DE102007041527A1 - Method for operating a laser device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lasereinrichtung (26), die einen laseraktiven Festkörper (44) mit einer passiven Güteschaltung (46) aufweist, und bei dem der laseraktive Festkörper (44) mit von einer Pumplichtquelle (31) bereitgestelltem Pumplicht (28a) beaufschlagt wird, um einen Laserimpuls (24) zu erzeugen. Erfindungsgemäß wird das Auftreten des Laserimpulses (24) überwacht, und direkt nach dem Auftreten des Laserimpulses (24) wird eine Ansteuerung der Pumplichtquelle (31) deaktiviert.The invention relates to a method for operating a laser device (26) which has a laser-active solid (44) with a passive Q-switching (46) and in which the laser-active solid (44) is provided with a pump light (28a) provided by a pump light source (31). is applied to generate a laser pulse (24). According to the invention, the occurrence of the laser pulse (24) is monitored, and directly after the occurrence of the laser pulse (24) a control of the pumping light source (31) is deactivated.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lasereinrichtung, die einen laseraktiven Festkörper mit einer passiven Güteschaltung aufweist, und bei dem der laseraktive Festkörper mit von einer Pumplichtquelle bereitgestelltem Pumplicht beaufschlagt wird, um einen Laserimpuls zu erzeugen.The Invention relates to a method for operating a laser device, the one laser-active solid with a passive quality circuit and in which the laser-active solid with a pumping light source supplied pump light is applied to a laser pulse to create.
Die Erfindung betrifft ferner ein Steuergerät für eine derartige Lasereinrichtung.The The invention further relates to a control device for such a laser device.
Die bekannten passiv gütegeschalteten Lasersysteme weisen den Nachteil auf, dass eine Pumpdauer, während der die Lasereinrichtung mittels des Pumplichts optisch gepumpt wird, so gewählt ist, dass das Ende der Pumpdauer üblicherweise deutlich verzögert gegenüber dem Auftreten des Laserimpulses eintritt. Der Grund hierfür besteht darin, dass solche Betriebsfälle vermieden werden sollen, bei denen aufgrund statistischer Schwankungen und/oder anderer Einflüsse, wie beispielsweise einer Temperaturabhängigkeit der beteiligten Komponenten, schwankender Pumplichtwellenlängen oder Stückvariationen des laseraktiven Festkörpers bzw. der passiven Güteschaltung, z. B. hinsichtlich einer Dotierung usw., versehentlich gar kein Laserimpuls erzeugt wird, weil bei gegebener Pumpdauer die hierzu erforderliche Inversionsschwelle nicht erreicht wird.The known passively Q-switched Laser systems have the disadvantage that a pumping duration during the the laser device is optically pumped by means of the pump light, so chosen that the end of the pumping time usually clear delayed across from the occurrence of the laser pulse occurs. The reason for this is in that such operating cases which are due to statistical fluctuations and / or other influences, such as a temperature dependence of the components involved, fluctuating pumping light wavelengths or piece variations of the laser-active solid or the passive Q-switching, z. B. in terms of a doping, etc., accidentally no Laser pulse is generated because at a given pumping time for this purpose required inversion threshold is not reached.
Die bei den herkömmlichen Systemen aufgrund der vorstehenden Überlegungen eingesetzte Verzögerung ist sehr nachteilig, weil hierdurch die Lebensdauer der Pumplichtquelle reduziert wird und das gesamte System gegenüber einer zur sicheren Erzeugung des Laserimpulses minimal erforderlichen Nenn-Verlustleistung überdimensioniert werden muss, um auch noch diejenige Verlustleistung abführen zu können, die aufgrund der vorstehend beschriebenen Verzögerung vor der Abschaltung der Pumplichtquelle umgesetzt wird. Die bekannten Verfahren weisen demnach aufgrund der an sich unnötig langen Ansteuerung der Pumplichtquelle einen verhältnismäßig geringen Wirkungsgrad auf.The in the conventional Is delay due to the above considerations very disadvantageous, because in this way the life of the pumping light source is reduced and the entire system over one for safe production The laser impulse oversized minimum required nominal power dissipation oversized must be in order to pay even that loss can, the due to the above-described delay before shutdown the pump light source is implemented. The known methods have therefore due to the unnecessarily long in itself Control of the pump light source to a relatively low efficiency.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Steuergerät der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Lebensdauer der Pumplichtquelle erhöht wird und der Wirkungsgrad des gesamten Systems verbessert wird.Accordingly, it is Object of the present invention, a method and a control device of the initially mentioned type to improve that the life of Pump light source is increased and the efficiency of the entire system is improved.
Diese Aufgabe wird bei dem Betriebsverfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Auftreten des Laserimpulses überwacht wird, und dass direkt nach dem Auftreten des Laserimpulses eine Ansteuerung der Pumplichtquelle deaktiviert wird.These Task is in the operating method of the type mentioned according to the invention thereby solved, that the occurrence of the laser pulse is monitored, and that directly after the occurrence of the laser pulse, a control of the pumping light source is deactivated.
Durch das erfindungsgemäße Prinzip der Überwachung auf das Auftreten eines Laserimpulses hin ist stets sichergestellt, dass die Erzeugung eines Laserimpuls bzw. ein Ausbleiben des Laserimpulses erkannt wird, und gleichzeitig kann die Pumplichtquelle vorteilhaft direkt nach der erkannten Erzeugung des Laserimpulses deaktiviert werden, d. h. im Mittel deutlich früher als bei den herkömmlichen Systemen, die zur sicheren Erzeugung des Laserimpulses eine in vielen Fällen unnötig lange Verzögerungszeit vorsehen, bevor die Pumplichtquelle wieder deaktiviert wird. Dadurch wird in der erfindungsgemäßen Lasereinrichtung insgesamt eine geringere Verlustleistung umgesetzt, so dass die beteiligten Komponenten nicht wie bei den herkömmlichen Systemen unnötig überdimensioniert werden müssen, insbesondere um entsprechenden thermischen Belastungen standhalten zu können. Darüberhinaus ergibt sich durch das sofortige Deaktivieren der Pumplichtquelle vorteilhaft eine Steigerung der Lebensdauer der Pumplichtquelle.By the inventive principle the surveillance the occurrence of a laser pulse is always ensured that detects the generation of a laser pulse or a failure of the laser pulse is advantageous, and at the same time the pump light source can advantageously directly be deactivated after the detected generation of the laser pulse, d. H. on average much earlier as with the conventional ones Systems that provide one in many to safely generate the laser pulse make unnecessary long delay time provide before the pump light source is deactivated again. Thereby is in the laser device according to the invention Overall, a lower power dissipation implemented, so that the not unnecessarily oversized as in conventional systems in particular to be able to withstand corresponding thermal loads. Furthermore results from the immediate deactivation of the pump light source advantageously an increase in the life of the pumping light source.
Bei einer sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens ist vorgesehen, dass der laseraktive Festkörper so lange mit Pumplicht beaufschlagt wird, bis eine vorgebbare Anzahl von Laserimpulsen erzeugt worden ist, und dass direkt nach dem Auftreten des letzten Laserimpulses der vorgebbaren Anzahl von Laserimpulsen die Ansteuerung der Pumplichtquelle deaktiviert wird. D. h., die Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips ist auch auf die Erzeugung mehrerer, aufeinander folgender Laserimpulse möglich, wobei ebenfalls ein unnötig langer Betrieb der Pumplichtquelle nach dem letzten geplanten Laserimpuls vermieden wird.at a very advantageous embodiment of the operating method according to the invention it is envisaged that the laser-active solid body with pump light so long is applied to a predetermined number of laser pulses has been generated, and that right after the occurrence of the last one Laser pulse of the predetermined number of laser pulses the drive the pump light source is deactivated. D. h., The application of the principle of the invention is also due to the generation of several successive laser pulses possible, being likewise unnecessary long operation of the pump light source after the last planned laser pulse is avoided.
Besonders vorteilhaft kann als Pumplichtquelle ein Diodenlaser verwendet werden, und der Betrieb des Diodenlasers kann durch Einstellen eines Ansteuerstroms für den Diodenlaser gesteuert werden.Especially Advantageously, a diode laser can be used as the pump light source, and the operation of the diode laser can be achieved by adjusting a drive current for the Diode laser can be controlled.
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren eignet sich ganz besonders vorteilhaft zur Anwendung innerhalb einer Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Darüber hinaus ist es ferner möglich, Zündeinrichtungen von Stationärmotoren nach dem erfindungsgemäßen Prinzip zu betreiben. Generell kann das erfindungsgemäße Verfahren auch bei anderen Laser-Impulsanwendungen zum Einsatz kommen, bei denen ein hoher Wirkungsgrad des Systems und eine gesteigerte Lebensdauer der Pumplichtquelle wünschenswert sind.The Operating method according to the invention is suitable especially advantageous for use within an ignition device for one Internal combustion engine, in particular of a motor vehicle. Furthermore is it also possible ignition devices of stationary engines according to the principle of the invention to operate. In general, the method according to the invention can also be applied to others Laser pulse applications are used in which a high Efficiency of the system and increased life of the pump light source desirable are.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of Present invention are the subject of the dependent claims.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung beziehungsweise Darstellung in der Beschreibung beziehungsweise in der Zeichnung.Further Features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All described or illustrated features form for themselves or in any combination, the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency as well as independently from their formulation or presentation in the description or in the drawing.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Eine
Brennkraftmaschine trägt
in
Beispielsweise
kann es sich bei der Pumplichtquelle
Wie
aus
Bei
der in
Während die
passive Güteschaltung
Auf
diese Weise entsteht ein auch als Riesenimpuls bezeichneter Laserimpuls
Um
zu vermeiden, dass die Pumplichtquelle
Wie
aus
Erfindungsgemäß wird das
Auftreten des Laserimpulses
Sobald
der Laserimpuls
Demnach
können
unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens weniger leistungsfähig ausgelegte
und insbesondere hinsichtlich der abzuführenden Verlustleistung weniger überdimensionierte
Systeme zur Erzeugung der Laserimpulse
Die
Energieaufnahme der Zündeinrichtung
Bei
einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere Laserimpulse
Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung ergeben sich die im Bezug auf die vorstehend beschriebene Erfindungsvariante diskutierten Vorteile.Also in this embodiment The invention will be described with reference to the above Invention variant discussed advantages.
Alternativ
zu dem direkten Deaktivieren der Pumplichtquelle
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren kann vorteilhaft auch bei Stationärmotoren eingesetzt werden.The Operating method according to the invention can also advantageous for stationary engines be used.
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