CN109314362B - 色散匹配单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种色散匹配单元(5)，其用于具有光谱宽度的电磁辐射、尤其用于激光脉冲，所述色散匹配单元包括具有至少一个色散元件(7A，7B)的装置，所述至少一个色散元件用于在通过电磁辐射与所述至少一个色散元件(7A，7B)的两个交互作用区域限界的角色散区域(8)中产生角色散，在所述角色散区域中，所述电磁辐射的各个光谱分量对应相互成一角度延伸的光学路径(8A，8B，8C)。此外，所述色散匹配单元(5)具有布置在所述角色散区域(8)中的光学单元(4)，所述光学单元具有透射所述电磁辐射的光学元件(11)、尤其透射所述电磁辐射的、平面平行的光学(玻璃)板(11)，所述光学元件引起所述电磁辐射的各个光谱分量在所述各个光谱分量在所述光学单元(11)之前和在所述光学单元(11)之后的传播方面的入射角相关的平行偏移。

Description

色散匹配单元
技术领域
本发明涉及一种用于在具有脉冲压缩器单元和/或脉冲扩展器单元的脉冲式激光系统中的色散匹配的单元。此外，本发明涉及一种用于在这种色散匹配单元中对色散进行精细调节的途径。
背景技术
激光脉冲具有光谱宽度，所述光谱宽度确定激光脉冲的可实现的最小持续时间。所基于的频谱越宽，激光脉冲的脉冲持续时间可以越小。但是，穿过的材料的色散(在此称为材料色散)和必要时自相位调制(Selbstphasenmodulation)在大的峰值功率的情况下通常导致光谱分量的扩散，从而如果想要防止激光脉冲的扩散或者使其逆转，则尤其对于具有皮秒范围内和更短的脉冲持续时间的短的和超短的激光脉冲进行光学路径的色散匹配。抵消脉冲持续时间的色散展宽的光学结构在此称为脉冲压缩器单元。这种色散匹配单元的示例包括基于光栅对或棱镜对的压缩器单元(简称：光栅压缩器或棱镜压缩器)，所述压缩器单元在此利用激光脉冲的光谱分量的称为角色散的扇形化
Figure BDA0001906118820000011
以便产生不同的光学路径长度。
此外，放大的脉冲尤其可能导致高强度，所述高强度此外可能引起例如放大器激光介质中的非线性效应，例如自聚焦。这种非线性光学效应可能对射束质量和脉冲质量以及相应地对整个放大过程产生不利影响。相应地，如此设计放大器配置，使得要么放大经主动扩展的激光脉冲、要么在放大过程期间进行脉冲延长。这种色散匹配单元的光学结构在此称为脉冲扩展器单元，所述色散匹配单元实现激光脉冲的脉冲持续时间的色散展宽。这种色散匹配单元的示例包括例如基于光栅对或棱镜对的扩展器单元(简称：光栅扩展器或棱镜扩展器)，其例如具有集成的透镜系统，所述扩展器单元利用与后来使用的脉冲压缩器单元相反的角色散。此外，例如可以通过具有用于脉冲展宽的相应色散特性的材料——例如通过可能具有集成的(线性调频)光纤布拉格光栅的光纤——引导激光脉冲。
在光栅压缩器或棱镜压缩器和光栅扩展器或棱镜扩展器的情况下的基本参数是光谱扇形化的程度。这例如取决于所使用的光栅的光栅常数或所使用的棱镜的折射率。通常，通过光栅或棱镜的间距可以调节色散，这确定由于角色散而产生的路径长度差异。在光栅压缩器或光栅扩展器的情况下，通过衍射累积的相有助于色散。通常适用的是：可以越好地补偿色散，脉冲持续时间就可以越接近光谱可实现的脉冲持续时间。脉冲持续时间越短，在压缩时就可以考虑色散的越大的阶数。为了精细调节，还可以使用定位在光路中的薄玻璃板，所述薄玻璃板可以通过材料色散来使光路的色散特性可调节。
通常，在所谓的CPA(线性调频脉冲放大)的情况下使用上述的用于脉冲展宽和脉冲压缩的方案，以便产生具有高脉冲能量的超短脉冲。因此，例如为了借助光纤激光系统产生(超)短脉冲，通常对光纤激光器的输入激光脉冲在时间上进行扩展(例如在基于光纤的扩展器中或在光栅扩展器中)，在光纤放大器单元中进行放大并且接下来在时间上进行压缩(例如在光栅压缩器中)。在工具机的情况下，用于产生(超)短脉冲的相似结构例如可以基于盘式激光系统。通常需要非常精确且技术要求高的压缩，以便使光谱分量的色散扩散逆转。
在现有技术中，已知用于例如在光栅压缩器中的精确色散控制的各种方案。WO2015/117128 A1和US 7,822,347 B1例如公开如下方案：其中，通过扩展器的或压缩器的光栅间距调节脉冲持续时间的变化并且附加地借助“线性调频的”FBG(光纤布拉格光栅)精细调节脉冲持续时间的变化。由US 7,729,045 B2以及由US 8,780,440 B2已知另外的方案。此外，DE 102010 018967 A1公开一种具有基于材料色散的色散补偿的OPO系统，其中，一个(或两个)玻璃板定位在光路中。此外，US 2008/0304127 A1公开一种具有SLM的脉冲整形器，US 6,272,156 B1公开在脉冲式激光射束的基于光导纤维的转化的情况下扩展器/压缩器装置的使用，US 2011/0255563 A1公开一种用于激光系统的脉冲整形器，并且，US 2006/0159137 A1公开一种具有光栅压缩器的脉冲式激光系统。
发明内容
这些公开内容的一方面基于以下任务：在例如基于光栅对和棱镜对的色散匹配单元的情况下提供一种扩展的色散匹配。本发明的另一方面基于以下任务：在这种色散匹配单元的情况下能够实现色散调节，所述色散调节对色散匹配单元之后的射束质量和射束变化过程具有尽可能小的影响并且尤其基于光学部件的可简单控制的调节。
这些任务中的至少一个通过根据权利要求1的色散匹配单元、根据权利要求2的色散匹配单元、根据权利要求18的激光系统和根据权利要求22的用于色散匹配的方法来解决。在从属权利要求中说明扩展方案。
在一个方面，用于具有光谱宽度的电磁辐射、尤其用于激光脉冲的色散匹配单元包括具有至少一个色散元件的装置，所述至少一个色散元件用于在通过所述电磁辐射与所述至少一个色散元件的两个交互作用区域限界的角色散区域中产生角色散，在所述角色散区域中，所述电磁辐射的各个光谱分量对应相互成一角度延伸的光学路径。此外，色散匹配单元具有布置在角色散区域中的光学单元，所述光学单元具有透射电磁辐射的光学元件，所述光学元件引起所述电磁辐射的各个光谱分量在所述各个光谱分量在所述光学单元之前和在所述光学单元之后的传播方面的入射角相关的平行偏移。
在另一方面，用于具有光谱宽度的电磁辐射、尤其用于激光脉冲的色散匹配单元具有至少一对用于产生角色散的色散元件。该对色散元件如此布置，使得在该对色散元件中的色散元件之间，各个光谱分量对应相互成一角度延伸的光学路径。此外，色散匹配单元具有光学元件，该光学元件在光路中布置在色散元件之间并且可旋转地支承，以便调节光学元件关于光路的角度位置。
在另一方面，激光系统具有用于产生光谱宽的激光脉冲的激光脉冲源并且具有借助先前描述的至少一个色散匹配单元的脉冲扩展或脉冲压缩或两者。
此外，激光系统可以具有控制单元和脉冲持续时间测量设备，该脉冲持续时间测量设备用于向控制单元输出脉冲持续时间相关的测量信号，其中，控制单元例如构造用于根据脉冲持续时间相关的测量信号调节光学元件关于光路的角度位置。
在另一方面，一种用于激光脉冲的色散匹配的方法包括以下步骤：通过光谱扇形化来提供角色散份额并且将脉冲式激光束聚集在角色散区域中；在所述角色散区域中提供光学元件，所述光学元件分别提供在所述光学元件中的传播方向，所述传播方向与光谱分量关于所述光学元件的入射表面的入射角相关；改变所述在光学元件中的传播方向和/或传播长度，由此在保持光谱分量的传播方向的情况下对所述角色散份额产生影响。
通过在至少一个色散元件的装置的光谱扇形化的区域中引入可旋转的玻璃板(作为透射电磁辐射的光学元件的例子)例如得出所属的色散匹配单元的色散调节的附加参数。在玻璃板上的与光谱相关的入射角对于不同光谱分量导致在玻璃板中的不同长度的路程并且导致在玻璃板之后的不同的光路。尤其得出各个光谱分量的入射角相关的平行偏移。在此，与通过变化的平行偏移引起的色散变化相比较，折射率的并且因此材料色散变化的光谱相关性在很大程度上可以忽略。
因此，借助可旋转的玻璃板可以修改在(例如光栅/棱镜/棱栅)压缩器中激光脉冲的在时间上的压缩。
为了调节色散，玻璃板例如通过控制单元可旋转地支承。这种布置可以对射束质量具有较少的影响地或不具有影响地实现。通常，可以通过玻璃板(通常用于色散匹配的光学元件)的厚度来选择调节范围或通过旋转来选择色散修改的灵敏度。
此外，借助构造为双楔结构构造的光学元件和/或电光调制器和/或第二声电调制器来引起在色散匹配时对各个光谱分量的光路的相似的影响。
对于角色散的波长/入射角相关的修改的前提条件通常是，在光学单元中提供折射率变化。在空气/氮气的实施的情况下，光学元件的折射率必须相应地不等于1，以便提供入射角相关的折射。
在具有双重通道的例如折叠的光栅压缩机的情况下，平面平行的板例如具有以下优点：使对射束质量的影响最小化。然而，如果例如扩展或压缩小并且对非对称的光路中的射束质量的影响相应地保持得小，则在展开的光栅压缩器中可以仅仅在一侧设置具有光学元件的光学单元。
优选地，光学元件具有如下几何形状：该几何形状尤其使入射的(单色)射束的方向——在假设非垂直入射的情况下——平行偏移。由此，光谱发散区域中的各个光谱分量的传播方向在光学元件之前和在光学元件之后保持不变，从而各个光谱分量的光路之间的角度关系保持不变，但是扇形化的度可以被改变。
光学元件在所使用的光谱范围内是透明的并且通常例如具有平面平行的输入面和输出面。光学元件例如是平面平行的石英板或光学元件的提供平面平行的输入面和输出面的系统。输入面和输出面例如可以是抗反射涂层的，以便避免功率损耗和干扰。
此外，光学单元可以具有两个例如彼此相对可旋转的玻璃板(作为光学元件)，由此，在玻璃板相应的定向的情况下可以实现无射束偏移的零位置，在所述零位置中，基本上仅仅玻璃板的材料色散对色散匹配单元的色散特性作出贡献。此外，光学单元可以包括用于精细调节的薄板和用于粗略调节色散特性的厚板。
在此公开的方案和实施方式可以具有以下优点。可以与色散元件中的一个的运动(例如在用于间距匹配的光栅压缩器中的第二光栅的移位)无关地或者对于其补充地调节脉冲持续时间。例如在光栅压缩器的情况下，射束质量对光栅结构的定向非常敏感。由此，脉冲持续时间的调节需要非常复杂的光栅保持装置，该光栅保持装置应该能够非常精确地移位，而在此不会影响光栅结构的取向。此外，可以通过光学元件的材料厚度(例如几毫米或几厘米的平面平行板的材料厚度)来选择色散匹配对板的旋转的灵敏度并且因此选择激光脉冲的脉冲持续时间的精细调节。例如可以如此选择材料厚度，使得压缩器结构尽可能地稳定和/或通过借助电机或压电元件使光学元件旋转来主动地重新调节或改变脉冲持续时间。通常，相应于所期望的调节范围地选择材料厚度，其中，小的角度变化在厚的光学元件的情况下相比在薄的光学元件的情况下影响更强。此外，双楔配置例如可以使光学元件的初始厚度可调节。此外，在双楔配置的情况下，楔中的至少一个可以与色散元件——例如压缩器的或扩展器的光栅/棱镜/棱栅(多个光栅/棱镜/棱栅)——无关地运动。
通常，在此提出的方案允许：减小对于色散匹配单元所需的结构空间。此外，在没有色散元件(例如光栅/棱镜/棱栅)的平移运动的情况下也可以进行色散调节，从而在调节色散时对射束变化过程尤其仅仅施加小的影响(如果有的话)。
附图说明
在此，公开如下方案：这允许至少部分地改善现有技术中的方面。根据附图由实施方式的以下描述尤其得出另外的特征和其适合性。附图示出：
图1：示出一种激光系统的示意图，所述激光系统具有基于可旋转的玻璃板的用于脉冲持续时间压缩的色散匹配单元(压缩器)；
图2A-2B示出旋转角相关的色散贡献的示例性的计算；
图3A-3D示出在小的光栅常数的情况下，旋转角相关的色散阶数的示例性的计算；
图4A-4B示出强度变化过程的示例性的计算，以便阐述色散匹配；
图5A-5D示出在大的光栅常数的情况下，旋转角相关的色散阶数的示例性的计算；
图6示出强度变化过程的示例性的计算，以便阐述脉冲整形；
图7示出一种基于可旋转的玻璃板的用于脉冲持续时间扩展(扩展器)的色散匹配单元的示意图；
图8A-8C示出具有多个可旋转的用于色散匹配单元的光学元件的光学单元的示例性的构型；
图9示出一种用于色散匹配的方法的示例性的流程图；
图10示出基于双楔结构的用于色散匹配单元的另外的光学单元的示意图；
图11示出一种激光系统的示意图，其具有基于电光调制器的用于脉冲持续时间压缩的色散匹配单元；以及
图12示出一种激光系统的示意图，其具有基于唯一的色散元件的用于脉冲持续时间压缩的色散匹配单元。
具体实施方式
在此描述的方面部分地基于以下认知：通过干预光栅、棱镜或棱栅压缩器(或扩展器)的角色散地扇形化的传播区段，例如存在用于影响色散特性的附加的可能性。在此还已经认识到，通过各个光谱分量的入射角相关的平行偏移可以修改角色散。
以下参照图1根据基于可旋转的玻璃板的用于脉冲持续时间压缩的色散匹配单元描述一种在此公开的用于超短脉冲系统——例如用于通常进行色散匹配的激光系统——的色散匹配的方案。
在图1中，超短脉冲系统1包括用于产生光谱宽的激光脉冲的激光脉冲源3和用于脉冲持续时间压缩的色散匹配单元5，所述色散匹配单元包括以下阐述的光学单元4。激光脉冲源3例如可以构造为激光振荡器或激光振荡器-放大器组合。此外，类似的色散匹配单元(例如参见图7)例如可以在脉冲扩展的范畴内集成在激光脉冲源3中。
在超短脉冲系统1中，给色散匹配单元5供给如下激光脉冲作为输入射束6：所述激光脉冲例如具有1nm和更大的光谱宽度以及0.1μJ和更大的脉冲能量。激光脉冲的光谱宽度决定对光路进行色散匹配的必要性，以便在目的地提供激光脉冲的确定的脉冲形状(强度变化过程)，该激光脉冲具有所期望的、例如尽可能最短的或匹配于加工方法的脉冲持续时间。
色散匹配单元5示例性地以折叠的光栅压缩器的形式构造。光栅压缩器包括以第一光栅7A和第二光栅7B的形式的一对色散元件，所述第一光栅和第二光栅提供光栅与激光辐射的两个交互作用区域。光谱相关的衍射条件在第一光栅7A之后产生角色散。也就是说，在色散元件(光栅7A和7B)之间的角色散区域8内，各个光谱分量的光学路径在扇形化平面中相互成一角度延伸。
在图1中，分别对于中心波长λ0以及更长的波长(λ>λ0)和更短的波长(λ<λ0)示例性地示出光路的三个光学路径8A、8B、8C。不同波长的光学路径8A、8B、8C在扇形化区域8内相互成一角度延伸。第二光栅7B引起：光学路径8A、8B、8C定向/平行化到引起折叠的反射器元件9上。反射器元件9例如是偏转棱镜或屋顶平面镜，从而返回路径经历相同的光学条件，但是例如在高度上偏移，以便能够在分接平面镜10A处实现将输出射束10的经压缩的激光脉冲与输入射束6分离。在图1中，色散元件7A、7B示例性地构造为透射光栅。替代地，例如可以使用反射光栅、棱镜或棱栅。
根据在此公开的方案，色散匹配单元5包括光学单元4，所述光学单元提供用于调节色散的另外的参数。在图1所示的实施方式中，光学单元4作为光学元件例如包括透射的平面平行板11。光学元件也就是说，板11，例如由石英、钇铝石榴石(YAG)、蓝宝石或SF10制成。该光学元件在第一光栅7A与第二光栅7B之间布置在扇形化区域8内。在图1中，板11尺寸过大地示出，以便可以使光学路径的走向更清楚地显示。由于光谱的扇形化，各个波长以不同的角度落在板11的入射表面11A上，在不同长度的光学路径上穿过板11并且在出射表面11B处以变化了的相互间的间距射出，其中，在平面平行的板的情况下，波长之间的角度参考保持不变。相应地，板11引起激光辐射的各个光谱分量在各个光谱分量在板11之前和在板11之后的传播方面的入射角相关的平行偏移。在图1中，光学路径8A、8B、8C的定向相应地借助彼此平行布置的光栅7A、7B实现。
光学单元4还可以包括角度调节设备17，其用于调节板11相对于旋转轴线17A的角度位置。为了操控角度调节设备17，激光系统1还可以具有控制单元13和脉冲持续时间测量设备15。
可以看出，板11的旋转改变在板11中的光学路径和在出射表面11B上波长之间的间距。相应地，旋转影响色散匹配单元5的色散特性，从而可以通过旋转板11来调节输出射束10中的激光脉冲的脉冲持续时间。
与在此描述的方案相反，在先前提及的DE 10 2010 018967 A1中公开的装置基于不布置在光栅之间的玻璃板。因此，在那的结构仅仅具有相比较明显更小的材料色散贡献并且不具有布置在光栅之间的光学元件的附加地改变脉冲持续时间的几何效果，如在此公开的装置的情况下的那样。
在使用与图1相关联地描述的色散匹配单元5的情况下，借助大约1.5mm厚的平面平行的玻璃板可以使脉冲持续时间在200fs至1ps之间变化，而在此没有显著地损害射束质量或脉冲质量。在此，该调准比通过调节压缩器光栅7A、7B之间的间距的传统的调准更可重复且更方便。显然，脉冲持续时间的变化不限于200fs至1ps的范围，而是还可以通过玻璃板的厚度和材料进行选择(在旋转角δ的调节范围给定的情况下)。
以下，一般性地，但示例性地参照图1中所示的实施方式来汇总功能原理。本领域技术人员可以将该功能原理类似地应用到在公开内容的范畴内的后续描述的替代的实施方式上。通过在第一光栅7A处的衍射，不同的光谱分量以不同的角度射到板11上。由此，在板11旋转时光谱分量之间的相位差通过多个效应发生变化：
1.在光学单元中(例如在板11中)的路程对于不同的光谱分量不同。这导致不同的光学路径长度(折射率与波长的相关性在大多数的配置中可忽略)并且因此导致相位差。在板11的情况下，相位差例如取决于该板在光路中的取向，也就是说，通常取决于中心波长在板11上的入射角。
2.通过不同的入射角，光谱分量在从板11射出时获得不同大小的射束偏移。由此，在板11转动时以下可以发生变化：
a)对于不同的光谱分量，在板11与第二交互作用区域(在光栅7B处的入射区域)之间的路程；
b)在第二交互作用区域(在光栅7B处的入射区域)处的射束的尺寸(也就是说，扇形)并且因此第二色散元件(光栅7B)的相位贡献；以及
c)对于不同的光谱分量，在第二色散元件(光栅7B)与反射元件9之间的路程。
在图2A和2B中，对于玻璃板示出这些效应对不同的光谱分量之间的相位差的贡献或所述色散的贡献。图2A和2B说明在考虑先前阐述的对功能原理的贡献的情况下相位
Figure BDA0001906118820000091
Figure BDA0001906118820000092
的β2系数。根据玻璃板的旋转角说明β2系数，其中，图2B放大地示出在围绕玻璃板的0°位置的区域中的贡献。在0°位置，中心波长垂直地射到玻璃板上(入射角0°)。所说明的值相应于具有50mm的垂直的光栅间距I光栅、10mm的板厚度和588nm的光栅常数的结构。在图2A和2B中，图形如下地分配给贡献：
21(点线)：不具有板的压缩器，其中，压缩器光栅的间距如此匹配，使得β2与板在0°位置的旋转角δ处的大小相同。
23(虚线)：根据功能原理的点1)和2a)考虑板对光栅之间的路径的相位的贡献。
25(点划线)：根据功能原理的点1)、2a)和2b)考虑板对光栅之间的路径的相位的贡献和第二光栅的贡献。
27(实线)：根据功能原理的点1)、2a)、2b)和2c)考虑板的所有贡献。
可以看出，在所示的角度范围内，所有贡献对于色散匹配是重要相关的，因为它们基本上具有相同的数量级(尤其参见图2B)。
如果将板旋转的β2贡献与光栅压缩器的长度变化的β2贡献进行比较，则这些贡献还处于可比较的数量级内。
如在图3A至3D中所示的那样，尤其对于小的光栅常数，在玻璃板旋转时，色散阶数的比例比β2本身小得多地变化。在图3C和3D中，相对Δ(β3/β2)或相对Δ(β3/β2)示例性地作为表征色散阶数的比例的值绘出。在此，相对Δ(β3/β2)例如通过如下给出：
Figure BDA0001906118820000101
因为玻璃板的旋转具有与光栅间距的改变近乎相同的作用，所以可以通过在色散匹配时的旋转角变化取代间距变化。因此，玻璃板尤其可以在小的光栅常数的情况下用于调节或控制脉冲持续时间/脉冲形状。
图4A和4B说明一种用于脉冲的脉冲压缩的示例性的计算，该脉冲的光谱宽度允许300fs的最小可能的持续时间。图4A示出一种在调准色散匹配单元时的强度变化过程，其中，压缩器具有玻璃板的非最佳位置或压缩器光栅的非最佳间距。通过优化玻璃板的角度位置可以显著压缩脉冲持续时间，如在图4B的强度变化过程中所示的那样。
在具有高的光谱宽度的非常短的脉冲的情况下，脉冲质量(尤其脉冲持续时间和脉冲形状)对β的较高阶数β3、β4…敏感地作出反应。因此，已经可以通过仅仅在小角度范围内旋转玻璃板来改变脉冲持续时间，由此尤其对于大的光栅常数和(超)短的脉冲得出脉冲质量的优化作为在此公开的方案的另外的应用可能性。
对于大的光栅常数，β2相对于更高阶数β3、β4…的比例相比在小的光栅常数的情况下更强烈地变化。这在图5A至5D中说明，其中，类似于图3A至3D地示出β2的示例性的角度相关性和对于588nm的光栅常数，β2的相对比例。现在还可以使用对更高阶数的贡献，以便借助入射角的匹配、也就是说，玻璃板的旋转和压缩器光栅的间距来优化脉冲质量。
图6示出一种在具有光谱宽度的脉冲的压缩的情况下对于非最佳地协调扩展器压缩器系统的示例性计算，所述光谱宽度将会允许70fs的最小可实现的脉冲持续时间。在不使用玻璃板的情况下，虚线31示出一强度变化过程，该强度变化过程是单纯基于压缩器间距匹配的脉冲压缩的结果。这在不具有玻璃板的压缩器之后例如得出120fs的脉冲持续时间。如果根据本发明借助压缩器中的玻璃板补充系统并且不仅优化压缩器光栅的间距、而且优化玻璃板的旋转角δ，则可以进一步缩短脉冲持续时间，例如缩短到80fs以下，如示例性地计算出的强度变化过程的实线33所示的那样。
返回到图1，激光系统1包括控制单元13和脉冲持续时间测量设备15，并且，光学单元4包括用于根据脉冲持续时间测量来调节光学元件11的角度位置的角度调节设备17。
脉冲持续时间测量设备15例如构造用于输出与脉冲持续时间相关的测量信号(例如自相关信号)。例如给脉冲持续时间测量设备15供给输出射束10的在平面镜19处分接的(未反射的)份额。脉冲持续时间测量设备15将测量信号传递至控制单元13，该控制单元向角度调节设备17输出控制信号。控制单元13例如使用优化算法，以便改变角度位置(和可能色散元件的间距)用于脉冲持续时间缩短并且在最短的脉冲持续时间或对于特别的应用在材料加工时所需的脉冲持续时间(或脉冲形状)方面进行调节。
角度调节单元17例如可以是光学元件的机动化地和/或通过压电调节元件可旋转的保持装置，该保持装置尤其允许无极地调节旋转角δ。这例如允许通过主动操控的、尤其控制的旋转角匹配来进行脉冲持续时间的调节、尤其控制。
图7示出在构造为光栅扩展器的色散匹配单元50中示例性地实现色散匹配的在此公开的方案。为了实现倒置的角色散贡献，在扩展器中例如可以在至少一个色散元件上的交互作用区域之间设置透镜系统(例如望远镜装置)，其中，在图7中示例性地示出两个透射光栅7A′、7B′。如在压缩器的情况下的那样，至少一个色散元件例如可以替代地实施为例如反射光栅、棱镜或棱栅。
对激光束进行聚焦的装置引起第一光栅的成像，从而经扇形化的光谱分量会聚。示例性地在图7中示出具有两个透镜51A、51B的望远镜装置51。将实施为平面平行板的光学元件11′引入到望远镜装置51之后第二光栅7B′之前。该光学元件如图1中的板11所示出的那样可旋转地支承并且可以在入射角方面进行调节，以便匹配扩展器装置的色散特性。
如图1中所示的那样，色散匹配单元50借助反射器元件9′进行折叠。与图1的压缩器装置不同，光学元件11′布置在进行会聚的扇形化区域中。替代地或附加地，光学元件还可以布置在第一透镜51A之前。此外，聚焦装置可以具有一个或多个透镜和/或平面镜。
先前关于压缩器装置描述的色散方面可以转移到扩展装置，尤其功能原理和用于脉冲持续时间调节和脉冲形状调节的应用可能性。
图8A至8C示出可旋转地支承的用于光学单元的光学元件的另外的构型，所述光学单元可以应用在扩展器和压缩器装置中。
图8A示出例如由超短光学系统已知的具有例如相同的楔35A、35B的光楔对35(双楔结构)——作为多楔装置的例子，该光楔对可以用作光学单元4的可旋转的光学元件。楔35A、35B分别具有平面构造的以锐角会聚的两个侧面。楔35A、35B如此布置在扇形化的光路中，使得楔的侧面中的每一个用作光学元件的彼此平行延伸的入射表面11A或出射表面11B。其他的侧形成处于楔之间的薄的空气隙37，该空气隙例如具有基本上恒定的厚度。
楔35A、35B中的至少一个可移位地支承(箭头39)(例如在线性移位台上)，从而可以根据楔35A、35B的插入位置来调节楔对35的厚度并且所述插入可以在色散匹配时相应地用作另外的调节参量。通过旋转整个双楔35(箭头41A)实现角度调节。
在一些实施方式中，双楔可以用作玻璃板的特别的实施方式，其中，可以使这两个楔共同旋转相等的角度。
此外，多楔装置是用于构造一种实施方式的可能性，在所述实施方式中，不需要光学元件的机械旋转。这在下面示例性地与图10相关联地进行阐述。不以机械运动为条件的另外的实施方式与图11相关联地示例性地描述并且例如基于例如折射率的借助EOM或进行双折射的晶体的改变。
回到具有可旋转的光学元件的光学单元，图8B示出一种另外的实施方式，其允许：角色散在初始位置基本不变。为此，光学单元包括相同的、例如平面平行的、透射的一对板43A、43B，所述一对板此外可以在相反的方向上(箭头41B、41B′)旋转。由此，在相应的定向(图8B中虚线地表示)的情况下，通过第二板43B平衡第一板43A的平行偏移，从而在这个位置单单通过例如光栅的间距和板42A、43B的材料色散确定色散。
图8C示出平面平行的两个板45A、45B的一种另外的布置，但是具有不同的厚度和/或不同的材料。例如可以使用薄板45A用于精细匹配色散特性以及使用厚板45B用于粗略调节。再次通过旋转一个或两个板45A、45B(箭头47A、47B)来实现色散调节。
在图8A至8C中所示的实施方式是由多个光学元件组成的光学单元的例子，所述多个光学元件共同提供平面平行的输入面和输出面并且相应地维持在光学单元之前和在光学单元之后的光谱传播方向。
色散匹配单元的另外的配置例如包括具有两对色散元件的未折叠的装置，其中，在所述扇形化区域的至少一个中布置有光学单元。此外，扩展器和压缩器装置尤其可以在光学元件方面彼此进行匹配。
在其中可以使用在提出的色散匹配单元的激光系统例如包括如下激光系统：所述激光系统具有0.1μJ和更大的脉冲能量以及在50ps和更短的范围内的脉冲持续时间。这种激光系统的应用领域包括玻璃切割(例如切割显示器和医疗产品)、铭刻、医疗应用，例如人眼手术、注射器的钻孔和科学实验的执行。
基于在此公开的方案，用于色散匹配的方法可以包括以下的在图9中示出的步骤。
通过光谱扇形化和脉冲式激光束的聚集，提供角色散份额(步骤61)。通过在脉冲式激光束的扇形化区域中引入光学元件(步骤63)对角色散份额产生影响，例如通过平面平行板、多楔结构、EOM等。在此，在考虑色散时尤其也可以考虑通过所引入的光学元件引起的材料色散。以平面平行板的形式的光学元件例如可旋转地支承并且因此可以在该光学元件关于激光束的角度位置方面可调节。如果在色散匹配后附加地测量激光脉冲的脉冲持续时间(步骤65)，则例如可以根据所测量的脉冲持续时间来在角度位置方面调节光学元件，以便匹配色散(步骤67)。由于色散匹配单元中的各种可组合的色散份额，这尤其允许缩短或扩展脉冲持续时间以及脉冲整形。此外，色散匹配可以与角色散匹配共同地或补充地进行。
此外，在系统——在所述系统中色散框架条件根据所要求的脉冲能量例如基于自相位调制而例如可复现地变化——中例如可以实现控制方案，所述控制方案例如根据所要求的脉冲能量调节光学单元，例如光学元件的角度位置或施加在EOM处的电压。相应地，通过提供脉冲能量参数可以取代或补充先前提及的脉冲持续时间测量。例如，在具有小于1弧度的B积分值(基本上不存在自相位调制)的脉冲的情况下，可以调节在光学元件上的几乎正交的入射。随着脉冲能量增加，接下来旋转光学元件，以便补偿对脉冲长度的色散影响。
此外，改变传播方向和/或传播长度可以引起电磁辐射的各个光谱分量在所述各个光谱分量的传播方面的入射角相关的平行偏移。改变传播方向和/或传播长度可以通过旋转所述光学元件和/或通过改变光学元件的厚度和/或折射率和/或衍射参数来实现，尤其以便改变在角色散区域中产生的色散。
该方法可以具有以下步骤：在色散匹配后测量激光脉冲的脉冲持续时间，并且根据所测量的脉冲持续时间调节在所述光学元件中的传播方向和/或传播长度、尤其角度位置，以便匹配激光脉冲的色散、尤其以便缩短或扩展激光脉冲。此外，该方法可以具有以下步骤：提供自相位调制色散贡献参数、尤其脉冲能量参数，并且根据自相位调制色散贡献参数改变传播方向和/或传播长度，尤其以便补偿激光脉冲的由自相位调制引起的扩展。
通常，光学元件的调节设备可以构造用于，根据脉冲持续时间相关的测量信号、平均的脉冲功率参数、峰值脉冲功率参数和/或脉冲能量参数来调节色散匹配单元的色散贡献，尤其以便分配在色散匹配单元之前和/或色散匹配单元之后光路的自相位调制色散贡献。
在此，在一些实施方式中，例如可以如此选择光学元件的厚度，使得在不改变光栅对的间距的情况下例如能够实现脉冲长度最小化。通常，所需的厚度取决于色散匹配单元的不同光学部件的参数，例如取决于通过光栅的垂直的透镜间距决定的所实现的色散的角度扇形化，取决于入射角(几乎正交的入射或倾斜的入射例如在布儒斯特角(Brewster-Winkel)下在中心波长方面影响有效的厚度)。此外，所需的厚度取决于激光束参数，例如激光脉冲的持续时间、激光脉冲的光谱宽度、激光脉冲能量、光学系统的自相位调制趋势等。
图10还示出，多楔装置的厚度变化(对于根据图8B的双楔结构70示例性地示出)导致电磁辐射的各个光谱分量的在各个光谱分量在光学单元之前和在光学单元之后的传播方面的入射角相关的平行偏移。
特别地，对于两个厚度示出如下：对于入射的具有光学路径71——所述光学路径不垂直于楔35A的入射表面11A地延伸——的光谱分量，由于以相对于入射表面11A的法线n的角度ε(≠0)倾斜地穿过楔35A、35B而产生与双楔结构70的厚度有关的射束偏移。双楔结构70的厚度调节得越厚，射出的光学路径73、73′相对于入射的光学路径71越进一步平行地移位。因为在角色散区域中的不同的光谱分量对应相互成一角度延伸的光学路径，所以角度ε变化并且平行的射束偏移相应地变化，从而单单光学元件的厚度的变化(通过沿着图10中的箭头39移位)导致角色散的变化并且相应地能够实现色散匹配。在此应该补充地提及，如先前阐述那样的偏移还引起另外的相位效应，例如在第二交互作用区域与背向反射器之间的不同路径等。
为了完整性起见，应指出具有三个或更多个楔的多楔结构的另外的实施方式，其对于本领域技术人员而言是已知的并且可以类似地应用，只要遵守所要求的光学框架条件。
在另外的实施方式中，可以将光学元件应用在光学单元4中，所述光学元件的光学特性如折射率和双折射可以有针对性地被操控。
图11示出一种具有与图1中所示的结构相似的结构的激光系统1′。然而代替板11地，设置具有电极83的电光调制器(EOM)81。施加在电极83处的电压可以借助控制设备13来调节。根据该电压，在EOM 81中设定特别的折射率，该折射率确定在角色散区域8内的光学路径8A、8B、8C。如果改变电压并且因此改变折射率，则光学路径也发生变化。这示例性地在EOM 81中通过光学路径8A′、8B′、8C′示出。与机械的旋转或插入调节相比，EOM 81的电压调节例如可以允许更快地匹配色散。此外，由于固定的空间整合而可以使用根据入射角优化的抗反射涂层。关于剩余的部件和光学路径的变化的影响，参考先前的描述。
在类似的配置中，用于调节光学路径的两个声光调制器的装置可以用作光学元件。
为了完整性起见，图12示出色散匹配单元5′，其例如可以代替色散匹配单元5地应用在激光系统1或1′中。色散匹配单元5′示例性地实施为压缩器，但也可以类似地实施为扩展器。该色散匹配单元具有光学单元4′，该光学单元具有在此公开的用于色散匹配的光学元件。如在图1中所示的那样，色散匹配单元5′具有背向反射器9，所述背向反射器提供在高度上偏移的去程和回程。通过偏转棱镜9′实现第二次折叠，从而仅仅需要色散元件7。因为通过第二次折叠可以在色散元件7上提供在激光束与色散元件7之间的在空间上彼此分离的交互作用区域。相应地产生紧凑的光学结构。
已经关于尤其在超短脉冲激光的扩展光谱范围内(视应用而定，通常在200nm至10μm的波长范围内)的激光描述了示例性的实施方式。但是应用通常可以转移到具有光谱宽度的电磁辐射上，前提条件是可以实现角色散变化的方案。
此外，色散匹配单元的在此描述的实施方式可以应用在单重通道或多重通道中和/或应用在具有自由射束压缩器和/或自由射束扩展器的振荡器系统的情况下。
如由在此描述的实施方式可以看出的那样，光学元件例如可以与至少一个色散元件无关地在所述光学元件相对于所述至少一个色散元件的位置和/或定向方面被调节。
如由在此描述的实施方式还可以看出的那样，光学元件、尤其一个或多个平面平行的(玻璃)板或光学楔优选地由具有在光学元件上——尤其在射束行程的区域中——均匀构造的折射率的材料制成。在此，折射率的均匀性是这样的，使得当例如进行光学元件的旋转时光的偏转不受材料中折射率变化的影响。在射束穿透具有相应均匀地构造的折射率的例如平面平行(玻璃)板的情况下，平行偏移尤其不受材料本身中的折射率变化的影响/干扰。
明确地强调，在说明书和/或权利要求中公开的所有特征出于原始公开的目的而被视为是分离的并且彼此无关的以及出于限制所要求保护的发明的目的而被视为与实施方式和/或权利要求中的特征组合无关。明确地理解，单元组的所有范围说明或说明出于原始公开的目的以及为了限制所要求保护的发明的目的都公开每个可能的中间值或单元子组，尤其也作为范围说明的界限。

Claims (30)

1.一种色散匹配单元(5)，其用于具有光谱宽度的电磁辐射，所述色散匹配单元具有：
具有至少一个色散元件(7，7A，7B)的装置，所述至少一个色散元件用于在通过所述电磁辐射与所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的两个交互作用区域限界的角色散区域(8)中产生角色散，在所述角色散区域中，所述电磁辐射的各个光谱分量对应相互成一角度延伸的光学路径(8A，8B，8C)；和
布置在所述角色散区域(8)中在所述电磁辐射与所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的两个交互作用区域之间的光学单元(4)，所述光学单元具有
透射所述电磁辐射的、平面平行的光学板(11)，所述光学板具有平面的入射表面(11A)和平面的出射表面(11B)，所述入射表面和出射表面彼此平行地布置，其中，
所述光学板(11)引起所述电磁辐射的各个光谱分量在所述各个光谱分量在所述光学板(11)之前和在所述光学板(11)之后的传播方面的入射角相关的平行偏移。
2.一种色散匹配单元(5)，其用于具有光谱宽度的电磁辐射，所述色散匹配单元具有：
具有至少一个色散元件(7，7A，7B)的装置，所述至少一个色散元件用于在通过所述电磁辐射与所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的两个交互作用区域限界的角色散区域(8)中产生角色散，在所述角色散区域中，所述电磁辐射的各个光谱分量对应相互成一角度延伸的光学路径(8A，8B，8C)；和
布置在所述角色散区域(8)中在所述电磁辐射与所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的两个交互作用区域之间的光学单元(4)，所述光学单元具有
透射所述电磁辐射的光学元件(11，70，81)，所述光学元件引起所述电磁辐射的各个光谱分量在所述各个光谱分量在光学单元(11，70，81)之前和在光学单元(11，70，81)之后的传播方面的入射角相关的平行偏移。
3.根据权利要求1或2所述的色散匹配单元(5)，其中，所述光学单元(4)还具有调节设备(17，83)，所述调节设备构造用于改变所述各个光谱分量的平行偏移。
4.根据权利要求2所述的色散匹配单元(5)，其中，所述光学元件(11，70，81)具有平面的入射表面(11A)和平面的出射表面(11B)，所述入射表面和出射表面彼此平行地布置，和/或，所述光学单元(4)还具有调节设备(17，83)，所述调节设备构造用于改变所述各个光谱分量的平行偏移，并且所述调节设备构造用于改变所述光学元件(11)在所述角色散区域(8)中的空间定向，以便改变所述平行偏移。
5.根据权利要求2所述的色散匹配单元(5)，其中，所述光学元件(70)构造为多楔装置，并且，所述光学单元(4)还具有调节设备(17，83)，所述调节设备构造用于改变所述各个光谱分量的平行偏移，并且所述调节设备构造用于改变构造为多楔装置的光学元件(70)的厚度和/或角度位置，以便改变所述平行偏移。
6.根据权利要求2所述的色散匹配单元(5)，其中，所述光学元件(81)构造为电声调制器，并且，所述光学单元(4)还具有调节设备(17，83)，所述调节设备构造用于改变所述各个光谱分量的平行偏移，并且所述调节设备构造用于改变构造为电光调制器的光学元件(81)的折射率，以便改变所述平行偏移。
7.根据权利要求2所述的色散匹配单元(5)，其中，所述光学元件构造声光调制器对，并且，所述光学单元(4)还具有调节设备(17，83)，所述调节设备构造用于改变所述各个光谱分量的平行偏移，并且所述调节设备构造用于改变构造为声光调制器对的光学元件的衍射参数，以便改变所述平行偏移。
8.根据权利要求2所述的色散匹配单元(5)，其中，所述光学元件(11，70，81)具有入射表面(11A)和出射表面(11B)，所述入射表面和出射表面基本上彼此平行地延伸并且彼此成一间距地布置，和/或，其中，所述光学元件(11，70，81)能够与所述至少一个色散元件(7，7A，7B)无关地在所述光学元件在光路中相对于所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的位置和/或定向方面进行调节。
9.根据权利要求8所述的色散匹配单元(5)，其中，由于所述入射表面(11A)和所述出射表面(11B)的基本上存在的平行性，所述各个光谱分量的光学路径(8A，8B，8C)的入射角和出射角对于所述电磁辐射的各个光谱分量是相等的。
10.根据权利要求2所述的色散匹配单元(5)，其中，为了调节所述光学元件(11，70，81)的位置角度，所述光学元件(11，70，81)相对于光路可旋转地支承，从而所述光学路径(8A，8B，8C)的入射角和出射角能够相对于所述光学元件(11，70，81)的入射表面(11A)和出射表面(11B)进行调节，其中，所述光学元件(11，70，81)绕基本上与扇形化平面垂直地延伸的旋转轴线(17A)可旋转地支承。
11.根据权利要求2所述的色散匹配单元(5)，其中，所述光学元件(11，70，81)具有平面的入射表面(11A)和平面的出射表面(11B)，所述入射表面和所述出射表面彼此平行并且与通过相互成一角度延伸的光学路径(8A，8B，8C)撑开的扇形化平面垂直地布置，和/或，其中，所述入射表面(11A)和/或所述出射表面(11B)是抗反射涂层的。
12.根据权利要求2所述的色散匹配单元(5)，其中，所述光学元件(11，70，81)包括至少一个平面平行的板(11，43A，43B，45A，45B)或一对能够彼此反向地移位的楔(35A，35B)，其中，所述光学元件(11，70，81)的材料或者所述至少一个平面平行的板(11，43A，43B，45A，45B)的材料或所述楔(35A，35B)中的至少一个的材料是石英、钇铝石榴石、蓝宝石或SF10，和/或具有至少0.1mm的厚度，或者0.5mm至10mm的范围内的厚度。
13.根据权利要求1或2所述的色散匹配单元(5)，其中，在所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的位置保持不变的情况下，旋转所述光学元件(11，70)和/或改变所述光学元件(81)的厚度和/或所述光学元件(81)的折射率和/或所述光学元件(81)的衍射参数引起由所述色散匹配单元(5)产生的色散的改变。
14.根据权利要求1或2所述的色散匹配单元(5)，其中，所述光学单元(4)还具有调节设备(17，83)，所述调节设备构造用于改变所述各个光谱分量的平行偏移，并且所述调节设备(17，83)构造用于，根据脉冲持续时间相关的测量信号、脉冲功率参数、峰值脉冲功率参数和/或脉冲能量参数调节所述色散匹配单元(5)的色散贡献。
15.根据权利要求2所述的色散匹配单元(5)，其还具有：
在所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的交互作用区域之间的至少一个聚焦元件或者构成光学的望远镜装置(51)的两个聚焦元件，其中，所述光学元件(11，70，81)布置在所述聚焦元件中的一个与所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的相邻的交互作用区域之间的光路区段中，和/或
反射元件(9，9')，其用于将所述光学路径(8A，8B，8C)在一个方向上平行偏移地背向反射，所述反射元件布置在所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的交互作用区域之间。
16.根据权利要求2所述的色散匹配单元(5)，其中，所述光学单元(11，70，81)包括可旋转地支承的多个光学元件，所述多个光学元件在光路中布置在所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的交互作用区域之间，其中，所述光学元件在相同的方向上或在相反的方向上旋转地布置在所述光路中。
17.根据权利要求1或2所述的色散匹配单元(5)，所述色散匹配单元还具有：
光学的折叠元件(9)，以便通过所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的交互作用区域和所述光学单元将光路引导回，和/或
第二对交互作用区域，其具有至少一个另外的色散元件，和/或，
其中，所述至少一个色散元件(7，7A，7B)包括一个或多个光、一个或多个棱镜和/或一个或多个棱栅。
18.根据权利要求5所述的色散匹配单元(5)，其中，所述多楔装置是双楔结构。
19.根据权利要求1所述的色散匹配单元(5)，其中，所述光学板(11)能够与所述至少一个色散元件(7，7A，7B)无关地在所述光学板在光路中相对于所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的位置和/或定向方面进行调节。
20.根据权利要求1所述的色散匹配单元(5)，其中，为了调节所述光学板(11)的位置角度，所述光学板(11)相对于光路可旋转地支承，从而所述光学路径(8A，8B，8C)的入射角和出射角能够相对于所述光学板(11)的入射表面(11A)和出射表面(11B)进行调节，其中，所述光学板(11)绕基本上与扇形化平面垂直地延伸的旋转轴线(17A)可旋转地支承。
21.根据权利要求1所述的色散匹配单元(5)，其还具有：
在所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的交互作用区域之间的至少一个聚焦元件或者构成光学的望远镜装置(51)的两个聚焦元件，其中，所述光学板(11)布置在所述聚焦元件中的一个与所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的相邻的交互作用区域之间的光路区段中，和/或
反射元件(9，9')，其用于将所述光学路径(8A，8B，8C)在一个方向上平行偏移地背向反射，所述反射元件布置在所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的交互作用区域之间。
22.一种激光系统(1，1')，其具有
激光脉冲源(3)，其用于产生光谱宽的激光脉冲，和
根据权利要求1或2所述的至少一个色散匹配单元(5)，其用于脉冲压缩、脉冲扩展和/或脉冲优化。
23.根据权利要求22所述的激光系统(1，1')，其还具有
控制单元(13)，所述控制单元用于调节所述至少一个色散匹配单元(5)的调节设备(17，83)，所述调节设备构造用于调节所述光学元件(11，70，81)或者所述光学板(11)的角度位置、折射率、厚度和/或衍射参数，和/或
其中，在所述控制单元(13)中存储有参数组，借助所述控制单元相应地操控所述调节设备，以便调节设置用于应用的参数，如脉冲持续时间或脉冲能量。
24.根据权利要求23所述的激光系统(1，1')，其还具有
脉冲持续时间测量设备(15)，所述脉冲持续时间测量设备用于向所述控制单元(13)输出脉冲持续时间相关的测量信号以便调节所述调节设备(17，83)，和/或
脉冲能量参数输出设备(15)，所述脉冲能量参数输出设备用于向所述控制单元(13)提供自相位调制色散贡献以便操控所述调节设备(17，83)。
25.根据权利要求22或23所述的激光系统(1，1')，其还具有
放大器单元，其中，所述色散匹配单元(5)布置在所述放大器单元之前用于脉冲扩展或布置在所述放大器单元的射束下游用于脉冲压缩或者构造用于提供10ps和更短的脉冲持续时间。
26.一种用于激光脉冲的色散匹配的方法，其具有如下步骤：
通过光谱扇形化来提供角色散份额并且将脉冲式激光束聚集在角色散区域(8)中，所述角色散区域通过所述脉冲式激光束与至少一个色散元件(7，7A，7B)的两个交互作用区域限界；
在所述角色散区域(8)中在电磁辐射与所述至少一个色散元件(7，7A，7B)的两个交互作用区域之间提供光学元件(11，70，81)，其中，所述光学元件(11，70，81)分别提供在所述光学元件(11，70，81)中的传播方向，所述传播方向与光谱分量关于所述光学元件(11，70，81)的入射表面(11A)的入射角相关；
改变在所述光学元件(11，70，81)中的传播方向和/或传播长度，由此对所述角色散份额产生影响。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，改变所述传播方向和/或所述传播长度引起所述电磁辐射的各个光谱分量在所述各个光谱分量的传播方面的、入射角相关的平行偏移。
28.根据权利要求26或27所述的方法，其中，通过旋转所述光学元件(11)和/或通过改变所述光学元件(70，81)的厚度和/或所述光学元件(70，81)的折射率和/或所述光学元件(70，81)的衍射参数来引起所述传播方向的和/或所述传播长度的改变。
29.根据权利要求26或27所述的方法，所述方法还具有如下步骤：
在所述色散匹配以后测量所述激光脉冲(65)的脉冲持续时间；
根据所测量的脉冲持续时间调节在所述光学元件(11)中的传播方向和/或传播长度，以便匹配所述激光脉冲的色散。
30.根据权利要求26或27所述的方法，所述方法还具有如下步骤：
提供自相位调制色散贡献参数；
根据所述自相位调制色散贡献参数改变所述传播方向和/或所述传播长度，以便补偿激光脉冲的、由所述自相位调制引起的扩展。
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