CN105119134A - 用于种子可中止的脉冲光纤激光放大器的快速选通的算法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了用于种子可中止的脉冲光纤激光放大器的快速选通的算法。放大种子激光脉冲的脉冲光纤激光器包括泵浦激光器驱动器，其在种子脉冲被中止的时间段期间产生预燃电流并且产生与稳态脉冲放大相关联的正向电流。通过适当选择预燃电流，种子脉冲系列的启动产生具有适合的功率变化的脉冲至脉冲输出功率。

Description

用于种子可中止的脉冲光纤激光放大器的快速选通的算法
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年3月13日提交的美国临时申请No.61/952659的优先权的权益，通过引用的方式将该美国临时申请的全部内容并入本文中。
技术领域
本公开内容涉及脉冲光纤激光器和放大器。
背景技术
光纤放大器可以用于放大种子激光脉冲，并且产生具有各种功率、脉冲持续时间、以及可变脉冲重复率的输出脉冲。因此光纤放大器允许光脉冲被配置为用于各种材料加工应用。不幸的是，如果种子脉冲放大被中止，则新脉冲序列的启动往往会产生具有不太适用于激光加工的不同脉冲功率的脉冲。
发明内容
在一些示例中，激光器系统包括种子激光器和被放置以接收来自种子激光器的光脉冲的掺杂光纤。泵浦激光器耦合到掺杂光纤，以便向掺杂光纤传输泵浦光辐射来产生光增益。脉冲控制器耦合到种子激光器以发出启动种子脉冲系列的信号，并且耦合到泵浦激光器以便在启动种子激光器光脉冲时将泵浦激光器驱动电流从预燃电流切换至正向电流。预燃电流被选择为产生用于种子激光脉冲系列的第一种子激光脉冲的增益，其对应于与被暴露于利用正向电流产生的种子脉冲系列相关联的饱和增益。在代表性实施例中，存储器存储预燃电流值，并且可编程逻辑被配置为基于所存储的预燃电流值来获得预燃电流值。在其它示例中，可编程逻辑被配置为使用存储在存储器中的两个或更多预燃电流值来基于插值法获得一个或多个预燃电流值。可编程逻辑基于平均功率来获得预燃电流值，并且在一些示例中，基于脉冲重复率、脉冲能量、脉冲持续时间、以及脉冲功率的至少其中之一来获得预燃电流值。在一些实施例中，预燃电流被选择为使脉冲序列中的第一脉冲具有处于利用选定的正向泵浦电流所产生的稳态脉冲功率的±10％的范围内的脉冲功率。在典型示例中，有源光纤是铒、镱、钕、镝、镨或铥掺杂的单模光纤。在一些应用中，放置工件台来保持基板，以便接收脉冲系列。
激光器系统包括泵浦激光器驱动器，其被耦合以向泵浦激光器可切换地提供正向驱动电流和预燃驱动电流。激光器系统控制器启动种子激光脉冲序列并且在泵浦激光器驱动器处传递预燃电流与正向电流之间的切换。在代表性示例中，激光器系统控制器耦合到存储器并且基于预燃电流数据库来建立预燃电流。在又一实施例中，预燃电流被选择为使启动脉冲序列中的第一脉冲和所有后续脉冲具有处于稳态脉冲功率的至少±10％、至少±5％、或至少±1％的范围内的脉冲功率。在又一示例中，数模转换器接收与预燃电流相关联的数字值，并且将数字值转换成模拟值，以使对应的模拟值耦合到泵浦激光器驱动器。在附加的示例中，激光器系统控制器通过检索两个或更多预燃电流和平均功率值对并且基于所检索的值进行插值来确定选定的预燃电流。
方法包括向光纤放大器的泵浦激光器施加预燃电流、以及启动种子脉冲系列并且将种子脉冲引导到光纤放大器。泵浦激光器电流从预燃电流切换至与启动种子脉冲系列相关联的正向电流。在一些示例中，泵浦激光器电流在启动种子脉冲系列之前或在启动种子脉冲系列之后进行切换。在其它示例中，基于存储的预燃电流值或基于存储的预燃电流值之间的插值来确定预燃电流。在其它代表性示例中，基于期望的脉冲输出功率来选择所施加的预燃电流。在又一示例中，与预燃电流和正向电流相关联的放大的种子脉冲系列被引导到工件。
根据以下具体实施方式，技术的前述和其它目的、特征和优点将变得更加显而易见，参考附图来描述具体实施方式。
附图说明
图1是包括种子激光器和光纤放大器的脉冲光纤激光器系统的框图。
图2示出了在种子脉冲产生或放大被中止的时间段之后，在启动种子脉冲系列时将泵浦激光器电流从预燃电流切换至正向电流的激光器系统控制器。
图3示出了包含针对选定的功率电平的预燃电流的代表性数据表。
图4示出了包括针对相应输出功率的数据表集的附加数据阵列，其中，每个数据表集包括针对多个脉冲持续时间的数据表。
图5是基于所测量的预燃电流值的作为输出功率的函数的预燃电流的曲线图。
图6A-8B示出了用于获取预燃电流值的代表性数据测量。
图9示出了获取预燃电流数据表的代表性方法。
图10示出了在将泵浦激光器驱动从预燃电流切换到正向电流时的激光脉冲功率。
图11示出适用于获取预燃电流值的装置和基于这种值的激光器系统操作。
图12示出了使用预燃电流产生光脉冲的方法。
图13示出了简化的放大器/种子激光器系统。
图14是与所公开的方法和装置一起使用的代表性计算系统或其它可编程逻辑单元的框图。
图15示出了选择正向电流和预燃电流的代表性方法。
具体实施方式
如在本申请和权利要求中所用的，单数形式“一”和“该”包括复数形式，除非上下文另有明确说明。另外，术语“包括”表示“包含”，此外，术语“耦合”不排除在耦合的项之间存在中间元件。
本文描述的系统、装置和方法不应当被解释为以任何方式进行限制。相反，本公开内容涉及所有新颖的和非显而易见的特征以及各种公开的实施例的方面，它们采用彼此独立的形式以及彼此之间的各种组合和子组合的形式。所公开的系统、方法和装置不限于任何特定方面或特征或其组合，所公开的系统、方法和装置也不要求存在任何一个或多个特定优点或要解决的问题。操作的任何理论是为了方便说明，但是所公开的系统、方法和装置不限于这种操作理论。
尽管为方便介绍，所公开的方法中的一些的操作是以特定、顺序的次序描述的，但是应当理解，该描述方式包括重新排列，除非以下用特定语言阐述了特定顺序是必需的。例如，顺序描述的操作可能在一些情况下被重新排列或同时执行。此外，为简单起见，附图可能没有示出所公开的系统、方法和装置可以与其它系统、方法和装置结合使用的各种方式。另外，描述有时使用如“生产”和“提供”之类的术语来描述所公开的方法。这些术语是所执行的实际操作的高级别抽象。对应于这些术语的实际操作将依赖于特定实施方式而变化，并且容易由本领域的普通技术人员辨别。
在一些示例中，值、过程或装置被称为“最低”、“最佳”、“最小”等。应当领会，这种描述旨在指示能够在许多所使用的功能替代物之间进行选择，并且这种选择不必是更好、更小、或在其它情况下优于其它选择。
一些示例涉及种子激光器和种子脉冲。如本文所使用的，种子激光脉冲是种子激光器的输出，其被引导到光放大器或光振荡器，用于进行放大。种子激光脉冲通常被选择为等于或近似于光放大器或光振荡器的增益带宽的最大值。尽管一些示例描述了种子脉冲和随后的放大，但是种子脉冲可以用于没有额外放大的一些应用。下面描述的示例基于激光二极管和掺杂光纤、以及相关联的波长和波长范围。基于固态或其它光增益材料可以使用其它类型的激光器和光放大器。例如，基于固态激光介质片段的微片激光器可以用作种子激光器。典型的种子激光脉冲持续时间在1ps与100ns之间并且在对应于分离的单脉冲到100MHz的重复率下产生。在下面的示例中，基于激光二极管，供应DC和脉冲电流以泵浦激光二极管，以便作为掺杂光纤的种子或泵浦掺杂光纤。这种电流被称为驱动电流或泵浦电流。对于其它激光器系统，不同类型的泵浦是必要的。
在许多应用中，激光脉冲被施加到各种基板以执行烧蚀、非烧蚀、或其它类型的加工。施加激光脉冲系列，并且然后中断激光脉冲直到需要激光脉冲。当不需要脉冲时，中断激光脉冲的产生是有效的。然而，当脉冲被重新启动，优选的是新系列中的初始脉冲具有与随后的脉冲大体上相同的特性。对于其中种子激光脉冲被放大以产生工作脉冲的光纤激光器系统，在脉冲被中断或中止时，放大器的增益不被种子脉冲降低。作为结果，放大器增益可以增长，以使后续系列的初始脉冲具有比后续脉冲多的脉冲能量。如果放大器增益被降低来避免这些大初始脉冲能量，则初始脉冲将具有过小的能量，并且可能需要一定时间来使放大器增益返回到较高操作值。在一些系统中，在不需要脉冲以降低放大器的过度激励的风险的时间期间，种子脉冲保持活性。作为结果，工作脉冲可能在不期望的时间期间产生并且具有不期望的特性，例如小于合适值的峰值功率或流量(fluence)。
下面描述的示例总体上包括一个或多个有源掺杂光纤前置放大器或放大器，其被串联布置以通过放大来自种子激光器的种子脉冲来产生输出激光脉冲。光纤前置放大器和放大器通常包括掺杂有诸如铒、镱、钕、镝、镨或铥之类的一种或多种稀土元素的一定长度的光纤。光纤通常是单模光纤，但也可以被设计成具有大纤芯(即，纤芯直径可达10μm、15μm、20μm、30μm、50μm或更多)。有源掺杂光纤也可以是偏振保持光纤。在掺杂光纤中通过利用一个或多个半导体激光器进行泵浦来方便地建立增益。在一些情况下，激光二极管辐射耦合到有源光纤的一端或两端。种子激光器可以是微片激光器、半导体激光器、或在有源掺杂光纤的增益带宽内产生光脉冲的其它激光器。
如本文所用的，饱和增益或饱和光增益是指响应于被放大的种子激光脉冲系列而在泵浦光纤放大器中实现的光增益。在一些情况下，还需要种子激光脉冲系列中的一些脉冲来将增益减少至对应于饱和增益的值。在典型示例中，饱和增益对应于在被暴露于冗长的种子脉冲系列之后利用被称为正向电流的激光二极管电流来进行泵浦的掺杂光纤中产生的增益。光辐射、激光脉冲等是指波长在100nm与10μm之间、并且通常波长由光纤掺杂剂来设定的传播电磁辐射。
参考图1，脉冲光纤激光器系统100包括种子激光器102，其将种子激光脉冲引导到第一光纤放大器104和第二光纤放大器110以产生工作光束。第一光纤放大器104包括一个或多个泵浦激光二极管108，其将一个或多个光束中的泵浦辐射引导到掺杂光纤106。第二光纤放大器110包括一个或多个泵浦激光二极管114，其将一个或多个光束中的泵浦辐射引导到掺杂光纤112。如果需要的话，可以提供额外的放大器以增大增益。为方便起见，系列中的最终放大器有时被称为功率放大器，而其它放大器被称为前置放大器。
控制器(例如基于微处理器的控制器)120耦合到种子激光器102，用于选择种子脉冲功率、脉冲重复率(PRF)、脉冲持续时间、或其它种子脉冲特性。另外，控制器120可以启用、启动或禁用种子脉冲的产生。控制器120还耦合到模拟多路复用器(MUX)122、126，它们分别耦合到与第一光纤放大器104和第二光纤放大器110相关联的数模转换器(DAC)121、125。MUX122将诸如分别存储在存储器部分123A、123B中的预燃电流或正向电流的泵浦激光电流的选定值(或相关联值)从DAC121引导到泵浦二极管108，以便在泵浦激光器108中建立预燃电流或正向电流。MUX126从DAC125引导到诸如分别存储在存储器部分127A、127B中的预燃电流或正向电流的泵浦激光电流的选定值(或相关联值)，以便在泵浦激光器114中建立预燃电流或正向电流。
在与种子脉冲的持续(或接近持续)接收相关联的时间段内，正向电流通常被选择为在放大级输出处或直接在工作光束中产生适合的输出脉冲。在这种时间段，放大器增益可以经由泵浦激光功率来设定，以在选定的PRF下产生具有适合的脉冲能量、脉冲功率、或平均功率的工作光束。在这些时间段期间，光纤放大器光增益通常由于种子脉冲而被减小。
在与从没有接收到种子脉冲的关断状态到接收到重复种子脉冲的激活状态的转换相关联的时间段内，预燃电流通常被选择为在放大级输出处或直接在工作光束中产生适合的输出脉冲。在这种时间段内，放大器增益可以经由泵浦激光器驱动电流来设定，以在与从低功率(或零功率)工作光束到较高(或正常)工作光束功率的转换相对应的初始脉冲(或初始脉冲组)中在选定的PRF下产生具有适合的脉冲能量、脉冲功率、或平均功率的工作光束。在没有接收到种子脉冲(或低功率种子脉冲)的时间段期间，光纤放大器光增益通常被设定为使初始脉冲具有期望的脉冲能量/功率。在与从序列的最终种子脉冲被接收的接通状态到没有种子脉冲被接收的关断状态的转换相关联的时间段内，预燃电流还可以被选择为在放大级输出处或直接在工作光束中产生适合的输出脉冲。在最实际的示例中，预燃电流被提供到一个或多个放大级，以使最初脉冲和最终脉冲是令人满意的。预燃电流通常比正向电流小，并且被选择为避免不期望的激光振荡或其它工作光束输出。
多于一个预燃电流或正向电流可以被施加到泵浦激光器以限定泵浦激光从关断状态到接通状态的转换。参考图2，DAC202被耦合以基于存储在存储器部分204、205、206中的对应的预燃电流和正向电流分配来建立预燃电流和正向电流值。这些值从DAC202耦合到MUX211，并且控制器210耦合到MUX211，以使得可以由泵浦驱动器212产生正向电流或预燃电流的选定值。可以提供多个预燃电流和/或正向电流，并且从激光器系统关断状态到接通状态的转换可以与在转换时间段期间耦合所存储的电流值(预燃或正向电流)的序列相关联。正向电流的数量N在图2中示意性示出，但是无论有或没有多个正向电流值，都可以使用额外的预燃电流值(即，在种子脉冲启动之前施加的电流值)。泵浦激光器220从泵浦驱动器212接收由控制器210引导的选定的泵浦电流。控制器210还耦合到启动种子激光器216中的脉冲的脉冲发生器214。掺杂光纤230接收来自泵浦激光器220的泵浦辐射(在预燃或正向电流值下)和来自种子激光器216的种子脉冲。在没有种子脉冲的情况下，控制器220选择预燃电流值，并且在产生种子脉冲时，控制器220选择正向电流值。
适合的预燃电流值和正向电流值可以基于脉冲测量来建立。图3示出了存储在存储器中的针对选定的功率电平的代表性数据表300。脉冲宽度数据表302、304、306包括针对选定输出功率的各种PRF和脉冲持续时间的预燃电流值和正向电流值。(可以获得针对选定的输出脉冲能量的类似的数据表)。如下面详细描述的，可以通过观察作为泵浦激光功率的函数的关断/接通转换时的激光脉冲输出来确定预燃电流。图4示出了包括针对相应输出功率的数据表集402、404、406的附加数据阵列400，其中，每个数据表集包括针对多个脉冲持续时间的数据表。对于PRF和脉冲持续时间被固定的示例，针对若干输出功率的预燃电流的测量值是足够的。通常，可以记录几个PRF、脉冲持续时间、和输出功率，并且针对其它值的预燃电流可以根据测量值由插值法获得。在一些实施例中，获得了针对感兴趣的每个固定脉冲持续时间/PRF组合的数据表，并且激光功率电平与正向电流相关联。然后可以基于正向电流值或选定的激光功率来获得预燃电流。
图5是基于在相应输出功率P1、P2、P3处获得的所测量的预燃电流值S1、S2、S3的作为输出功率的函数的预燃电流的曲线图。对于图5的曲线图，PRF和脉冲持续时间Tpulse是固定的。对于预燃电流与输出功率之间的更复杂的关系，可以采集附加数据或可以将更复杂的插值程序用于测量结果不可用的所获得的值。在一些示例中，使用了正向电流到预燃电流的查找表，但是可以使用存储在数据表中的各种输入参数或者基于这种数据的插值来获得预燃电流。
图6A-8B示出了用于获取预燃电流值的代表性数据测量。对于图6A-8B中的所有图，PRF、正向电流Ifwd、稳态脉冲峰值功率Pss、以及脉冲持续时间是常数。出于说明的目的，光脉冲振幅(脉冲功率)被示出为垂直线——实际脉冲形状将不同。在这些图中的时间尺度上，脉冲可以显示为脉冲状。光脉冲序列在TSTART处被启动，此时激光泵浦电流从预燃值转换为正向值。参考图6A-6B，对于第一预燃电流Isimmer1，启动种子脉冲时的初始脉冲功率PSTART超过稳态脉冲峰值功率PSS周围的目标功率范围ΔP。功率范围ΔP可以是稳态脉冲峰值功率PSS的±20％、10％、5％、2％、1％、或0.5％。参考图7A-7B，对于第二预燃电流Isimmer2，启动种子脉冲时的初始脉冲功率PSTART低于稳态脉冲峰值功率PSS周围的目标功率范围ΔP。参考图8A-8B，对于第三预燃电流Isimmer3，启动种子脉冲时的初始脉冲功率PSTART在目标功率范围ΔP内，并且该预燃电流可以被存储以包含在数据表中。然而，在一些情况下，新启动的脉冲系列的第一少量脉冲可以位于选定的目标功率范围ΔP以外，并且预燃电流被选择为使这些第一少量脉冲更接近稳态脉冲功率。
参考图9，获取预燃电流数据表的代表性方法900包括：在902处选择激光输出参数，例如PRF、平均功率、峰值功率或脉冲持续时间。在903处，针对选定的功率来选择正向电流。在904处，预燃电流随固定的正向电流而变化，并且激光输出脉冲功率被测量。在906处，选择预燃电流以使初始脉冲或脉冲序列中的脉冲具有在预定范围内的适合的功率。这可以通过示波器数据的目视检查或其它程序来完成。替代地，预燃电流被选择为提供对应于脉冲序列的稳态或近似稳态部分的饱和增益的增益。在908处，将适合的预燃电流存储在存储器设备中(连同在902处选择的其它激光特性)。在910处，确定是否要获得额外的预燃电流值。如果需要更多数据，则方法900返回至902，否则，数据获取在912处结束。
图10示出将泵浦激光器驱动从预燃电流切换至正向电流时的激光脉冲功率。如图10所示，输出脉冲功率发生变化并且该变化可以用于调整或建立预燃电流。通常，脉冲功率变化是在目标功率PSS周围的ΔP范围内。参考图11，适合于获取预燃电流值的装置1100(以及基于这种值的操作)包括种子激光器1102，其耦合到包括掺杂光纤1106和泵浦激光器1108的光纤放大器1104。分束器或光纤耦合器1112发送工作光束并将工作光束的一部分引导到光电探测器1114。光电探测器输出耦合到缓冲放大器1116并且然后耦合到纹波/过冲/脉冲振幅分析器1118。在一些示例中，分析器1118被配置为基于初始脉冲峰值功率或峰值功率的纹波或过冲来确定预燃电流是否令人满意。控制系统1132耦合到分析器1118并且耦合到模拟开关1130，以便基于分别由DAC1120、1122产生的值来将耦合到泵浦激光器1108的泵浦激光器电流切换到预燃电流值或正向电流值。基于分析器1118的确定，控制系统1132还可以在存储器中存储或检索预燃电流值或正向电流值。图11仅示出单个光纤放大器，但是可以以串联或并联方式耦合两个、三个或更多光纤放大器。
参考图12，产生光脉冲的方法1200包括：在1202处接收关于选定的脉冲序列的构造指令。在一些示例中，从数据库1204中检索脉冲参数，该数据库包括PRF、脉冲持续时间、脉冲功率和平均功率的适合的组合。在1206处，查询数据表以寻找预燃电流的适合值。在1207处如果寻找到该值，则在1208处存储预燃电流值。否则，在1210处检索预燃电流的相邻或其它值，并且在1212处对所检索的值进行插值来寻找在1208处存储的预燃电流值。在1216处，查询数据表1204以寻找正向电流的适合值。在1218处如果寻找到该值，则在1220处存储正向电流值。否则，在1222处检索正向电流的相邻或其它值，并且在1224处对检索到的值进行插值来寻找1220处存储的正向电流值。在1226处，泵浦激光器驱动电流被设定为选定的预燃电流，以等待信号来启动脉冲发生。
参考图13，简化的放大器/种子激光系统包括将输出种子脉冲耦合到有源光纤1306的种子激光器1304。泵浦激光器驱动器1310将预燃电流或正向电流引导到将泵浦光束耦合到有源光纤1306的泵浦激光二极管1312。控制器1302与泵浦激光器驱动器1310进行通信以便选择适当的泵浦激光器驱动电流，并且控制器1302与种子激光器1304进行通信以便启动、控制或终止种子脉冲的产生。通常，在启动脉冲序列时，将泵浦激光器驱动电流从预燃电流切换到正向电流。控制器1302还被耦合到种子激光器1304来控制脉冲产生，并且与预燃/正向电流值协调。
图14和以下论述旨在提供示例性计算环境的简短、通用描述，在该计算环境中可以实施所公开的技术。尽管不要求，但是在计算机可执行指令的一般语境中描述了所公开的技术，计算机可执行指令例如是由个人计算机(PC)、专用处理器、或其它数字处理系统或可编程逻辑单元执行的程序模块。通常，程序模块包括执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。此外，所公开的技术可以利用其它计算机系统构造来实施，所述其它计算机系统构造包括手持设备、多处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子产品、网络PC、小型计算机、大型计算机、专用处理器、现场可编程门阵列、复杂可编程逻辑器件、片上系统等。所公开的技术还可以在分布式计算环境中实践，在该计算环境中任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储设备中。
参考图14，用于实施所公开的技术的示例性系统包括计算设备1400，其包括一个或多个处理单元1402、系统存储器1404、以及将包括系统存储器1404的各种系统部件耦合到一个或多个处理单元1402的系统总线1406。系统总线1406可以是若干类型的总线结构中的任一种，总线结构包括存储器总线或存储器控制器、外围总线、以及使用各种总线架构中的任一种的本地总线。示例性系统存储器1404包括只读存储器(ROM)1408和随机存取存储器(RAM)1410。包含帮助计算设备1400内的元件之间的信息传递的基本例程的基本输入/输出系统(BIOS)1412被存储在ROM1408中。
示例性计算设备1400还包括一个或多个存储设备1430，例如用于从硬盘读取和向硬盘写入的硬盘驱动器、用于从可移动磁盘读取或向可移动磁盘写入的磁盘驱动器、以及用于从可移动光盘(例如CD-ROM或其它光学介质)读取或向可移动光盘写入的光盘驱动器。这种存储设备可以分别通过硬盘驱动器接口、磁盘驱动器接口、以及光驱动器接口而连接到系统总线1406。驱动器及其相关联的计算机可读介质为计算设备1400提供计算机可读指令、数据结构、程序模块和其它数据的非易失性存储。由PC访问的可以存储数据的其它类型的非暂态计算机可读介质，例如磁带盒、闪存卡、数字视频盘、CD、DVD、RAM、ROM等也可以用于示例性操作环境中。如图14所示，计算设备1400耦合到一个或多个数模转换器(DAC)1441，以使适合的激光器电流被提供到激光泵浦二极管，以便在激光器系统1442中建立增益和/或功率电平。模数转换器(A/D)1443耦合到总线1406以使诸如光脉冲功率的数据值可以被存储为数字值。在一些情况下，不存储选定的重复率、输出功率、脉冲宽度或其它激光输出特性所需的电流值，并且对一个或多个存储的值进行插值，以获得适合的电流值。如图14所示，数据表存储在存储器1410A中，插值指令存储在存储器1410B中，并且用于设定PRF、功率、脉冲宽度、为数据表获取数据值的激光器控制指令存储在存储器1410A中，验证操作以及其它功能存储在存储器1410C中。
多个程序模块(或数据)可以存储在包括操作系统、一个或多个应用程序、其它程序模块和程序数据的存储设备1430中。用户可以通过诸如键盘和指向设备(例如鼠标)之类的一个或多个输入设备1440来向计算设备1400输入命令和信息。其它输入设备可以包括数码相机、麦克风、操纵杆、游戏垫、卫星天线、扫描仪等。这些和其它输入设备通常通过耦合到系统总线1406的串行端口接口而连接到一个或多个处理单元1402，但是可以通过诸如并行端口、游戏端口、或通用串行总线(USB)之类的其它接口来连接。监视器1446或其它类型的显示设备也经由诸如视频适配器之类的接口而连接到系统总线1406。如果需要，可以将一些或全部数据和指令传递到远程计算机1460。
参考图15，选择正向电流和预燃电流的方法包括：在1502处获得与激光脉冲序列相关联的值。在1504处，基于所获得的值来选择用于泵浦激光器驱动器的适合的正向电流。在1506处，基于正向电流来选择预燃电流。在1508处，激光器系统使用选定的正向电流和预燃电流来进行操作。
考虑到可以应用所公开的技术的原理的很多可能的实施例，应当认识到所示实施例仅是优选实施例并且不应被视为限制性的。我们要求落在所附权利要求的范围和精神内的全部方案作为我们的发明。

Claims (25)

1.一种激光器系统，包括：
种子激光器；
掺杂光纤，其被布置为接收来自所述种子激光器的光脉冲；
泵浦激光器，其耦合到所述掺杂光纤，以便向所述掺杂光纤传送泵浦光辐射来产生光增益；以及
脉冲控制器，其耦合到所述种子激光器，以发送启动种子脉冲系列的信号，并且所述脉冲控制器耦合到所述泵浦激光器，以便在启动所述种子激光器光脉冲时将泵浦激光器驱动电流从预燃电流切换到正向电流，其中，所述预燃电流被选择为产生用于种子激光脉冲系列中的第一种子激光脉冲的增益，所述增益对应于与被暴露于利用正向电流所产生的所述种子脉冲系列相关联的饱和增益。
2.根据权利要求1所述的激光器系统：还包括
存储预燃电流值的存储器；以及
被配置为基于所存储的预燃电流值来获得预燃电流值的可编程逻辑。
3.根据权利要求2所述的激光器系统，其中，所述可编程逻辑被配置为使用存储在所述存储器中的两个或更多预燃电流值来基于插值法获得所述预燃电流值。
4.根据权利要求3所述的激光器系统，其中，所述可编程逻辑基于脉冲重复率、脉冲功率、脉冲持续时间、脉冲能量、以及平均功率的至少其中之一来获得所述预燃电流值。
5.根据权利要求1所述的激光器系统，其中，所述预燃电流被选择为使脉冲序列中的第一脉冲具有处于利用选定的正向电流所产生的稳态脉冲功率的±10％范围内的脉冲功率。
6.根据权利要求1所述的激光器系统，其中，有源光纤是铒、镱、钕、镝、镨、或铥掺杂的单模光纤。
7.根据权利要求1所述的激光器系统，其中，所述脉冲控制器耦合到所述种子激光器以发出停止种子脉冲产生的信号，并且所述脉冲控制器耦合到所述泵浦激光器，以便将泵浦激光器驱动电流从所述正向电流切换到与停止所述种子激光器的光脉冲相关联的所述预燃电流。
8.根据权利要求1所述的激光器系统，还包括：数模转换器，其接收与所述正向电流或所述预燃电流相关联的数字值；以及模拟多路复用器，其耦合到选择所述正向电流或所述预燃电流的所述控制器。
9.根据权利要求1所述的激光器系统，还包括：
存储预燃电流值的存储器；以及
被配置为基于存储在所述存储器中的两个或更多预燃电流和平均功率对来获得预燃电流值的可编程逻辑。
10.根据权利要求1所述的激光器系统，还包括：
存储预燃电流值的存储器；以及
被配置为基于所存储的预燃电流值来获得预燃电流值的处理器。
11.一种激光加工系统，包括：
工件台；以及
根据权利要求1所述的激光器系统，其中，所述激光器系统被放置以将基于放大的脉冲系列的激光光束引导到放置在所述工件台处的基板。
12.一种激光器系统，包括：
泵浦激光器驱动器，其被耦合以可切换地提供正向驱动电流和预燃驱动电流；以及
激光器系统控制器，其启动种子激光脉冲序列并且传递所述泵浦激光器驱动器中的从预燃电流到正向电流的切换。
13.根据权利要求12所述的激光器系统，其中，所述激光器系统控制器耦合到存储器并且基于预燃电流数据库来建立所述预燃电流。
14.根据权利要求13所述的激光器系统，其中，所述预燃电流和所述正向电流被选择为使启动的脉冲序列中的第一脉冲具有处于稳态脉冲功率的至少±10％、至少±5％、或至少±1％范围内的脉冲功率。
15.根据权利要求14所述的激光器系统，还包括：数模转换器，其接收与所述预燃电流相关联的数字值，并且将所述数字值转换成模拟值，以使所述预燃电流由所述泵浦激光器驱动器来提供。
16.根据权利要求15所述的激光器系统，其中，所述激光器系统控制器通过检索两个或更多预燃电流值并且基于所检索的值进行插值来确定选定的预燃电流。
17.根据权利要求16所述的激光器系统，其中，所述选定的预燃电流是基于两个或更多预燃电流/平均功率对来确定的，并且基于所检索的值和期望的稳态平均功率来进行插值。
18.一种方法，包括：
向光纤放大器的泵浦激光器施加预燃电流；
启动种子脉冲系列并且将种子脉冲引导到所述光纤放大器；以及
将泵浦激光器电流从所述预燃电流切换到与启动所述种子脉冲系列相关联的正向电流。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述泵浦激光器电流在启动所述种子脉冲系列之前进行切换。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述泵浦激光器电流在启动所述种子脉冲系列之后进行切换。
21.根据权利要求18所述的方法，还包括：基于所存储的预燃电流值来确定所述预燃电流。
22.根据权利要求18所述的方法，还包括：基于所存储的预燃电流值之间的插值来确定所述预燃电流值。
23.根据权利要求18所述的方法，其中，基于期望的平均输出功率或脉冲输出功率来选择所施加的预燃电流。
24.根据权利要求18所述的方法，其中，基于期望的正向电流来选择所施加的预燃电流。
25.根据权利要求18所述的方法，还包括：将与所述预燃电流和所述正向电流相关联的放大的种子脉冲系列引导到工件。
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