动电路驱动的电光学调变 器的输出传输的结果状态。图13展示作为第二实施例的提供驱动控制输出信号至图10的系统的该等电光学 调变器中的一者的电光学调变器驱动电路，该电光学调变器响应地产生输出传输的多个状 态且藉此产生修剪脉冲输出。图14展示所产生的信号波形的时序序列及由图13的驱动电路驱动的电光学调变 器的输出传输的结果状态。图15展示作为第三实施例的提供驱动控制输出信号至图10的系统的该等电光学 调变器中的一者的电光学调变器驱动电路，该电光学调变器响应地产生输出传输的多个状 态且藉此产生修剪脉冲输出。图16展示所产生的信号波形的时序序列及由图15的驱动电路驱动的电光学调变 器的输出传输的结果状态。图17为使用光侦测器及脉冲形状控制器以促进电光装置的包括光束结合及脉冲 成形的多功能能力的例示性雷射系统的方块图。具体实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种合成一高功率、高重复率的极化激光束的方法，其包含：产生第一重复率下的具有第一平均功率的多个第一极化激光脉冲的第一极化激光束，该等第一极化激光脉冲以第一极化状态为特征；产生具有第二平均功率及第二重复率的多个第二极化激光脉冲的第二极化激光束，该等第二极化激光脉冲以第二极化状态为特征；该等第一极化激光束及该等第二极化激光束的产生制造与该等第二极化激光脉冲于时间不重迭关系的该等第一极化激光脉冲；引入光学延迟，使得该等各别的第一及第二极化激光脉冲的该等第一及第二极化状态为正交相关；在一光学光束结合器中结合该等正交相关极化状态下的该第一及第二极化激光束，当结合于该等正交相关第一及第二极化状态下的该等各别第一及第二极化激光束及制造该等第一及第二极化激光脉冲之一沿着一结合光束路径传播的结合光束时，该光学光束结合器以该等第一及第二平均功率的低损耗为特征；及沿着该结合光束路径提供一光学调变器，该光学调变器可操作以选择性地改变该结合光束的该等第一及第二极化激光脉冲的该等极化状态的该正交关系以制造该等第一及第二激光脉冲的一复合极化光束，该光学调变器响应于一控制信号的不同值将不同光学延迟量选择性地赋予该结合光束，使得该复合极化光束的该等各别第一及第二极化激光脉冲的该等第一及第二极化状态是一致相关；藉此该复合极化光束以一大于该等第一及第二重复率的复合重复率下具有一大于该等第一及第二平均功率的平均复合功率。...
【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：彭晓原，威廉J乔丹，
申请(专利权)人：伊雷克托科学工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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