DE19512160A1 - Verfahren und Gerät zur Erzeugung ultrakurzer Impulse mit hoher Energie - Google Patents
Verfahren und Gerät zur Erzeugung ultrakurzer Impulse mit hoher EnergieInfo
- Publication number
- DE19512160A1 DE19512160A1 DE19512160A DE19512160A DE19512160A1 DE 19512160 A1 DE19512160 A1 DE 19512160A1 DE 19512160 A DE19512160 A DE 19512160A DE 19512160 A DE19512160 A DE 19512160A DE 19512160 A1 DE19512160 A1 DE 19512160A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- energy
- pulse
- amplifier
- amplified
- pulses
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 48
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 38
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 17
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 17
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 11
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 8
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 4
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
- H01S3/06758—Tandem amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S3/0057—Temporal shaping, e.g. pulse compression, frequency chirping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/02—ASE (amplified spontaneous emission), noise; Reduction thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S3/0064—Anti-reflection devices, e.g. optical isolaters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen
auf das Gebiet der Laser-Technologie und insbesondere auf
Verfahren und Geräte zur Erzeugung ultrakurzer optischer
Impulse mit hoher Energie.
Sowohl Halbleiterquellen (z. B. Dioden) als auch
Faserquellen sind bekannt, die ultrakurze Energie-Impulse mit
Impulsdauern von Sub-Picosekunden erzeugen können. Obwohl
diese Energiequellen zuverlässigen, robusten Betrieb in einer
kompakten, kosteneffizienten Weise bereitstellen können, hat
ihre Unfähigkeit, Impulsenergien zu erzeugen, die mit denen
der Festkörperquellen mit großem Körper ("large frame solid
state sources") vergleichbar sind, ihre praktische Verwendung
eingeschränkt. In einem von dem Erfinder der vorliegenden
Erfindung mitverfaßten Dokument mit dem Titel "Generation of
femtosecond optical pulses with nanoJoule energy from a diode
laser and fiber based system" von A. Galvanauskas et al.,
Appl. Phys. Lett. 63 (13), 27. September, 1993, 1993: Amer.
Inst. of Physics, Seite 1742-1744, wird die Verwendung eines
abstimmbaren Diodenlasers mit verteilter Bragg-Reflexion
(DBR) zur Erzeugung von chirp-modulierten Impulsen bzw.
Impulsen mit zeitproportionaler Frequenzmodulation
beschrieben. Die chirp-modulierten Impulse werden auf Sub-
Picosekunden-Dauer komprimiert und dann in einem
erbiumdotierten Faserverstärker (EDFA) auf ein Niveau von
2 nJ verstärkt. Durch die starke nichtlineare Wechselwirkung
in der Faser wird jedoch Impulsverzerrung verursacht, wodurch
die erreichbare Energie verringert wird.
Das heißt, die Ausgangsenergie, die von seltenerd
dotierten Faserverstärkern entzogen werden kann, ist, obwohl
sie potentiell hoch ist, durch den Wert der Spitzenleistung,
die die Faserverstärker aushalten können, bevor nichtlineare
Effekte und Aufbrechen der Impulse verursacht werden,
eingeschränkt. Zum Beispiel haben erbiumdotierte Einzelmoden-
Faserverstärker Sättigungsenergien von ungefähr einem
Mikrojoule; und ein erbiumdotierter Vielmoden-Faserverstärker
kann, wie in einem Dokument mit dem Titel "111 kW (0,5 mJ)
pulse amplification at 1,5 µm using a gated cascade of three
erbium doped fiber amplifiers" von B. Desthieux et al., Appl.
Phys. Lett. 63 (5), 2. August 1993; Amer. Inst. of Physics,
Seite 586-587 beschrieben, Impulsenergien so hoch wie 0,5 mJ
erzeugen. In einem Faserverstärker muß jedoch eine niedrige
Spitzenleistung aufrecht erhalten werden, da solche
Energieniveaus die Spitzenleistung der verstärkten
ultrakurzen Impulse für eine Faser (z. B. ungefähr 1 Megawatt
für einen 1 Picosekunden-Impuls in einer Einmodenfaser)
unakzeptabel hoch machen können. Das mit dieser Leistung
verbundene Licht führt, wenn in dem schmalen Kern einer Faser
eingeschlossen, zu hohen Spitzenintensitäten, die zu
nichtlinearen Effekten und Aufbrechen von Impulsen führen
können.
Eine Möglichkeit, eine niedrige Spitzenleistung in einem
Verstärker aufrecht zu erhalten, ist gewesen, die Verstärkung
chirp-modulierter Impulse zu verwenden, wobei die Impulse vor
der Verstärkung gestreckt werden, wie in einem Dokument mit
dem Titel "Compression of Amplified Chirped Optical Pulses"
von Donna Strickland and Gerard Mourou, Elsevier Science
Publishers B.V.: Optics Communications, Band 56, Nr. 3,
1. Dezember 1985 beschrieben. Wie dort beschrieben, wird die
Dauer ultrakurzer Impulse von einem modenverkoppelten
Festkörperlaser unter Verwendung einer optischen Faser
gestreckt. Danach werden die gestreckten Impulse verstärkt
und dann unter Verwendung einer Doppelgitter-
Kompressionseinrichtung komprimiert. Durch Verstärkung der
gestreckten Impulse mit relativ langer Impulsdauer wird die
Spitzenleistung in dem Verstärker relativ niedrig gehalten,
so daß nichtlineare Effekte und Aufbrechen von Impulsen
verhindert werden. In einem Dokument mit dem Titel
"Generation of Ultra High Peak Power Pulses By Chirped Pulse
Amplification", von P. Maine et al, IEEE Journal of Quantum
Electronics, Band 24, Nr. 2, Februar 1988 wird eine ähnliche
Verstärkungstechnik chirp-modulierter Impulse beschrieben, in
der ein Beugungsgitterpaar anstelle einer optischen Faser zum
Strecken der chirp-modulierten Impulse verwendet wird.
Die Verstärkungstechnik chirp-modulierter Impulse ist
auch auf Faserverstärker unter Verwendung einer
modenverkoppelten Faserlaserquelle für ultrakurze Impulse
angewendet worden, wie in den folgenden drei Dokumenten
beschrieben: (1) "Generation of High Power Ultrashort Pulses
in Erbium Oscillator Power Amplifier Systems" von M.L. Stock
et al, Optical Society of America Topical Meeting über Non-
Linear Guided Wave Phenomenon, Cambride 1993, Paper PD 5;
(2) einem Dokument mit dem Titel "High-Power Chirped Pulse
Amplification of Femtosecond Optical Pulses in a Diode-Pumped
Fiber Laser and Amplifier System" von A. Galvanauskas et al,
erhältlich von IMRA America, Ind., Ann Arbor, Michigan; und
(3) "All-Fiber Source of 100 nJ sub-picosecond Pulses" von
M.E. Fermann et al, Appl. Phys. Lett., Band 64, Nr. 11, 14.
März 1994. Durch die in diesen späteren Dokumenten
beschriebenen Techniken können Impulsenergien von bis zu
100 nJ mit einer Dauer von 700 Femtosekunden erzeugt werden.
Obwohl Systeme vorliegen, um ultrakurze Impulse mit
erhöhter Impulsenergie zu erzeugen, haben solche Systeme
bedeutende Nachteile. Zum Beispiel ist für die Verwendung für
die Verstärkung chirp-modulierter Impulse mit
modenverkoppelten Femtosekunden-Faserlasern oder
Halbleiterlasern mit äußeren Resonatoren die Verwendung von
Volumen-Komponenten erforderlich, und solche Systeme sind
nicht speziell robust oder zuverlässig. Ferner werden
modenverkoppelte Laser mit hohen Wiederholungsfrequenzen
betrieben und sind daher für die Verwendung bei Hochenergie-
Verstärkung, bei der relativ niedrige Impuls-Wiederholungsraten
erforderlich sind, ungeeignet. Da
modenverkoppelte Laser mit hohen Wiederholungsfrequenzen
betrieben werden, werden komplizierte und teure Impuls-
Auswahlsysteme verwendet, die ferner die Kompaktheit des
gesamten Systems behindern. Zusätzlich wird durch die
Verwendung einer Beugungsgitter-Streckvorrichtung die
Kompaktheit und Robustheit des Gesamtsystems beeinträchtigt.
Demgemäß wäre es wünschenswert, ein kompaktes System mit
der Eigenschaft, chirp-modulierte Impulse zu erzeugen und zu
verstärken, bereitzustellen, um ultrakurze Impulse mit hoher
Energie bereitzustellen. Ferner wäre es wünschenswert, ein
kompaktes System bereitzustellen, das zuverlässig und
kosteneffizient in der Herstellung ist.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die
Bereitstellung von kompakten Systemen und Verfahren zur
Herstellung und Verstärkung von chirp-modulierten Impulsen,
um ultrakurze Impulse mit hoher Energie bereitzustellen.
Ferner richtet sich die vorliegende Erfindung darauf, ein
kompaktes System bereitzustellen, das in der Herstellung
zuverlässig und kosteneffizient ist.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen können relativ
kompakte abstimmbare Laser verwendet werden, um direkt lange
optische chirp-modulierte Impulse zu erzeugen. Zum Beispiel
können kompakte monolithische Halbleiterlaser, die relativ
kleine Abmessungen haben (z. B. Abmessungen, die kleiner sind
als die der Festkörperlaser mit großem Körper sind) und die
eine relativ schnelle Abstimmung (d. h. Veränderung) ihrer
Emissionswellenlänge während der Erzeugung eines optischen
Impulses zulassen, verwendet werden. Durch diese
Impulsquellen wird jeder Bedarf an Volumen-Komponenten in dem
Resonator von beispielsweise einem modenverkoppelten
Femtosekunden-Laser beseitigt. Die relativ langen optischen
chirp-modulierten Impulse können darauffolgend in mehreren
Verstärkungsstufen unter Erhöhung ihres Energiegehalts
verstärkt werden. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann
die Verstärkung in mehreren Stufen erreicht werden, indem man
die spontane Emission zwischen den Stufen unterdrückt. Danach
können die verstärkten Impulse wieder komprimiert werden.
Durch schnelles Abstimmen der Emissionswellenlänge eines
abstimmbaren Lasers, wobei direkt relativ lange optische
chirp-modulierte Impulse erzeugt werden, wird jeder Bedarf,
Femtosekunden-Impulse, die durch ein System mit großem Körper
erzeugt werden, zu strecken, beseitigt. Die chirp-modulierten
Impulse können vor der Komprimierung verstärkt werden,
wodurch nichtlineare Wechselwirkung in dem Verstärker
vermieden wird. Beispielhafte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung können somit deutlich kompakter
gestaltet werden, sie können kosteneffizient hergestellt
werden, wobei Systeme mit verbesserter Robustheit und
Zuverlässigkeit bereitgestellt werden.
Um gepulste Energie mit hoher Spitzenleistung
herzustellen, umfassen beispielhafte kompakte Systeme der
vorliegenden Erfindung: Einrichtungen zur Erzeugung eines
Energie-Impulses mit mehreren Wellenlängenbändern, wobei der
Energie-Impuls in der Dauer durch Überlappen der
Wellenlängenbänder komprimierbar ist; und Einrichtungen zum
Erhöhen der Spitzenleistung des Energie-Impulses, wobei die
Einrichtung zum Erhöhen der Spitzenleistung ferner:
Einrichtungen zum Verstärken des Energie-Impuls es in mehreren
Stufen der Verstärkung unter Erzeugung eines verstärkten
Energie-Impulses; und Einrichtungen zum Unterdrücken von
spontaner Emission zwischen mindestens zwei Stufen der
Verstärkungseinrichtung umfaßt.
Alternative beispielhafte Ausführungsformen umfassen
Einrichtungen zur Erzeugung eines Energie-Impulses mit
mehreren Wellenlängenbändern, wobei der Energie-Impuls in der
Dauer durch Überlappen der Wellenlängenbänder komprimierbar
ist; Einrichtungen zum Abstimmen einer Emissionswellenlänge
der Einrichtung zur Erzeugung eines Energie-Impulses während
der Erzeugung des Energie-Impulses; und Einrichtungen zum
Erhöhen der Spitzenleistung des Energie-Impulses, wobei die
Einrichtung zum Erhöhen der Spitzenleistung ferner:
Einrichtungen zum Verstärken des Energie-Impulses in mehreren
Stufen der Verstärkung unter Erzeugung eines verstärken
Energie-Impulses; Einrichtungen zum Unterdrücken der
spontanen Emission zwischen mindestens zwei Stufen der
Verstärkungseinrichtung; und Einrichtungen zum Komprimieren
des verstärkten Energie-Impulses durch Überlappen der
Wellenlängenbänder umfaßt.
Die vorliegende Erfindung kann ferner unter Bezugnahme
auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen
verstanden werden, in denen ähnliche Elemente mit denselben
Bezugszeichen versehen sind. In den Zeichnungen:
zeigt Fig. 1 ein beispielhaftes System zur Erzeugung von Impuls-Energie mit hoher Spitzenleistung gemäß der vorliegenden Erfindung;
zeigen die Fig. 2a bis 2b ein zeitintegriertes Leistungsspektrum 200 eines Impulses von einem abstimmbaren Dioden-Laser mit verteilter Bragg-Reflexion und eine gemessene Wellenlängen-Entwicklung 200 eines chirp modulierten Impulses, der von einem abstimmbaren Dioden-Laser mit verteilter Bragg-Reflexion erzeugt wird;
zeigen die Fig. 3a bis 3b die Energien 300 und die durchschnittlichen Ausgangsleistung 302 der verstärkten Impulse bei verschiedenen Wiederholungsfrequenzen;
zeigt Fig. 4 ein Autokorrelationsverhalten 400 in Bezug auf die zweite Harmonische von komprimierten 1,8 Picosekunden-Impulsen; und
zeigt Fig. 5 eine alternative beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen optischen Zirkulator bzw. eine optische Richtungsgabel umfaßt.
zeigt Fig. 1 ein beispielhaftes System zur Erzeugung von Impuls-Energie mit hoher Spitzenleistung gemäß der vorliegenden Erfindung;
zeigen die Fig. 2a bis 2b ein zeitintegriertes Leistungsspektrum 200 eines Impulses von einem abstimmbaren Dioden-Laser mit verteilter Bragg-Reflexion und eine gemessene Wellenlängen-Entwicklung 200 eines chirp modulierten Impulses, der von einem abstimmbaren Dioden-Laser mit verteilter Bragg-Reflexion erzeugt wird;
zeigen die Fig. 3a bis 3b die Energien 300 und die durchschnittlichen Ausgangsleistung 302 der verstärkten Impulse bei verschiedenen Wiederholungsfrequenzen;
zeigt Fig. 4 ein Autokorrelationsverhalten 400 in Bezug auf die zweite Harmonische von komprimierten 1,8 Picosekunden-Impulsen; und
zeigt Fig. 5 eine alternative beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen optischen Zirkulator bzw. eine optische Richtungsgabel umfaßt.
Fig. 1 veranschaulicht ein Gerät, das als ein kompaktes
System 100 zur Erzeugung von gepulster Energie mit hoher
Spitzenleistung unter Verwendung einer kompakten Quelle für
ultrakurze Impulse mit Mikrojoule-Energien dargestellt wird.
Das kompakte System 100 umfaßt Einrichtungen zur Erzeugung
eines chirp-modulierten Impulses, wobei der chirp-modulierte
Impuls ein Energie-Impuls mit mehreren Wellenlängenbändern
ist, und der in der Dauer durch Überlappen der Wellenbänder
komprimierbar ist. In dem kompakten System von Fig. 1 wird
eine monolithische abstimmbare Laserdiode 102 verwendet, um
direkt lineare optische chirp-modulierte Impulse mit breiter
Bandbreite zu erzeugen. Da die Laserdiode monolithisch ist,
zeigt sie nicht die Stabilitätsprobleme, die in anderen
Faserquellen, beispielsweise modenverkoppelten Faserquellen,
typisch sind.
In der beispielhaften Ausführungsform von Fig. 1 ist die
abstimmbare Laserdiode 102 ein Diodenlaser mit verteilter
Bragg-Reflexion mit drei Abschnitten. Positive Chirp-
Modulation kann durch schnelles Abstimmen der
Emissionswellenlänge des Diodenlasers mit verteilter Bragg-
Reflexion erhalten werden. Schnelles Abstimmen der
Emissionswellenlänge kann in einer Weise erreicht werden, die
beispielsweise in einem Dokument mit dem Titel "Real-Time
Picosecond Electro-Optic Oscilloscope Technique Using A
Tunable Semiconductor Laser" von A. Galvanauskas, Appl. Phys.
Lett., Band 60 (2), 1992, American Institute of Physics,
13. Januar 1992, Seite 145-147 beschrieben ist.
Der Diodenlaser 102 mit verteilter Bragg-Reflexion
umfaßt ein aktiven Verstärkungsbereich 104, einen
Phasensteuerungsbereich 106 und einem Bragg-Reflexionsbereich
108. Der Bragg-Reflexionsbereich 108 ist ein schmalbandiger
Reflexionsfilter, der als ein Laserspiegel dient und der
Laserbetrieb in nur einer longitudinalen Mode zuläßt. Durch
Bewirken von Veränderungen des Brechungsindex des
Phasensteuerungsbereichs 106 und des Bragg-Reflexionsbereichs
108 können die Wellenlänge der longitudinalen Mode und die
Wellenlänge des Reflexionspeaks jeweils unabhängig verschoben
werden.
Veränderungen in den Brechungsindizes der
Abstimmbereiche (d. h. des Phasensteuerungsbereichs 106 und
des Bragg-Reflexionsbereichs 108) können durch Erhöhung der
Konzentration freier Ladungsträger in diesen Abstimmbereichen
eingeführt werden. Zum Beispiel erniedrigt eine Erhöhung der
Konzentration freier Ladungsträger den Brechungsindex und
verkürzt die Wellenlänge in einem gegebenen Abstimmbereich,
und sie kann durch Anlegen von Stromimpulsen an die
Abstimmbereiche 106 und 108 erreicht werden. Die
Ladungsträgerkonzentration steigt zu Beginn von jedem
Abstimmimpuls linear mit der Zeit an, wobei die Rate und
Dauer des Anstiegs durch die Ladungsträger-Rekombinationsrate
und die Größe des injizierten Stroms bestimmt werden. Der
lineare Anstieg dauert typischerweise hunderte von
Picosekunden. Die Größen der Strom-Impulse, die in den
Phasensteuerungs- und Bragg-Abstimmbereich injiziert werden,
können so ausgewählt werden, daß Wellenlängenverschiebungen
in diesen beiden Abstimmbereichen gleich sein werden, wodurch
kontinuierlich chirp-modulierte Sub-Nanosekunden-Impulse
erzeugt werden.
Durch die schnelle Abstimmung des Diodenlasers 102 gemäß
beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
werden signifikante Vorteile bereitgestellt. Zum Beispiel
kann die Bandbreite der durch den Diodenlaser 102 erzeugten
chirp-modulierten Impulse bis zu 15 Nanometer oder größer
sein, wie beispielsweise in einem Dokument mit dem Titel
"Optimization of The Carrier-Induced Effective Index Change
In InGaAsP/InP Waveguides-Application To Tunable Bragg
Filters" von Jean-Pierre Weber, Vorabdruck bzw. Preprint bei
IEEE J. Quantum Electronics am 17. Dezember 1992 eingereicht,
beschrieben. Diese Bandbreite entspricht einer
umwandlungsbeschränkten Dauer von ungefähr 300 Femtosekunden
für die komprimierten Impulse, und der Abstimmbereich von
diesen InGaAsP/InP-Vorrichtungen ist typischerweise innerhalb
des Verstärkungsbandes von erbiumdotierten Faserverstärkern.
Die Dauer und Bandbreite von chirp-modulierten Impulsen kann
elektrisch innerhalb eines Bereiches in der Größenordnung von
einer Picosekunde bis zu wenigen Nanosekunden oder größer
gesteuert werden. Somit kann selbst bei Mikrojoule-Energien
der Impuls verstärkt werden, während die Spitzenleistung
relativ niedrig gehalten wird. Die Laserdiode kann sowohl in
einer Einzelimpulsweise als auch mit variablen
Wiederholungsraten von der Größenordnung von 10 Megaherz
betrieben werden, wodurch die Optimierung der
Verstärkungssättigung in einem erbiumdotierten
Faserverstärker zugelassen wird. Die Fähigkeit, die
Laserdiode mit variablen Wiederholungsraten zu betreiben,
macht das System für viele praktische Anwendungen geeignet,
umfassend, aber ohne Beschränkung, Abtast- bzw. Sampling-
Messungen.
Nachdem Einrichtungen zur Erzeugung eines chirp
modulierten Impulses gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden
sind, werden nun zusätzliche Merkmale des kompakten Systems
100 beschrieben. Wie in Fig. 1 veranschaulicht, umfaßt das
kompakte System ferner Einrichtungen zum Erhöhen der
Spitzenleistung des Energie-Impulses. Die Einrichtung zum
Erhöhen der Spitzenleistung umfaßt eine Einrichtung zum
Verstärken des Energie-Impulses, die im allgemeinen als ein
zweistufiger erbiumdotierter Faserverstärker 110 dargestellt
wird, und eine Einrichtung zum Komprimieren des verstärkten
Energie-Impulses durch Überlappen der Wellenlängenbänder,
wobei die Komprimiereinrichtung im allgemeinen als ein
Gitterpaar-Kompressor 112 dargestellt wird.
Der zweistufige erbiumdotierte Faserverstärker umfaßt
einen Energie-Verstärker 114 für die erste Stufe mit einer
seltenerd-(z. B. Erbium)dotierten Faser zum Bereitstellen
eines ersten verstärken Ausgangssignals und einen
Energieverstärker 116 für die zweite Stufe auch mit einer
seltenerd-(z. B. Erbium)dotierten Faser zum Empfangen des
ersten verstärkten Ausgangssignals. Durch Verstärken von
chirp-modulierten Nanosekunden-Impulsen von der abstimmbaren
Laserdiode in einer erbiumdotierten Faser wird die
Sättigungsenergie des Verstärkers ohne Aufbrechen der Impulse
erhalten. Gemäß der beispielhaften Ausführungsformen kann die
Faser des Energieverstärkers 116 für die zweite Stufe kürzere
Länge als die Faser des Energieverstärker 114 für die erste
Stufe haben, wobei die Impulsfortbewegungslänge verringert
wird, und dadurch der Effekt von Nichtlinearitäten in dem
zweiten Energieverstärker verringert wird. Der
Energieverstärker 116 für die zweite Stufe stellt ein zweites
verstärktes Ausgangssignal bereit, das zu dem Gitterpaar-
Kompressor 112 gelenkt wird.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen ist die
Verstärkung eines einstufigen erbiumdotierten
Einzeldurchlauf-Faserverstärkers, der als der erste und
zweite Energieverstärker für ein chirp-moduliertes Signal mit
breiter Bandbreite verwendet werden kann, auf ungefähr 20 bis
40 Dezibel beschränkt. Demgemäß kann der zweistufige
erbiumdotierte Faserverstärker 110 insgesamt optische chirp-
modulierte Impulse um ungefähr 40 bis 80 Dezibel verstärken
(z. B. von Picojoule auf Mikrojoule).
Eine erste Pumpe 118, die mit dem Energieverstärker 114
für die erste Stufe verbunden ist, und eine zweite Pumpe 120,
die mit dem Energieverstärker 116 für die zweite Stufe
verbunden ist, sind in gegenläufiger Richtung in Bezug auf
das Signal in sowohl dem ersten als auch dem zweiten
Energieverstärker angeordnet, wodurch die Verstärkungs-
Sättigungseigenschaft verbessert wird. In einer
beispielhaften Ausführungsform kann der Energieverstärker 114
für die erste Stufe mit 70 mW bei 1,48 µm unter Verwendung
einer angeschlossenen ("pigtailed") Laserdiode gepumpt
werden. Die Faser des ersten Energieverstärkers kann 40 Meter
lang sein, einen Kerndurchmesser von 8 µm, eine numerische
Apertur von 0,2 und eine Dotierniveau von 580 ppm haben. Der
zweite Energieverstärker kann 3,2 Meter lang sein, einen
Kerndurchmesser von 7 µm haben und einen hohes Dotierniveau
von beispielsweise 5000 ppm haben. Die zweite Stufe kann mit
einer Leistung von beispielsweise 330 mW unter Verwendung
einer Wellenlänge von 980 nm gepumpt werden.
Da der erste und zweite Energieverstärker als Kaskaden
vorliegen, wird die verstärkte spontane Emission von dem
Energieverstärker 114 für die erste Stufe in dem
Energieverstärker 116 für die zweite Stufe verstärkt werden.
Demgemäß kann diese verstärkte spontane Emission stark genug
sein, um die Verstärkung des zweiten Energieverstärkers zu
sättigen, wodurch die Verstärkung in dem Verstärker für die
zweite Stufe im wesentlichen verringert wird. Eine
Einrichtung zum Erhöhen der Spitzenleistung gemäß der
vorliegenden Erfindung umfaßt daher Einrichtungen, wie
beispielsweise einen schnellen akusto-optischen Modulator
122, zum Unterdrücken der spontanen Emission zwischen dem
Energieverstärker der ersten Stufe und dem Energieverstärker
der zweiten Stufe.
Der akusto-optische Modulator 122 kann als ein optisches
Gate bzw. Tor zwischen den Energieverstärkern der ersten und
zweiten Stufe verwendet werden, um die Sättigung des
Verstärkers 116 der zweiten Stufe zu verhindern. Akusto
optische Modulatoren sind typischerweise unempfindlich
gegenüber der Polarisation und haben einen relativ niedrigen
Einfügungsverlust. Der akusto-optisches Modulator 122 ist mit
der Antriebselektronik des Diodenlasers 102 mit verteilter
Bragg-Reflexion synchronisiert, so daß er sich nur öffnet,
wenn verstärkte chirp-modulierte Impulse von dem
Energieverstärker 114 der ersten Stufe erzeugt werden. Gemäß
einer beispielhaften Ausführungsform kann eine Gate-Breite
des akusto-optischen Modulators 150 Nanosekunden sein, und
eine Beugungseffizienz des Modulators für diese Gatebreite
kann ungefähr 70% sein.
Das verstärkte Ausgangssignal von dem Energieverstärker
116 der zweiten Stufe wird in eine Kompressionsvorrichtung
eingegeben, die mindestens ein Beugungsgitter umfaßt, so daß
Impulse von mindestens Pikosekunden-Dauer mit
Spitzenleistungen nahe bei einem Megawatt erhalten werden
können. In der beispielhaften Ausführungsform von Fig. 1 ist
das Beugungsgitterpaar 112 in einer Anordnung mit negativer
Dispersion angeordnet, wobei die lineare positive Chirp-
Modulation der empfangenen verstärkten Impulsenergie
kompensiert wird. Beispielsweise können Beugungsgitter mit
1200 Linien pro Millimeter in einer Standard-
Kompressionsanordnung mit negativer Dispersion verwendet
werden, um lineare Chirp-Modulation von Impulsen zu
kompensieren, die von dem zweistufigen Verstärker 110
ausgegeben werden.
Während Komponenten der beispielhaften Ausführungsform
von Fig. 1 in einer linearen Anordnung ausgeführt werden
können, können zur Bequemlichkeit der Veranschaulichung und
zur Kompaktheit bei der Ausführung Spiegel enthalten sein, um
eine Umanordnung der Komponenten von Fig. 1 zuzulassen. Zum
Beispiel können Spiegel 124 und 126 in dem zweistufigen
Verstärker verwendet werden, um Energie von der ersten Stufe
zu dem akusto-optischen Modulator zu richten, und um Energie
von dem akusto-optischen Modulator zu der zweiten Stufe zu
richten. Wie veranschaulicht, können die Spiegel 124 und 126
jeweils verwendet werden, um die Energie um 90 Grad
umzulenken. In ähnlicher Weise können Spiegel 128 und 130
zwischen dem zweistufigen Verstärker und dem Gitterpaar-
Kompressor 112 verwendet werden, um Energie von dem
zweistufigen Verstärker in den Kompressor zu richten. Wie in
Fig. 1 veranschaulicht, lenkt der Spiegel 128 Energie um
90 Grad um, während der Spiegel 130 Energie um einen Winkel,
der geringfügig größer als 90 Grad ist, in den Gitterpaar
Kompressor 112 lenkt.
Die beispielhafte Ausführungsform von Fig. 1 kann auch
einen Spiegel 132 umfassen, um Energie von dem zweistufigen
Verstärker zu dem Gitterpaar-Kompressor zu lenken und um die
komprimierte Energie von dem Gitterpaar-Kompressor zu einem
Ausgang als gepulste Energie mit hoher Spitzenleistung zu
reflektieren.
Eine beispielhafte Ausführung des kompakten Systems von Fig.
1 wird nun in größerem Detail unter Bezugnahme auf die Fig. 2
bis 4 beschrieben. In den Fig. 2(a) und (b) wird ein
typisches integriertes Leistungsspektrum 200 in Fig. 2(a)
gezeigt, und eine entsprechende Wellenlängenentwicklung 202
von optischen chirp-modulierten Impulsen, die mit der
Laserdiode 102 mit verteilter Bragg-Reflexion erzeugt werden,
wird in Fig. 2(b) gezeigt. In dem Energieverstärker 114 der
ersten Stufe kann die Impulsenergie von beispielsweise 25 pJ
bis zu ungefähr 5 nJ erhöht werden. Nachdem es durch den
akusto-optischen Modulator 122 geleitet wurde, ist nur noch
ein Bruchteil der Gesamtenergie pro Impuls (zum Beispiel
weniger als 10%) in dem Hintergrund der spontanen Emission
enthalten.
Durch Variieren der Wiederholungsfrequenz der Laserdiode
102 von ungefähr 1 Kilohertz auf 3 Kilohertz tritt nur
schwache Sättigung der Verstärkung in dem Energieverstärker
der ersten Stufe auf. Die Energie der verstärkten Impulse
wird jedoch in dem Verstärker der zweiten Stufe beträchtlich
höher sein, so daß die Verstärkungssättigung in dieser
zweiten Stufe stärker ausgeprägt sein wird. Wie in den
Fig. 3(a) und 3(b) veranschaulicht, kann eine Energie von
beispielsweise 2 Mikrojoule bei Frequenzen zwischen
1 Kilohertz und 10 Kilohertz erhalten werden. Dies entspricht
einer Gesamtverstärkung von 49 Dezibel, wenn der zweistufige
Energieverstärker von Fig. 1 verwendet wird. Wie in Fig. 3(a)
veranschaulicht, nimmt bei Frequenzen größer als 10 Kilohertz
die Impulsenergie in der vorstehend beschriebenen
beispielhaften Ausführungsform mit einem Ansteigen der
Wiederholungsrate ab (wobei beispielsweise 50 Nanojoule bei
100 Kilohertz erreicht werden). Gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform kann die durchschnittliche Signalleistung bei
10 Kilohertz ungefähr 20 Milliwatt sein, und bei Frequenzen
größer als 40 Kilohertz kann sie ungefähr 50 Milliwatt sein,
wie in dem beispielhaften Diagramm in Fig. 3(b)
veranschaulicht wird.
Der Gitterpaar-Kompressor 112 kann verwendet werden, um
die Impulse auf ungefähr 1,8 Picosekunden oder weniger (d. h.
Sub-Picosekundenbereich) zu komprimieren, wie in Fig. 4
veranschaulicht, bei einer Energie von ungefähr 800 nJ. Durch
Erhöhen der Linearität der Chirp-Modulation der anfänglichen
Impulse von der Laserdiode 102 und durch Minimieren der
optischen Nichtlinearitäten in dem Energieverstärker der
zweiten Stufe bei hohen Spitzenleistungen können kürzere
Impulse erhalten werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 5 veranschaulicht, kann
ein kompaktes System zur Erzeugung von gepulster Energie mit
hoher Spitzenleistung eine Verstärkungseinrichtung für
Energie-Impulse mit mindestens einem Energieverstärker und
Einrichtungen, um den Energie-Impuls durch den mindestens
einen Energieverstärker mehrere Male durchlaufen zu lassen,
umfassen. Insbesondere kann der zweistufige Verstärker 110
der Ausführungsform von Fig. 1 unter Verwendung eines
einstufigen erbiumdotierten Faserverstärkers 502 und eines
optischen Zirkulators 605 ausgeführt werden. Man kann das
Signal in gegenläufiger Richtung in Bezug auf eine optische
Pumpe 504 durchlaufen lassen. Der optische Zirkulator 506
kann in Zusammenhang mit einer Reflexionseinrichtung, die als
Spiegel 508 dargestellt wird, verwendet werden, wobei
optische Eingangs-Impulse, die von einer Impulsquelle wie
beispielsweise der abstimmbaren Laserdiode mit verteilter
Bragg-Reflexion von Fig. 1 empfangen werden, ein- oder
mehrere Male durch den einstufigen Verstärker 502
durchgeleitet werden, wodurch mehrere Stufen der Verstärkung
ausgeführt werden. Diese Anordnung kann somit verwendet
werden, um die von dem einzelnen Verstärker entzogene Energie
zu erhöhen.
In der beispielhaften Ausführungsform von Fig. 5 ist der
einstufige Energieverstärker 502 ein Faserverstärker mit zwei
Durchläufen, der ein verstärkte Ausgangssignal erzeugt, das
zu einer Kompressionseinrichtung wie beispielsweise dem
Gitterpaar-Kompressor von Fig. 1 gerichtet werden kann. Durch
die Verwendung eines Verstärkers mit mehreren Durchläufen als
vielstufiger Verstärker kann jeder Bedarf an mehreren
Faserverstärkern beseitigt werden.
Zusätzlich zu dem optischen Zirkulator 506 umfaßt die
Ausführungsform von Fig. 5 Einrichtungen zum Unterdrücken der
spontanen Emission zwischen den mehreren Stufen der
Verstärkung, die als optisches Gate 510 dargestellt werden.
Wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 kann das optische Gate
mit der Einrichtung von Impuls-Energie in einer herkömmlichen
Weise synchronisiert sein, so daß das optische Gate selektiv
Impulse von der Laserdiode durchläßt.
Somit können in beispielhaften Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung optische Impulse mit Picosekunden-
Dauer oder weniger mit Mikrojoule-Energie unter Verwendung
eines kompakten Systems erzeugt werden, das einen
abstimmbaren Diodenlaser und vielfache Stufen der Verstärkung
umfaßt. Die vielfachen Stufen der Verstärkung können entweder
als ein Einzelstufenverstärker und optischer Zirkulator, als
ein Vielstufenverstärker mit separaten Verstärkungsstufen
oder als eine Kombination aus einem Einzelstufenverstärker/optischen
Zirkulator und separaten Verstärkungsstufen
ausgeführt werden. Die geschätzte Spitzenleistung von
verstärkten, komprimierten Impulsen kann 0,5 Megawatt oder
größer sein, bei Impulsdauern in dem Sub-Picosekundenbereich.
Fachleute werden natürlich einschätzen, daß
Ausführungsformen außer den vorstehend beschriebenen gemäß
der vorliegenden Erfindung verwirklicht werden können. Zum
Beispiel können wie früher erwähnt die erbiumdotierten
Faserverstärker in den beschriebenen beispielhaften
Ausführungsformen unter Verwendung von jedem erhältlichen Typ
von Faserverstärkern verwirklicht werden. Alternativ kann das
System Volumen-Verstärker zum Erreichen von hohen Impuls-
Energien umfassen.
Die unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschriebenen
beispielhaften Ausführungsformen umfassen eine zweistufige
Anordnung, in der zwei Stufen der Verstärkung unter
Verwendung von zwei separaten Energieverstärkern oder unter
Verwendung von zwei Durchläufen in Bezug auf einen
einstufigen Verstärker durchgeführt werden. Fachleute werden
jedoch einschätzen, daß hohe Energien erhalten werden können,
indem man die Anzahl der Stufen (d. h. die Anzahl der
separaten Verstärkerstufen und/oder die Anzahl der
verwendeten Durchläufe) erhöht.
Ferner werden Fachleute einschätzen, daß, während ein
akusto-optischer Modulator zwischen jeder der vielfachen
Stufen des Verstärkers enthalten ist, weitere Typen von
Vorrichtungen zum Unterdrücken der spontanen Emission
zwischen den Verstärkungsstufen verwendet werden können.
Anstelle eines akusto-optischen Modulators können elektro
optischen Schalter, optische Filter, sättigbare Absorber oder
jeder relativ schnelle optische Schalter als beispielhafte
Alternativen verwendet werden.
Die vorstehend beschriebenen beispielhaften
Ausführungsformen umfassen eine chirp-modulierte Halbleiter-
Impulsquelle, die als ein Diodenlaser mit verteilter Bragg-
Reflexion mit drei Abschnitten dargestellt wird. Fachleute
werden jedoch einschätzen, daß jede Laservorrichtung (z. B.
jede Halbleiter-, optische Faser- oder optische Wellenleiter-
Laserenergiequelle), deren Emissionswellenlänge in einer
relativ schnellen Weise abgestimmt werden kann (z. B. wobei
die Dauer und Bandbreite der chirp-modulierten Impulse
innerhalb eines Bereichs von der Größenordnung von mindestens
einer Picosekunde bis zu mehreren Nanosekunden oder größer
gesteuert wird), als die energieerzeugende Einrichtung
verwendet werden kann.
In beispielhaften Ausführungsformen kann der Laser in
einer Zeitdauer abgestimmt werden, die in einem Bereich von
beispielsweise von einer Picosekunde bis zu mehreren
Nanosekunden (oder größer, wenn angemessene Komprimierung des
ausgegebenen Impulses durchgeführt werden kann) liegt.
Fachleute werden einschätzen, daß der einzige begrenzende
Faktor in Bezug auf die Auswahl der Energie-Impulsquelle die
Länge der Impulse ist, die zuverlässig komprimiert werden
kann. Wenn die Impulsdauer erhöht wird, wird es zunehmend
schwierig, den Impuls in Folge auf die Verstärkung zu
komprimieren. Somit kann, vorausgesetzt, daß geeignete
Kompression erreicht werden kann, jede erhältliche
Laserquelle als Einrichtung zur Erzeugung von Energie-
Impulsen, umfassend Wellenleiterlaser verwendet werden.
Weitere abstimmbare Laserdioden, die als eine gepulste
Energiequelle gemäß beispielhaften Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung verwendet werden können, und die in
einer Weise ähnlich der Laserdiode mit verteilter Bragg-
Reflexion, die in Bezug auf die Fig. 1 beschrieben wurde,
funktionieren können, umfassen beispielsweise die
abstimmbaren Laserquellen, die in dem Dokument mit dem Titel
"Broadly Tunable InGaAsP/InP Laser Based On A Vertical
Coupler Filter With 57-nm Tuning Range" von R.C. Alferness et
al, Appl. Phys. Lett., Band 60, 1992, Seite 3209-3211
beschrieben werden.
Ferner ist die Anordnung in Gegen-Fortbewegungsrichtung
der Pumpen 116 und 118 in Bezug auf Signale, die in die
Verstärkerstufen eingegeben werden, nur ein Beispiel.
Fachleute werden einschätzen, daß Pumpen, die in gleicher
Fortbewegungsrichtung in Bezug auf die Signal-Impulse, die in
die Verstärker eingegeben werden, angeordnet sind, auch
verwendet werden können.
Fachleute werden einschätzen, daß die vorliegende
Erfindung in weiteren spezifischen Formen ausgeführt werden
kann, ohne von ihrem Geist oder ihren wesentlichen
Eigenschaften abzuweichen. Die vorliegend beschriebenen
Ausführungsformen werden daher in jeder Hinsicht als
veranschaulichend und nicht beschränkend angesehen. Der
Umfang der Erfindung wird eher durch die beigefügten
Ansprüche als die vorstehende Beschreibung angegeben, und
alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Bereichs
und der Entsprechung der Ansprüche liegen, sollen in ihr
enthalten sein.
Die vorliegende Erfindung richtet sich darauf, kompakte
Systeme und Verfahren zur Erzeugung und Verstärkung von
chirp-modulierten Impulsen bereitzustellen, um ultrakurze
Impulse mit hoher Energie bereitzustellen. Ferner richtet
sich die vorliegende Erfindung darauf, ein kompaktes System,
das in der Herstellung zuverlässig und kosteneffizient ist,
bereitzustellen. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen
können relativ kompakte abstimmbare Laser verwendet werden,
um direkt lange optische chirp-modulierte Impulse zu
erzeugen. Zum Beispiel können kompakte monolithische
Halbleiterlaser, die relativ kleine Abmessungen haben (z. B.
Abmessungen kleiner als von Festkörperlasern mit großem
Körper) und die eine relativ schnelle Abstimmung (d. h.
Veränderung) ihrer Emissionswellenlänge während der Erzeugung
eines optischen Impulses zulassen, verwendet werden. Durch
diese Impulsquellen wird jeder Bedarf an Volumen-Komponenten
in dem Resonator von beispielsweise einem modenverkoppelten
Femtosekunden-Laser beseitigt. Die relativ langen optischen
chirp-modulierten Impulse können darauf folgend in mehreren
Verstärkungsstufen verstärkt werden, wobei ihr Energiegehalt
erhöht wird. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann die
Verstärkung in mehreren Stufen durch Unterdrücken der
spontanen Emission zwischen den Stufen erreicht werden.
Danach können die verstärkten Impulse wieder komprimiert
werden.
Claims (24)
1. Gerät zur Erzeugung von gepulster Energie mit hoher
Spitzenleistung, umfassend:
Einrichtungen zum Erzeugen eines abstimmbaren und komprimierbaren Energie-Impulses mit mehreren Wellenlängenbändern durch Abstimmen einer Emissionswellenlänge des Energie-Impulses, wobei die Dauer des Energie-Impulses durch Überlappen der Wellenlängenbänder komprimierbar ist; und
Einrichtungen zum Erhöhen der Spitzenleistung des Energie-Impulses, wobei die Einrichtung zum Erhöhen der Spitzenleistung ferner umfaßt:
Einrichtungen zum Verstärken des Energie-Impulses in mehreren Stufen der Verstärkung, unter Erzeugung eines verstärkten Energie-Impulses; und
Einrichtungen zum Unterdrücken der spontanen Emission zwischen mindestens zwei Stufen der Verstärkungseinrichtung.
Einrichtungen zum Erzeugen eines abstimmbaren und komprimierbaren Energie-Impulses mit mehreren Wellenlängenbändern durch Abstimmen einer Emissionswellenlänge des Energie-Impulses, wobei die Dauer des Energie-Impulses durch Überlappen der Wellenlängenbänder komprimierbar ist; und
Einrichtungen zum Erhöhen der Spitzenleistung des Energie-Impulses, wobei die Einrichtung zum Erhöhen der Spitzenleistung ferner umfaßt:
Einrichtungen zum Verstärken des Energie-Impulses in mehreren Stufen der Verstärkung, unter Erzeugung eines verstärkten Energie-Impulses; und
Einrichtungen zum Unterdrücken der spontanen Emission zwischen mindestens zwei Stufen der Verstärkungseinrichtung.
2. Gerät nach Anspruch 1, ferner umfassend:
Einrichtungen zum Komprimieren des verstärkten Energie- Impulses durch Überlappen der Wellenlängenbänder.
Einrichtungen zum Komprimieren des verstärkten Energie- Impulses durch Überlappen der Wellenlängenbänder.
3. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum
Erzeugen von Energie-Impulsen
eine Energiequelle mit einer Emissionswellenlänge, die in einer Zeitdauer in einem Bereich von einer Picosekunde bis zu mehreren Nanosekunden während der Erzeugung des Energie- Impulses abgestimmt werden kann, umfaßt.
eine Energiequelle mit einer Emissionswellenlänge, die in einer Zeitdauer in einem Bereich von einer Picosekunde bis zu mehreren Nanosekunden während der Erzeugung des Energie- Impulses abgestimmt werden kann, umfaßt.
4. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum
Erzeugen von Energie-Impulsen eine Halbleiterlaser-
Energiequelle und/oder eine optische Faserlaser-Energiequelle
und/oder eine optische Wellenleiter-Laserenergiequelle
umfaßt.
5. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum
Erzeugen von Energie-Impulsen ein abstimmbarer Diodenlaser
mit verteilter Bragg-Reflexion ist, der einen aktiven
Bereich, einen Phasensteuerungsbereich und einen Bragg-
Reflexionsbereich umfaßt.
6. Gerät nach Anspruch 1, wobei die
Verstärkungseinrichtung
einen ersten Energieverstärker zum Empfangen des Energie-Impulses von der Einrichtung zur Erzeugung von Energie-Impulsen und zum Bereitstellen eines ersten verstärkten Ausgangssignals; und
einen zweiten Energie-Verstärker zum Empfangen des ersten verstärkten Ausgangssignals und zum Bereitstellen eines zweiten verstärkten Ausgangssignals umfaßt.
einen ersten Energieverstärker zum Empfangen des Energie-Impulses von der Einrichtung zur Erzeugung von Energie-Impulsen und zum Bereitstellen eines ersten verstärkten Ausgangssignals; und
einen zweiten Energie-Verstärker zum Empfangen des ersten verstärkten Ausgangssignals und zum Bereitstellen eines zweiten verstärkten Ausgangssignals umfaßt.
7. Gerät nach Anspruch 6, ferner umfassend:
Einrichtungen zum Komprimieren des verstärkten Energie- Impulses durch Überlappen der Wellenlängenbänder.
Einrichtungen zum Komprimieren des verstärkten Energie- Impulses durch Überlappen der Wellenlängenbänder.
8. Gerät nach Anspruch 7, wobei der erste und zweite
Energieverstärker seltenerd-dotierte Fasern umfassen und
wobei die Einrichtung zum Unterdrücken der spontanen Emission
eine optische Gate-Einrichtung umfaßt, die mit der
Einrichtung zum Erzeugen der gepulsten Energie synchronisiert
ist.
9. Gerät nach Anspruch 1, wobei die
Verstärkungseinrichtung folgendes umfaßt:
einen ersten Energieverstärker mit einer seltenerd dotierten Faser zum Bereitstellen eines ersten verstärkten Ausgangssignals; und
einen zweiten Energieverstärker mit einer seltenerd dotierten Faser zum Empfangen des ersten verstärkten Ausgangssignals, wobei die Faser des zweiten Energieverstärkers kürzere Länge als die Faser des ersten Energieverstärkers hat, wobei die Impuls-Fortbewegungslänge verringert wird.
einen ersten Energieverstärker mit einer seltenerd dotierten Faser zum Bereitstellen eines ersten verstärkten Ausgangssignals; und
einen zweiten Energieverstärker mit einer seltenerd dotierten Faser zum Empfangen des ersten verstärkten Ausgangssignals, wobei die Faser des zweiten Energieverstärkers kürzere Länge als die Faser des ersten Energieverstärkers hat, wobei die Impuls-Fortbewegungslänge verringert wird.
10. Gerät nach Anspruch 1, wobei die
Verstärkungseinrichtung
mindestens einen Faserverstärker; und
Einrichtungen, um den Energie-Impuls durch den mindestens einen Faserverstärker mehrere Male durchlaufen zu lassen, um die mehreren Stufen der Verstärkung bereitzustellen,
umfaßt.
mindestens einen Faserverstärker; und
Einrichtungen, um den Energie-Impuls durch den mindestens einen Faserverstärker mehrere Male durchlaufen zu lassen, um die mehreren Stufen der Verstärkung bereitzustellen,
umfaßt.
11. Gerät nach Anspruch 10, wobei die Einrichtung zum
Unterdrücken eine optische Gate-Vorrichtung umfaßt, die mit
den mehreren energieerzeugenden Einrichtungen synchronisiert
ist.
12. Gerät nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung zum
Komprimieren mindestens ein Beugungsgitter zum Komprimieren
des verstärkten Energie-Impulses durch Überlappen der
Wellenlängenbänder umfaßt.
13. Gerät nach Anspruch 12, wobei die Einrichtung zum
Komprimieren mindestens ein Paar Beugungsgitter umfaßt.
14. Gerät nach Anspruch 12, wobei die Einrichtung zum
Komprimieren ein Paar Beugungsgitter umfaßt, die in einer
Anordnung mit negativer Dispersion angeordnet sind, um die
lineare Chirp-Modulation der verstärkten Impulsenergie zu
kompensieren.
15. Gerät zum Erzeugen von gepulster Energie mit hoher
Spitzenleistung, umfassend:
Einrichtungen zum Erzeugen eines komprimierbaren Energie-Impulses mit mehreren Wellenlängenbändern, wobei die Dauer des Energie-Impulses durch Überlappen der Wellenlängenbänder komprimierbar ist;
Einrichtungen zum Abstimmen einer Emissionswellenlänge der Einrichtung zum Erzeugen des Energie-Impulses während der Erzeugung des Energie-Impulses; und
Einrichtungen zum Erhöhen der Spitzenleistung des Energie-Impulses, wobei die Einrichtung zum Erhöhen der Spitzenleistung ferner folgendes umfaßt:
Einrichtungen zum Verstärken des Energie-Impulses in mehreren Stufen der Verstärkung unter Erzeugung eines verstärkten Energie-Impulses;
Einrichtungen zum Unterdrücken der spontanen Emission zwischen mindestens zwei Stufen der Verstärkungseinrichtung; und
Einrichtungen zum Komprimieren des verstärkten Energie- Impulses durch Überlappen der Wellenlängenbänder.
Einrichtungen zum Erzeugen eines komprimierbaren Energie-Impulses mit mehreren Wellenlängenbändern, wobei die Dauer des Energie-Impulses durch Überlappen der Wellenlängenbänder komprimierbar ist;
Einrichtungen zum Abstimmen einer Emissionswellenlänge der Einrichtung zum Erzeugen des Energie-Impulses während der Erzeugung des Energie-Impulses; und
Einrichtungen zum Erhöhen der Spitzenleistung des Energie-Impulses, wobei die Einrichtung zum Erhöhen der Spitzenleistung ferner folgendes umfaßt:
Einrichtungen zum Verstärken des Energie-Impulses in mehreren Stufen der Verstärkung unter Erzeugung eines verstärkten Energie-Impulses;
Einrichtungen zum Unterdrücken der spontanen Emission zwischen mindestens zwei Stufen der Verstärkungseinrichtung; und
Einrichtungen zum Komprimieren des verstärkten Energie- Impulses durch Überlappen der Wellenlängenbänder.
16. Gerät nach Anspruch 15, wobei die Einrichtung zum
Erzeugen von Energie-Impulsen ein abstimmbarer Diodenlaser
mit verteilter Bragg-Reflexion ist, welcher einen aktiven
Bereich, einen Phasensteuerungsbereich und einen Bragg-
Reflexionsbereich umfaßt.
17. Gerät nach Anspruch 16, wobei die
Verstärkungseinrichtung folgendes umfaßt:
einen ersten Energieverstärker mit einer seltenerd dotierten Faser zum Bereitstellen eines ersten verstärkten Ausgangssignals; und
einen zweiten Energieverstärker mit einer seltenerd dotierten Faser zum Empfangen des ersten verstärkten Ausgangssignals, wobei die Faser des zweiten Energieverstärkers kürzer als die Faser des ersten Energieverstärkers ist, wobei die Impuls-Fortbewegungslänge verringert wird.
einen ersten Energieverstärker mit einer seltenerd dotierten Faser zum Bereitstellen eines ersten verstärkten Ausgangssignals; und
einen zweiten Energieverstärker mit einer seltenerd dotierten Faser zum Empfangen des ersten verstärkten Ausgangssignals, wobei die Faser des zweiten Energieverstärkers kürzer als die Faser des ersten Energieverstärkers ist, wobei die Impuls-Fortbewegungslänge verringert wird.
18. Gerät nach Anspruch 17, wobei die Einrichtung zum
Unterdrücken ferner eine optische Gate-Vorrichtung umfaßt,
die mit der Einrichtung zum Erzeugen von gepulster Energie
synchronisiert ist.
19. Gerät nach Anspruch 15, wobei die Einrichtung zum
Verstärken von Energie-Impulsen
mindestens einen Energieverstärker; und
Einrichtungen, um den Energie-Impuls durch den mindestens einen Energieverstärker mehrere Male durchlaufen zu lassen, um die mehreren Stufen der Verstärkung bereitzustellen,
umfaßt.
mindestens einen Energieverstärker; und
Einrichtungen, um den Energie-Impuls durch den mindestens einen Energieverstärker mehrere Male durchlaufen zu lassen, um die mehreren Stufen der Verstärkung bereitzustellen,
umfaßt.
20. Verfahren zur Erzeugung von gepulster Energie mit
hoher Spitzenleistung, umfassend die folgenden Schritte:
Abstimmen einer Emissionswellenlänge einer Einrichtung zum Erzeugen von Energie-Impulsen, wobei komprimierbare Energie-Impulse mit mehreren Wellenlängenbändern bereitgestellt werden;
Verstärken des Energie-Impulses unter Verwendung mehrerer Stufen der Verstärkung unter Erzeugung eines verstärkten Energie-Impulses; und Unterdrücken der spontanen Emission -zwischen den mindestens zwei Verstärkungsstufen.
Abstimmen einer Emissionswellenlänge einer Einrichtung zum Erzeugen von Energie-Impulsen, wobei komprimierbare Energie-Impulse mit mehreren Wellenlängenbändern bereitgestellt werden;
Verstärken des Energie-Impulses unter Verwendung mehrerer Stufen der Verstärkung unter Erzeugung eines verstärkten Energie-Impulses; und Unterdrücken der spontanen Emission -zwischen den mindestens zwei Verstärkungsstufen.
21. Verfahren nach Anspruch 20, ferner umfassend einen
Schritt zum:
Komprimieren des verstärkten Energie-Impulses durch Überlappen der Wellenlängenbänder.
Komprimieren des verstärkten Energie-Impulses durch Überlappen der Wellenlängenbänder.
22. Verfahren nach Anspruch 20, ferner umfassend einen
Schritt zum:
Abstimmen der Emissionswellenlänge der Einrichtung zum Erzeugen von Energie-Impulsen in einer Zeitdauer in einem Bereich von einer Picosekunde bis zu mehreren Nanosekunden während der Erzeugung des Energie-Impulses.
Abstimmen der Emissionswellenlänge der Einrichtung zum Erzeugen von Energie-Impulsen in einer Zeitdauer in einem Bereich von einer Picosekunde bis zu mehreren Nanosekunden während der Erzeugung des Energie-Impulses.
23. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt zum
Verstärken ferner einen Schritt zum:
Verstärken des Energie-Impulses unter Verwendung einer Vielzahl von seltenerd-dotierten Faserverstärkern umfaßt.
Verstärken des Energie-Impulses unter Verwendung einer Vielzahl von seltenerd-dotierten Faserverstärkern umfaßt.
24. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt zum
Verstärken ferner einen Schritt, um den Energie-Impuls durch
den mindestens einen Energieverstärker mehrere Male
durchlaufen zu lassen, umfaßt, um die mehreren Stufen der
Verstärkung bereitzustellen.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/220,911 US5400350A (en) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Method and apparatus for generating high energy ultrashort pulses |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19512160A1 true DE19512160A1 (de) | 1995-10-05 |
Family
ID=22825528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19512160A Ceased DE19512160A1 (de) | 1994-03-31 | 1995-03-31 | Verfahren und Gerät zur Erzeugung ultrakurzer Impulse mit hoher Energie |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5400350A (de) |
| JP (1) | JPH0846276A (de) |
| DE (1) | DE19512160A1 (de) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7564879B2 (en) | 2005-04-08 | 2009-07-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Laser system |
| US7711013B2 (en) | 2004-03-31 | 2010-05-04 | Imra America, Inc. | Modular fiber-based chirped pulse amplification system |
| DE19619983B4 (de) * | 1995-05-19 | 2011-02-24 | IMRA America, Inc., Ann Arbor | Hochleistungs-Lichtwellenleiter-Verstärkersystem mit zeitproportionaler Frequenzmodulation auf Grundlage von mit seltenen Erden dotierten Mantel-Pumplicht-Lichtwellenleitern |
| DE10124983B4 (de) * | 2000-05-23 | 2013-04-18 | Imra America, Inc. | Modulare hochenergetische breit abstimmbare ultraschnelle Faserquelle |
Families Citing this family (160)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1267397B1 (it) * | 1994-02-22 | 1997-02-05 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento per la generazione di impulsi ottici ultracorti. |
| US5633885A (en) * | 1994-09-29 | 1997-05-27 | Imra America, Inc. | Frequency chirp control and compensation for obtaining broad bandwidth ultrashort optical pulses from wavelength-tunable lasers |
| US5867305A (en) * | 1996-01-19 | 1999-02-02 | Sdl, Inc. | Optical amplifier with high energy levels systems providing high peak powers |
| US5764829A (en) * | 1996-02-26 | 1998-06-09 | Lucent Technologies Inc. | Optical signal shaping device for complex spectral shaping applications |
| US5644424A (en) * | 1996-03-18 | 1997-07-01 | Washington State University Research Foundation | Laser amplifier and method |
| US5847863A (en) * | 1996-04-25 | 1998-12-08 | Imra America, Inc. | Hybrid short-pulse amplifiers with phase-mismatch compensated pulse stretchers and compressors |
| IT1286140B1 (it) * | 1996-07-02 | 1998-07-07 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento e dispositivo per la generazione di impulsi ottici ultracorti. |
| JP2007516600A (ja) * | 1997-03-21 | 2007-06-21 | イムラ アメリカ インコーポレイテッド | 先進材料処理応用のためのピコ秒−ナノ秒パルス用高エネルギ光ファイバ増幅器 |
| US7576909B2 (en) * | 1998-07-16 | 2009-08-18 | Imra America, Inc. | Multimode amplifier for amplifying single mode light |
| US7656578B2 (en) * | 1997-03-21 | 2010-02-02 | Imra America, Inc. | Microchip-Yb fiber hybrid optical amplifier for micro-machining and marking |
| US5870421A (en) * | 1997-05-12 | 1999-02-09 | Dahm; Jonathan S. | Short pulsewidth, high pulse repetition frequency laser system |
| US5848080A (en) * | 1997-05-12 | 1998-12-08 | Dahm; Jonathan S. | Short pulsewidth high pulse repetition frequency laser |
| US6008933A (en) * | 1997-08-19 | 1999-12-28 | Sdl, Inc. | Multiple stage optical fiber amplifier |
| US6108474A (en) * | 1997-12-11 | 2000-08-22 | Lucent Technologies Inc. | Optical pulse compressor for optical communications systems |
| US6081543A (en) * | 1998-05-14 | 2000-06-27 | The Regents Of The University Of Michigan | Stretcher-compressor assembly having a single grating |
| DE19840926B4 (de) * | 1998-09-08 | 2013-07-11 | Hell Gravure Systems Gmbh & Co. Kg | Anordnung zur Materialbearbeitung mittels Laserstrahlen und deren Verwendung |
| US6275512B1 (en) | 1998-11-25 | 2001-08-14 | Imra America, Inc. | Mode-locked multimode fiber laser pulse source |
| FR2795878B1 (fr) * | 1999-06-30 | 2001-09-28 | Photonetics | Source laser avec filtrage integre de l'emission spontanee amplifiee |
| US20060249491A1 (en) * | 1999-09-01 | 2006-11-09 | Hell Gravure Systems Gmbh | Laser radiation source |
| JP2001100145A (ja) | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Sunx Ltd | レーザマーカ |
| DE19964083C2 (de) * | 1999-12-27 | 2002-02-07 | Forschungsverbund Berlin Ev | Laserverstärkersystem mit zeitproportionaler Frequenzmodulation |
| US6281471B1 (en) | 1999-12-28 | 2001-08-28 | Gsi Lumonics, Inc. | Energy-efficient, laser-based method and system for processing target material |
| US7838794B2 (en) | 1999-12-28 | 2010-11-23 | Gsi Group Corporation | Laser-based method and system for removing one or more target link structures |
| US20040134894A1 (en) * | 1999-12-28 | 2004-07-15 | Bo Gu | Laser-based system for memory link processing with picosecond lasers |
| US6340806B1 (en) | 1999-12-28 | 2002-01-22 | General Scanning Inc. | Energy-efficient method and system for processing target material using an amplified, wavelength-shifted pulse train |
| US7723642B2 (en) * | 1999-12-28 | 2010-05-25 | Gsi Group Corporation | Laser-based system for memory link processing with picosecond lasers |
| US20060141681A1 (en) * | 2000-01-10 | 2006-06-29 | Yunlong Sun | Processing a memory link with a set of at least two laser pulses |
| US20030222324A1 (en) * | 2000-01-10 | 2003-12-04 | Yunlong Sun | Laser systems for passivation or link processing with a set of laser pulses |
| US7671295B2 (en) * | 2000-01-10 | 2010-03-02 | Electro Scientific Industries, Inc. | Processing a memory link with a set of at least two laser pulses |
| US6834134B2 (en) * | 2000-04-11 | 2004-12-21 | 3M Innovative Properties Company | Method and apparatus for generating frequency modulated pulses |
| US7190705B2 (en) | 2000-05-23 | 2007-03-13 | Imra America. Inc. | Pulsed laser sources |
| US7088756B2 (en) | 2003-07-25 | 2006-08-08 | Imra America, Inc. | Polarization maintaining dispersion controlled fiber laser source of ultrashort pulses |
| US6570704B2 (en) * | 2001-03-14 | 2003-05-27 | Northrop Grumman Corporation | High average power chirped pulse fiber amplifier array |
| US6972268B2 (en) * | 2001-03-29 | 2005-12-06 | Gsi Lumonics Corporation | Methods and systems for processing a device, methods and systems for modeling same and the device |
| DE10134150A1 (de) * | 2001-07-13 | 2003-01-30 | Heidelberger Druckmasch Ag | Vorrichtung zur Ausbildung von Näpfchen in einer Druckform für den Tiefdruck |
| US6603600B2 (en) * | 2001-11-21 | 2003-08-05 | Coherent, Inc. | Chirped pulse amplification method and apparatus |
| US6741388B2 (en) * | 2001-12-13 | 2004-05-25 | The Regents Of The University Of California | Coherent white light amplification |
| US6870664B2 (en) * | 2001-12-13 | 2005-03-22 | The Regents Of The University Of California | Nondegenerate optical parametric chirped pulse amplifier |
| US6791743B2 (en) * | 2001-12-13 | 2004-09-14 | The Regents Of The University Of California | High average power scaling of optical parametric amplification through cascaded difference-frequency generators |
| US6873454B2 (en) | 2001-12-13 | 2005-03-29 | The Regents Of The University Of California | Hybrid chirped pulse amplification system |
| US7218443B2 (en) * | 2003-02-25 | 2007-05-15 | Toptica Photonics Ag | Generation of tunable light pulses |
| US7224518B2 (en) * | 2003-02-25 | 2007-05-29 | Toptica Photonics Ag | Fiber-optic amplification of light pulses |
| US7330301B2 (en) | 2003-05-14 | 2008-02-12 | Imra America, Inc. | Inexpensive variable rep-rate source for high-energy, ultrafast lasers |
| US7361171B2 (en) * | 2003-05-20 | 2008-04-22 | Raydiance, Inc. | Man-portable optical ablation system |
| US7113327B2 (en) * | 2003-06-27 | 2006-09-26 | Imra America, Inc. | High power fiber chirped pulse amplification system utilizing telecom-type components |
| US7143769B2 (en) * | 2003-08-11 | 2006-12-05 | Richard Stoltz | Controlling pulse energy of an optical amplifier by controlling pump diode current |
| US20050038487A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-02-17 | Richard Stoltz | Controlling pulse energy of an optical amplifier by controlling pump diode current |
| US9022037B2 (en) * | 2003-08-11 | 2015-05-05 | Raydiance, Inc. | Laser ablation method and apparatus having a feedback loop and control unit |
| US8173929B1 (en) | 2003-08-11 | 2012-05-08 | Raydiance, Inc. | Methods and systems for trimming circuits |
| US8921733B2 (en) | 2003-08-11 | 2014-12-30 | Raydiance, Inc. | Methods and systems for trimming circuits |
| US7367969B2 (en) * | 2003-08-11 | 2008-05-06 | Raydiance, Inc. | Ablative material removal with a preset removal rate or volume or depth |
| US7115514B2 (en) * | 2003-10-02 | 2006-10-03 | Raydiance, Inc. | Semiconductor manufacturing using optical ablation |
| WO2005057737A2 (en) * | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Optical Air Data Systems, Lp | Very high power pulsed fiber laser |
| US7413847B2 (en) * | 2004-02-09 | 2008-08-19 | Raydiance, Inc. | Semiconductor-type processing for solid-state lasers |
| US7486705B2 (en) | 2004-03-31 | 2009-02-03 | Imra America, Inc. | Femtosecond laser processing system with process parameters, controls and feedback |
| US7804864B2 (en) | 2004-03-31 | 2010-09-28 | Imra America, Inc. | High power short pulse fiber laser |
| US20050254035A1 (en) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Chromaplex, Inc. | Multi-photon lithography |
| US20060000814A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-05 | Bo Gu | Laser-based method and system for processing targeted surface material and article produced thereby |
| US20060279793A1 (en) * | 2004-07-30 | 2006-12-14 | Hell Gravure Systems Gmbh | Printing form processing with a plurality of engraving tool tracks forming lines |
| US7508853B2 (en) | 2004-12-07 | 2009-03-24 | Imra, America, Inc. | Yb: and Nd: mode-locked oscillators and fiber systems incorporated in solid-state short pulse laser systems |
| US7349452B2 (en) * | 2004-12-13 | 2008-03-25 | Raydiance, Inc. | Bragg fibers in systems for the generation of high peak power light |
| US20060191884A1 (en) * | 2005-01-21 | 2006-08-31 | Johnson Shepard D | High-speed, precise, laser-based material processing method and system |
| WO2006088841A1 (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Ultra-fast laser system |
| US8135050B1 (en) | 2005-07-19 | 2012-03-13 | Raydiance, Inc. | Automated polarization correction |
| US7245419B2 (en) * | 2005-09-22 | 2007-07-17 | Raydiance, Inc. | Wavelength-stabilized pump diodes for pumping gain media in an ultrashort pulsed laser system |
| US7308171B2 (en) * | 2005-11-16 | 2007-12-11 | Raydiance, Inc. | Method and apparatus for optical isolation in high power fiber-optic systems |
| US7436866B2 (en) | 2005-11-30 | 2008-10-14 | Raydiance, Inc. | Combination optical isolator and pulse compressor |
| US8618470B2 (en) * | 2005-11-30 | 2013-12-31 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Laser based identification of molecular characteristics |
| US8232687B2 (en) * | 2006-04-26 | 2012-07-31 | Raydiance, Inc. | Intelligent laser interlock system |
| US7444049B1 (en) * | 2006-01-23 | 2008-10-28 | Raydiance, Inc. | Pulse stretcher and compressor including a multi-pass Bragg grating |
| US8189971B1 (en) | 2006-01-23 | 2012-05-29 | Raydiance, Inc. | Dispersion compensation in a chirped pulse amplification system |
| US9130344B2 (en) * | 2006-01-23 | 2015-09-08 | Raydiance, Inc. | Automated laser tuning |
| US20070215575A1 (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Bo Gu | Method and system for high-speed, precise, laser-based modification of one or more electrical elements |
| US7822347B1 (en) | 2006-03-28 | 2010-10-26 | Raydiance, Inc. | Active tuning of temporal dispersion in an ultrashort pulse laser system |
| JP5165210B2 (ja) * | 2006-04-18 | 2013-03-21 | 三菱電機株式会社 | Ｑスイッチレーザ装置 |
| JP5611584B2 (ja) * | 2006-04-18 | 2014-10-22 | イ−エスアイ−パイロフォトニクスレーザーズ インコーポレイテッド | チューナブルパルスレーザ源用の方法およびシステム |
| US8084706B2 (en) * | 2006-07-20 | 2011-12-27 | Gsi Group Corporation | System and method for laser processing at non-constant velocities |
| US7428253B2 (en) * | 2006-09-29 | 2008-09-23 | Pyrophotonics Lasers Inc. | Method and system for a pulsed laser source emitting shaped optical waveforms |
| US7742511B2 (en) * | 2006-09-29 | 2010-06-22 | Pyrophotonics Lasers Inc. | Method and system for a pulsed laser source emitting shaped optical waveforms |
| KR100840057B1 (ko) * | 2006-12-06 | 2008-06-19 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 레이저 장치 |
| US7796654B2 (en) * | 2007-01-18 | 2010-09-14 | Pyrophotonics Lasers Inc. | Seed source for high power optical fiber amplifier |
| JP5476576B2 (ja) * | 2007-03-12 | 2014-04-23 | 独立行政法人情報通信研究機構 | バーストモードエルビウム添加ファイバ増幅器 |
| US7724787B2 (en) * | 2007-04-18 | 2010-05-25 | Pyrophotonics Lasers Inc. | Method and system for tunable pulsed laser source |
| US20090078343A1 (en) * | 2007-09-24 | 2009-03-26 | Atlas Copco Secoroc Llc | Earthboring tool and method of casehardening |
| US7903326B2 (en) | 2007-11-30 | 2011-03-08 | Radiance, Inc. | Static phase mask for high-order spectral phase control in a hybrid chirped pulse amplifier system |
| CN102016601A (zh) * | 2008-04-30 | 2011-04-13 | 奥普提克艾尔数据系统有限公司 | 激光多普勒速度计 |
| FR2930851B1 (fr) * | 2008-05-05 | 2016-03-18 | Amplitude Technologies | Dispositif d'amplification d'impulsions lumineuses ultra-breves de forte energie |
| US20090289382A1 (en) * | 2008-05-22 | 2009-11-26 | Raydiance, Inc. | System and method for modifying characteristics of a contact lens utilizing an ultra-short pulsed laser |
| US7817681B2 (en) * | 2008-06-26 | 2010-10-19 | Corning Incorporated | Pulse stretching optical fiber and related systems and methods |
| US8353369B2 (en) * | 2008-08-06 | 2013-01-15 | Atlas Copco Secoroc, LLC | Percussion assisted rotary earth bit and method of operating the same |
| US8125704B2 (en) * | 2008-08-18 | 2012-02-28 | Raydiance, Inc. | Systems and methods for controlling a pulsed laser by combining laser signals |
| EP2211430A3 (de) * | 2009-01-23 | 2015-05-27 | Board of Trustees of Michigan State University | Laserautokorrelationssystem |
| US8861075B2 (en) | 2009-03-05 | 2014-10-14 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Laser amplification system |
| US8964801B2 (en) * | 2009-06-11 | 2015-02-24 | Esi-Pyrophotonics Lasers, Inc. | Method and system for stable and tunable high power pulsed laser system |
| US8890025B2 (en) | 2009-09-24 | 2014-11-18 | Esi-Pyrophotonics Lasers Inc. | Method and apparatus to scribe thin film layers of cadmium telluride solar cells |
| WO2011037787A1 (en) * | 2009-09-24 | 2011-03-31 | Esi-Pyrophotonics Lasers, Inc. | Method and apparatus to scribe a line in a thin film material using a burst of laser pulses with beneficial pulse shape |
| JP2013512111A (ja) * | 2009-11-30 | 2013-04-11 | イ−エスアイ−パイロフォトニクス レーザーズ インコーポレイテッド | 一連のレーザパルスを用いて薄膜にラインをスクライブするための方法及び装置 |
| EP2531861A1 (de) * | 2010-02-05 | 2012-12-12 | Catch The Wind, Inc. | Hochdichte windgeschwindigkeitsdatenerfassung für eine windturbine |
| WO2012037465A1 (en) | 2010-09-16 | 2012-03-22 | Raydiance, Inc. | Laser based processing of layered materials |
| US8554037B2 (en) | 2010-09-30 | 2013-10-08 | Raydiance, Inc. | Hybrid waveguide device in powerful laser systems |
| DE102010052085A1 (de) | 2010-11-16 | 2012-05-16 | Ayhan Demircan | Photonisches Bauelement zur rein-optischen Kontrolle und Manipulation von optischen Impulsen |
| JP2013065804A (ja) * | 2010-12-20 | 2013-04-11 | Gigaphoton Inc | レーザ装置およびそれを備える極端紫外光生成システム |
| US8787410B2 (en) | 2011-02-14 | 2014-07-22 | Imra America, Inc. | Compact, coherent, high brightness light sources for the mid and far IR |
| US8508723B2 (en) | 2011-02-14 | 2013-08-13 | Optical Air Data Systems, Llc | Laser wind velocimeter with multiple radiation sources |
| JP5799538B2 (ja) * | 2011-03-18 | 2015-10-28 | セイコーエプソン株式会社 | テラヘルツ波発生装置、カメラ、イメージング装置、計測装置および光源装置 |
| JP2012199425A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Gigaphoton Inc | マスタオシレータ、レーザシステム、およびレーザ生成方法 |
| EP2756562A4 (de) | 2011-09-14 | 2015-06-17 | Fianium Inc | Verfahren und vorrichtung für gepulste picosekunden-faserlaser |
| US8879051B2 (en) | 2011-12-23 | 2014-11-04 | Optical Air Data Systems, Llc | High power laser doppler velocimeter with multiple amplification stages |
| US8908160B2 (en) | 2011-12-23 | 2014-12-09 | Optical Air Data Systems, Llc | Optical air data system suite of sensors |
| US8961181B2 (en) | 2011-12-23 | 2015-02-24 | Optical Air Data Systems, Llc | LDV system for improving the aim of a shooter |
| US8767291B2 (en) | 2012-03-16 | 2014-07-01 | Kla-Tencor Corporation | Suppression of parasitic optical feedback in pulse laser systems |
| WO2014079478A1 (en) | 2012-11-20 | 2014-05-30 | Light In Light Srl | High speed laser processing of transparent materials |
| US9701564B2 (en) | 2013-01-15 | 2017-07-11 | Corning Incorporated | Systems and methods of glass cutting by inducing pulsed laser perforations into glass articles |
| EP2754524B1 (de) | 2013-01-15 | 2015-11-25 | Corning Laser Technologies GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum laserbasierten Bearbeiten von flächigen Substraten, d.h. Wafer oder Glaselement, unter Verwendung einer Laserstrahlbrennlinie |
| EP2781296B1 (de) | 2013-03-21 | 2020-10-21 | Corning Laser Technologies GmbH | Vorrichtung und verfahren zum ausschneiden von konturen aus flächigen substraten mittels laser |
| CN103427320B (zh) * | 2013-08-29 | 2016-03-30 | 无锡天镭激光科技有限公司 | 一种近红外波长可调谐全正色散飞秒光纤激光器 |
| US10203399B2 (en) | 2013-11-12 | 2019-02-12 | Big Sky Financial Corporation | Methods and apparatus for array based LiDAR systems with reduced interference |
| US9634464B2 (en) * | 2013-11-13 | 2017-04-25 | Danmarks Tekniske Universitet | Method for generating a compressed optical pulse |
| US9815730B2 (en) | 2013-12-17 | 2017-11-14 | Corning Incorporated | Processing 3D shaped transparent brittle substrate |
| US10293436B2 (en) | 2013-12-17 | 2019-05-21 | Corning Incorporated | Method for rapid laser drilling of holes in glass and products made therefrom |
| US11556039B2 (en) | 2013-12-17 | 2023-01-17 | Corning Incorporated | Electrochromic coated glass articles and methods for laser processing the same |
| US10442719B2 (en) | 2013-12-17 | 2019-10-15 | Corning Incorporated | Edge chamfering methods |
| US9687936B2 (en) | 2013-12-17 | 2017-06-27 | Corning Incorporated | Transparent material cutting with ultrafast laser and beam optics |
| US9701563B2 (en) | 2013-12-17 | 2017-07-11 | Corning Incorporated | Laser cut composite glass article and method of cutting |
| US20150165560A1 (en) | 2013-12-17 | 2015-06-18 | Corning Incorporated | Laser processing of slots and holes |
| US9850160B2 (en) | 2013-12-17 | 2017-12-26 | Corning Incorporated | Laser cutting of display glass compositions |
| US9676167B2 (en) | 2013-12-17 | 2017-06-13 | Corning Incorporated | Laser processing of sapphire substrate and related applications |
| US9360554B2 (en) | 2014-04-11 | 2016-06-07 | Facet Technology Corp. | Methods and apparatus for object detection and identification in a multiple detector lidar array |
| JP2017521259A (ja) | 2014-07-08 | 2017-08-03 | コーニング インコーポレイテッド | 材料をレーザ加工するための方法および装置 |
| EP3169476A1 (de) | 2014-07-14 | 2017-05-24 | Corning Incorporated | Schnittstellenblock, system und verfahren zum schneiden eines transparenten substrats mit einem wellenlängenbereich mit solch einem schnittstellenblock |
| EP3169635B1 (de) | 2014-07-14 | 2022-11-23 | Corning Incorporated | Verfahren und system zur herstellung von perforationen |
| JP2017530867A (ja) * | 2014-07-14 | 2017-10-19 | コーニング インコーポレイテッド | 長さおよび直径の調節可能なレーザビーム焦線を用いて透明材料を加工するためのシステムおよび方法 |
| US10335902B2 (en) | 2014-07-14 | 2019-07-02 | Corning Incorporated | Method and system for arresting crack propagation |
| US9617180B2 (en) | 2014-07-14 | 2017-04-11 | Corning Incorporated | Methods and apparatuses for fabricating glass articles |
| US10047001B2 (en) | 2014-12-04 | 2018-08-14 | Corning Incorporated | Glass cutting systems and methods using non-diffracting laser beams |
| WO2016115017A1 (en) | 2015-01-12 | 2016-07-21 | Corning Incorporated | Laser cutting of thermally tempered substrates using the multi photon absorption method |
| US10036801B2 (en) | 2015-03-05 | 2018-07-31 | Big Sky Financial Corporation | Methods and apparatus for increased precision and improved range in a multiple detector LiDAR array |
| JP7292006B2 (ja) | 2015-03-24 | 2023-06-16 | コーニング インコーポレイテッド | ディスプレイガラス組成物のレーザ切断及び加工 |
| KR20170131638A (ko) | 2015-03-27 | 2017-11-29 | 코닝 인코포레이티드 | 가스 투과성 유리창 및 이의 제작방법 |
| CN107835794A (zh) | 2015-07-10 | 2018-03-23 | 康宁股份有限公司 | 在挠性基材板中连续制造孔的方法和与此相关的产品 |
| CN105428984A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-23 | 上海交通大学 | 准参量啁啾脉冲放大器 |
| US9866816B2 (en) | 2016-03-03 | 2018-01-09 | 4D Intellectual Properties, Llc | Methods and apparatus for an active pulsed 4D camera for image acquisition and analysis |
| EP3957611A1 (de) | 2016-05-06 | 2022-02-23 | Corning Incorporated | Transparente substrate mit verbesserten seiteoberfläschen |
| US10410883B2 (en) | 2016-06-01 | 2019-09-10 | Corning Incorporated | Articles and methods of forming vias in substrates |
| US10794679B2 (en) | 2016-06-29 | 2020-10-06 | Corning Incorporated | Method and system for measuring geometric parameters of through holes |
| WO2018022476A1 (en) | 2016-07-29 | 2018-02-01 | Corning Incorporated | Apparatuses and methods for laser processing |
| EP3507057A1 (de) | 2016-08-30 | 2019-07-10 | Corning Incorporated | Laserbearbeitung von transparenten materialien |
| KR102078294B1 (ko) | 2016-09-30 | 2020-02-17 | 코닝 인코포레이티드 | 비-축대칭 빔 스폿을 이용하여 투명 워크피스를 레이저 가공하기 위한 기기 및 방법 |
| US11542190B2 (en) | 2016-10-24 | 2023-01-03 | Corning Incorporated | Substrate processing station for laser-based machining of sheet-like glass substrates |
| US10752534B2 (en) | 2016-11-01 | 2020-08-25 | Corning Incorporated | Apparatuses and methods for laser processing laminate workpiece stacks |
| US10688599B2 (en) | 2017-02-09 | 2020-06-23 | Corning Incorporated | Apparatus and methods for laser processing transparent workpieces using phase shifted focal lines |
| US11078112B2 (en) | 2017-05-25 | 2021-08-03 | Corning Incorporated | Silica-containing substrates with vias having an axially variable sidewall taper and methods for forming the same |
| US10580725B2 (en) | 2017-05-25 | 2020-03-03 | Corning Incorporated | Articles having vias with geometry attributes and methods for fabricating the same |
| US10626040B2 (en) | 2017-06-15 | 2020-04-21 | Corning Incorporated | Articles capable of individual singulation |
| US11554984B2 (en) | 2018-02-22 | 2023-01-17 | Corning Incorporated | Alkali-free borosilicate glasses with low post-HF etch roughness |
| US11323105B2 (en) | 2018-06-15 | 2022-05-03 | Fermi Research Alliance, Llc | Method and system for arbitrary optical pulse generation |
| US11133637B2 (en) | 2018-10-26 | 2021-09-28 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Apparatus and method for tunable frequency parametric down-conversion of high peak power lasers through dual chirp pulse mixing |
| CN110535014B (zh) * | 2019-08-02 | 2021-05-14 | 苏州众为光电有限公司 | 一种波长可调谐中红外锁模光纤激光器 |
| CN111307956B (zh) * | 2019-12-19 | 2023-08-01 | 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所 | 一种基于线性调频信号的导波信号激励电路 |
| GB2598775A (en) * | 2020-09-14 | 2022-03-16 | Coherent Scotland Ltd | 780 nm ultrashort-pulsed fiber laser |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4037901A1 (de) * | 1990-11-28 | 1992-06-04 | Lambda Physik Gmbh | Verfahren zum steuern der gesamtenergiemenge einer vielzahl von laserpulsen |
| US5095487A (en) * | 1990-12-14 | 1992-03-10 | The University Of Rochester | System for generating pluralities of optical pulses with predetermined frequencies in a temporally and spatially overlapped relationship |
| US5260954A (en) * | 1992-10-29 | 1993-11-09 | The Unived States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Pulse compression and prepulse suppression apparatus |
-
1994
- 1994-03-31 US US08/220,911 patent/US5400350A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-03-31 JP JP7100178A patent/JPH0846276A/ja active Pending
- 1995-03-31 DE DE19512160A patent/DE19512160A1/de not_active Ceased
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19619983B4 (de) * | 1995-05-19 | 2011-02-24 | IMRA America, Inc., Ann Arbor | Hochleistungs-Lichtwellenleiter-Verstärkersystem mit zeitproportionaler Frequenzmodulation auf Grundlage von mit seltenen Erden dotierten Mantel-Pumplicht-Lichtwellenleitern |
| DE10124983B4 (de) * | 2000-05-23 | 2013-04-18 | Imra America, Inc. | Modulare hochenergetische breit abstimmbare ultraschnelle Faserquelle |
| US9819142B2 (en) | 2000-05-23 | 2017-11-14 | Imra America, Inc. | Modular, high energy, widely-tunable ultrafast fiber source |
| US7711013B2 (en) | 2004-03-31 | 2010-05-04 | Imra America, Inc. | Modular fiber-based chirped pulse amplification system |
| US8873594B2 (en) | 2004-03-31 | 2014-10-28 | Imra America, Inc. | Modular fiber-based chirped pulse amplification system |
| US7564879B2 (en) | 2005-04-08 | 2009-07-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Laser system |
| DE112005001423B4 (de) * | 2005-04-08 | 2015-05-28 | Mitsubishi Electric Corp. | Lasersystem |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0846276A (ja) | 1996-02-16 |
| US5400350A (en) | 1995-03-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE19512160A1 (de) | Verfahren und Gerät zur Erzeugung ultrakurzer Impulse mit hoher Energie | |
| DE19619983B4 (de) | Hochleistungs-Lichtwellenleiter-Verstärkersystem mit zeitproportionaler Frequenzmodulation auf Grundlage von mit seltenen Erden dotierten Mantel-Pumplicht-Lichtwellenleitern | |
| DE10124983B4 (de) | Modulare hochenergetische breit abstimmbare ultraschnelle Faserquelle | |
| DE19531059B4 (de) | Optische Impulsverstärkung mittels eines chirp-modulierten Faser-Bragg-Gitters | |
| DE69735903T2 (de) | Optische Verstärker mit hoher Spitzenleistung und hoher Energie | |
| DE19956739B4 (de) | Modenverkoppelte Multimoden-Faserlaserimpulsquelle und Verfahren | |
| DE602005003148T2 (de) | Faserverstärker zur Erzeugung von Femtosekundenpulsen in einer Monomodenfaser | |
| DE19642925B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung ultrakurzer Impulse mit einstellbaren Repetitionsraten von passiv modenverkoppelten Faserlasern | |
| DE102012219977B4 (de) | Mit nichtlinear erzeugtem Licht gepumpte oder angeregte optische Verstärkungseinrichtung | |
| DE19812203A1 (de) | Quasi-phasenangepaßtes parametrisches Chirpimpulsverstärkungssystem | |
| EP2147488B1 (de) | Abstimmbarer laser | |
| EP0569353B1 (de) | Lithiumniobat-wellenleiterstrukturen mit seltene-erde-dotierung | |
| DE19510432A1 (de) | Verfahren und Gerät zur Steuerung der Laser-Emissionswellenlänge unter Ausnutzung nichtlinearer Effekte | |
| DE112005000710T5 (de) | Modulares faserbasiertes Chirped-Puls-Verstärkersystem | |
| DE60015431T2 (de) | Quelle von optischen Pulsen und Verfahren zur Kompression optischer Pulse | |
| WO2022135910A1 (de) | Passiv modengekoppelter faseroszillator und lasereinrichtung mit einem solchen faseroszillator | |
| DE102017107358A1 (de) | Laserverstärkersystem | |
| DE4301031A1 (de) | Optischer Mikrowellen-Generator | |
| DE102006056334B4 (de) | Faser-Laser-Anordnung mit regenerativer Impulsverstärkung und Verfahren | |
| EP4264755A1 (de) | Passiv modengekoppelter faseroszillator und lasereinrichtung mit einem solchen faseroszillator | |
| EP1775806B1 (de) | Verfahren zur Erzeugung zeitlich rechteckiger Ultrakurzpulse | |
| WO2004068657A1 (de) | Regenerativer verstärker mit resonatorinterner dispersionskompensation ind seed-impuls ohne positiver dispersion | |
| EP2807710B1 (de) | Vorrichtung zur erzeugung von lichtpulsen | |
| WO2011157386A1 (de) | Lasersystem mit spektraler filterung | |
| WO2024013094A1 (de) | Passiv modengekoppelter faseroszillator, laservorrichtung und nichtlineares cpa-verstärkungssystem mit einem solchen faseroszillator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8131 | Rejection |