DE102017114399A1 - DYNAMIC SEEDING OF LASER AMPLIFIER SYSTEMS - Google Patents

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Abstract

Ein Laserverstärkersystem (1) umfasst eine Seed-Laserpulsquelleneinheit (3) zum Bereitstellen von mindestens zwei Seed-Pulsfolgen für eine nachfolgende Verstärkung, wobei Seed-Pulse (3') der mindestens zwei Seed-Pulsfolge eine Seed-Pulsdauer (T, TA, TB) und eine innerhalb eines Bereichs während der Seed-Pulsdauer (T, TA, TB) variierende und in ihrem Verlauf einstellbare Seed-Amplitude (A) aufweisen. Das Laserverstärkersystem (1) weist ferner eine Verstärkerstufe und insbesondere eine Verstärkungskette (5) aus (beispielsweise Faser-) Verstärkerstufen (5A, 5B, 5C) auf, welche eine Ausgangspulsfolge (5') ausgeben. Das Laserverstärkersystem (1) ist so ausgebildet, dass ein Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses (5') der Ausgangspulsfolge auf Beiträge von mindestens zwei Seed-Pulsen (3') zurückgeht.

Figure DE102017114399A1_0000
A laser amplifier system (1) comprises a seed laser pulse source unit (3) for providing at least two seed pulse trains for a subsequent amplification, wherein seed pulses (3 ') of the at least two seed pulse train have a seed pulse duration (T, TA, TB ) and within a range during the seed pulse duration (T, TA, TB) varying and adjustable in their seed amplitude (A). The laser amplifier system (1) further comprises an amplifier stage and in particular a gain chain (5) of (for example fiber) amplifier stages (5A, 5B, 5C), which output an output pulse train (5 '). The laser amplifier system (1) is designed so that an amplitude characteristic of an output pulse (5 ') of the output pulse train is due to contributions from at least two seed pulses (3').
Figure DE102017114399A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Laserverstärkersysteme, insbesondere zur Erzeugung von Hochleistungslaserpulsen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum dynamischen Seeden eines Laserverstärkersystems, wie beispielsweise eines Faserlaserverstärkersystems.The present invention relates to laser amplifier systems, in particular for generating high power laser pulses. Furthermore, the invention relates to a method for dynamically seeding a laser amplifier system, such as a fiber laser amplifier system.

Bei der Verstärkung von Pulsen in Laserverstärkersystemen können Leistungen erreicht werden, die aufgrund von Sättigung der Verstärkung zu einer Pulsformveränderung führen können. Beispielsweise kann sich die Pulsform eines Nanosekunden-Pulses während der Verstärkung in einem Faserlaserverstärkersystem mit einem hohen Verstärkungsfaktor verändern, wenn das Faserlaserverstärkersystem ausreichend nahe oder oberhalb der Sättigung betrieben wird. Pulsformänderungen können das Erreichen einer durch den Anwender gewünschten Pulsform erschweren oder im Extremfall auch eine Zerstörung optischer Komponenten wie einer Faser durch zu hohe Pulsspitzenleistung nach sich ziehen.When amplifying pulses in laser amplifier systems, it is possible to achieve outputs which can lead to a pulse shape change due to saturation of the amplification. For example, the pulse shape of a nanosecond pulse may change during amplification in a high gain fiber laser amplifier system when the fiber laser amplifier system is operated sufficiently near or above saturation. Pulse shape changes may make it difficult to achieve a pulse shape desired by the user, or in extreme cases may also result in the destruction of optical components such as a fiber due to excessive pulse peak power.

Es ist bekannt, dass über eine Kompensation in der Seed-Pulsform eine definierte Pulsform am Ausgang eines Laserverstärkersystems insbesondere bei hohen Ausgangsleistungen zu erreichen ist. Die Kompensation in der Seed-Pulsform kann über die Ansteuerung eines Seed-Lasers vorgenommen werden. Z.B. kann die Bestromung eines als Seed-Laser wirkenden Diodenlasers (hierin auch als Seed-Diode bezeichnet) variiert werden. Die erreichbare Dynamik beim Ansteuern einer Seed-Diode wird nach unten beispielweise durch das Erreichen der Laserschwelle begrenzt. Nach oben wird eine Maximalamplitude z.B. durch eine Zerstörschwelle der Halbleiterstruktur und/oder durch thermische Effekte in der Halbleiterstruktur der zugrunde liegenden Laserdiodenstruktur limitiert. Ferner kann eine Pulsformung, z.B. eine Pulsbeschneidung, mit einem Regeleingriff z.B. zwischen zwei Stufen einer Verstärkerkette mittels z.B. akusto-optischen Modulatoren (AOM, AOD, AOTF,...), elektro-optische Modulatoren (EOM, Pockels-Zellen,...) oder mechanischen Schaltern vorgenommen werden. Die Beschneidung der Pulse findet oftmals spät in einer Verstärkerkette statt, wodurch hohe Leistungsverluste entstehen können.It is known that via a compensation in the seed pulse form, a defined pulse shape can be achieved at the output of a laser amplifier system, in particular at high output powers. The compensation in the seed pulse form can be made by controlling a seed laser. For example, For example, the energization of a diode laser acting as a seed laser (also referred to herein as a seed diode) can be varied. The achievable dynamics when driving a seed diode is limited, for example, by reaching the laser threshold. At the top, a maximum amplitude is e.g. is limited by a damage threshold of the semiconductor structure and / or by thermal effects in the semiconductor structure of the underlying laser diode structure. Furthermore, pulse shaping, e.g. a pulse pruning, with a control intervention e.g. between two stages of an amplifier chain by means of e.g. acousto-optic modulators (AOM, AOD, AOTF, ...), electro-optic modulators (EOM, Pockels cells, ...) or mechanical switches. The trimming of the pulses often takes place late in an amplifier chain, which can result in high power losses.

Einem Aspekt dieser Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pulsformung eines Seed-Laserpulses bereitzustellen, die eine effiziente Verstärkung ermöglicht.It is an object of this disclosure to provide a pulse shaping of a seed laser pulse that enables efficient amplification.

Zumindest eine dieser Aufgaben wird gelöst durch ein Laserverstärkersystem nach Anspruch 1, durch ein Laserverstärkersystem nach Anspruch 5, durch ein Verfahren zum Seeden einer Verstärkungskette nach Anspruch 16 und durch ein Verfahren zum Seeden einer Verstärkungskette nach Anspruch 18. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.At least one of these objects is achieved by a laser amplifier system according to claim 1, by a laser amplifier system according to claim 5, by a method for grounding a gain chain according to claim 16 and by a method for selecting a gain chain according to claim 18. Further developments are given in the subclaims.

In einem Aspekt umfasst ein Laserverstärkersystem eine Seed-Laserpulsquelleneinheit zum Bereitstellen von mindestens zwei Seed-Pulsfolgen für eine nachfolgende Verstärkung, wobei Seed-Pulse der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen eine jeweilige Seed-Pulsdauer und eine innerhalb eines Bereichs während der jeweiligen Seed-Pulsdauer variierende und in ihrem Verlauf einstellbare Seed-Amplitude aufweisen. Ferner umfasst ein Laserverstärkersystem mindestens eine Verstärkerstufe zur Verstärkung der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen und zur Ausgabe einer Ausgangspulsfolge mit Ausgangspulsen, die eine Ausgangspulsdauer aufweisen. Die mindestens zwei Seed-Pulsfolgen werden derart in die Verstärkerstufe eingekoppelt, dass ein Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses der Ausgangspulsfolge auf Beiträge von mindestens zwei Seed-Pulsen, die jeweils einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen zugeordnet sind, zurückgeht.In one aspect, a laser amplifier system includes a seeded laser pulse source unit for providing at least two seed pulse trains for subsequent amplification, seed pulses of the at least two seed pulse trains having a respective seed pulse duration and a range varying within a range during the respective seed pulse duration and have adjustable seed amplitude in their course. Furthermore, a laser amplifier system comprises at least one amplifier stage for amplifying the at least two seed pulse trains and for outputting an output pulse train with output pulses having an output pulse duration. The at least two seed pulse sequences are coupled into the amplifier stage in such a way that an amplitude characteristic of an output pulse of the output pulse sequence goes back to contributions from at least two seed pulses, which are each assigned to one of the at least two seed pulse sequences.

In einem weiteren Aspekt umfasst ein Laserverstärkersystem eine Seed-Laserpulsquelleneinheit zum Bereitstellen von mindestens zwei Seed-Pulsfolgen für eine nachfolgende Verstärkung, wobei Seed-Pulse der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen eine jeweilige Seed-Pulsdauer und eine innerhalb eines Bereichs während der jeweiligen Seed-Pulsdauer variierende und in ihrem Verlauf einstellbare Seed-Amplitude aufweisen. Ferner umfasst das Laserverstärkersystem eine Verstärkungskette, die eine Sequenz von mindestens zwei optisch in Reihe gekoppelten Verstärkerstufen umfasst, wobei die Verstärkung in den Verstärkerstufen sequentiell unter Ausbildung von den Verstärkerstufen zugeordneten Zwischenpulsen erfolgt und die Verstärkungskette eine Ausgangspulsfolge mit eine Ausgangspulsdauer aufweisenden Ausgangspulsen ausgibt, wobei ein Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses der Ausgangspulsfolge auf Beiträge von mindestens zwei Seed-Pulsen, die jeweils einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen zugeordnet sind, zurückgeht.In a further aspect, a laser amplifier system comprises a seed laser pulse source unit for providing at least two seed pulse trains for subsequent amplification, seed pulses of the at least two seed pulse trains having a respective seed pulse duration and one within a range during the respective seed pulse duration have varying and adjustable in their course seed amplitude. Furthermore, the laser amplifier system comprises a gain chain comprising a sequence of at least two gain stages coupled in series, the gain in the gain stages being sequential to form intermediate pulses associated with the gain stages, and the gain chain outputting an output pulse sequence having output pulse duration output pulses, wherein an amplitude characteristic an output pulse of the output pulse train to contributions of at least two seed pulses, each associated with one of the at least two seed pulse sequences, goes back.

In einem weiteren Aspekt weist ein Verfahren zum Erzeugen einer Folge von verstärkten Ausgangspulsen die folgenden Schritte auf: Bereitstellen von mindestens zwei Seed-Pulsfolgen für eine nachfolgende Verstärkung, wobei Seed-Pulse der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen jeweils eine Seed-Pulsdauer und eine innerhalb eines Bereichs während der Seed-Pulsdauer variierende und in ihrem Verlauf einstellbare Seed-Amplitude aufweisen, und Verstärken der Seed-Pulse in einer Verstärkerstufe, so dass sich eine Ausgangspulsfolge mit eine Ausgangspulsdauer aufweisenden Ausgangspulsen ergibt, wobei die mindestens zwei Seed-Pulsfolgen derart in die Verstärkerstufe eingekoppelt werden, dass ein Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses der Ausgangspulsfolge auf Beiträge von mindestens zwei Seed-Pulsen, die jeweils einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen zugeordnet sind, zurückgeht.In a further aspect, a method of generating a train of amplified output pulses comprises the steps of providing at least two seed pulse trains for subsequent amplification, seed pulses of the at least two seed pulse trains each having a seed pulse duration and a seed pulse duration, respectively Range during the seed pulse duration varying and adjustable in their seed amplitude, and amplifying the seed pulses in an amplifier stage, so that there is an output pulse train with output pulse duration having output pulses, wherein the at least two seed pulse trains in the amplifier stage be coupled an amplitude characteristic of an output pulse of the output pulse train is due to contributions from at least two seed pulses, which are each assigned to one of the at least two seed pulse sequences.

In einem weiteren Aspekt weist ein Verfahren zum Erzeugen einer Folge von verstärkten Ausgangspulsen die folgenden Schritte auf: Bereitstellen von mindestens zwei Seed-Pulsfolgen für eine nachfolgende Verstärkung, wobei Seed-Pulse der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen jeweils eine Seed-Pulsdauer und eine innerhalb eines Bereichs während der Seed-Pulsdauer variierende und in ihrem Verlauf einstellbare Seed-Amplitude aufweisen, und Verstärken der Seed-Pulse in sequentiell angeordneten Verstärkerstufen unter Ausbildung von den Verstärkerstufen zugeordneten Zwischenpulsen, so dass sich eine Ausgangspulsfolge mit eine Ausgangspulsdauer aufweisenden Ausgangspulsen ergibt, wobei ein Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses der Ausgangspulsfolge auf Beiträge von mindestens zwei Seed-Pulsen, die jeweils einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen zugeordnet sind, zurückgeht.In a further aspect, a method of generating a train of amplified output pulses comprises the steps of providing at least two seed pulse trains for subsequent amplification, seed pulses of the at least two seed pulse trains each having a seed pulse duration and a seed pulse duration, respectively Range during the seed pulse duration varying and adjustable in their seed amplitude, and amplifying the seed pulses in sequentially arranged amplifier stages to form the amplifier stages associated intermediate pulses, so that there is an output pulse train having output pulse duration output pulses, wherein an amplitude curve an output pulse of the output pulse train to contributions of at least two seed pulses, each associated with one of the at least two seed pulse sequences, goes back.

In einigen Ausführungsformen kann die Seed-Laserpulsquelleneinheit zum Bereitstellen von mindestens zwei zu verstärkenden Teil-Seed-Pulsfolgen ausgebildet sein, deren Teilpulse eine Teilpulsdauer aufweisen. Die Seed-Laserpulsquelleneinheit umfasst z.B. mindestens eine Laserpulsquelle wie z.B. eine einstellbar bestrombare Laserdiode. Mindestens eine der Teilpulsdauern kann kürzer sein als eine Ausgangspulsdauer der Ausgangspulse. Jeweils eine der mindestens zwei zu verstärkenden Teil-Seed-Pulsfolgen kann einen der mindestens zwei Beiträge von mindestens zwei Seed-Pulsen liefern und die mindestens zwei Beiträge können gemeinsam einer der Verstärkerstufen zur Ausbildung eines der Zwischenpulse zugeführt werden.In some embodiments, the seed laser pulse source unit may be configured to provide at least two sub-seed pulse trains to be amplified, the sub-pulses of which have a partial pulse duration. The seed laser pulse source unit comprises e.g. at least one laser pulse source, e.g. an adjustable energizable laser diode. At least one of the partial pulse durations may be shorter than an output pulse duration of the output pulses. In each case one of the at least two partial seed pulse sequences to be amplified can deliver one of the at least two contributions from at least two seed pulses and the at least two contributions can be jointly supplied to one of the amplifier stages for the formation of one of the intermediate pulses.

In einigen Ausführungsformen kann das Laserverstärkersystem, und insbesondere die Ansteuerung der Seed-Laserpulsquelleneinheit, derart ausgebildet sein, dass die mindestens zwei Seed-Pulse, die zu dem Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses beitragen, zeitlich zueinander beabstandet sind, zeitlich aneinander anschließen oder zeitlich überlappen.In some embodiments, the laser amplifier system, and in particular the control of the seed laser pulse source unit, may be configured such that the at least two seed pulses, which contribute to the amplitude characteristic of an output pulse, are temporally spaced, temporally adjoined, or overlapping in time.

In einigen Ausführungsformen kann das Laserverstärkersystem, und insbesondere die Ansteuerung der Seed-Laserpulsquelleneinheit, derart ausgebildet sein, dass die mindestens zwei Seed-Pulse, die zu dem Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses beitragen, zeitlich voneinander beabstandet sind, zeitlich aneinander anschließen oder zeitlich überlappen. So können Seed-Pulse z.B. mit einem Zeitversatz, der kleiner ist als die Seed-Pulsdauer, voneinander beabstandet sein. Ferner kann das Laserverstärkersystem, und insbesondere die Ansteuerung der Seed-Laserpulsquelleneinheit, derart ausgebildet sein, dass mindestens ein Seed-Pulse, der zu dem Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses beiträgt, bezüglich eines Zwischenpulses zeitlich beabstandet ist, zeitlich an diesen anschließt oder zeitlich mit diesem überlappt. So kann z.B. der mindestens eine Seed-Pulse mit einem Zeitversatz, der kleiner ist als die Seed-Pulsdauer (T), vom Zwischenpuls beabstandet sein.In some embodiments, the laser amplifier system, and in particular the control of the seed laser pulse source unit, may be configured such that the at least two seed pulses that contribute to the amplitude response of an output pulse are spaced apart in time, temporally adjoin one another or overlap in time. Thus, seed pulses may e.g. with a time offset smaller than the seed pulse duration, spaced apart. Furthermore, the laser amplifier system, and in particular the control of the seed laser pulse source unit, be designed such that at least one seed pulse, which contributes to the amplitude characteristic of an output pulse, is temporally spaced with respect to an intermediate pulse, temporally adjoined thereto or temporally overlapped with this. Thus, e.g. the at least one seed pulse having a time offset smaller than the seed pulse duration (T) is spaced from the intermediate pulse.

Ferner kann ein zeitliches Segment der Ausgangspulse auf mindestens eine Seed-Laserpulsquelle zurückgehen, deren Seed-Pulse alle Verstärkerstufen der Verstärkungskette durchlaufen haben. Alternative oder zusätzlich können die zu dem Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses beitragenden Seed-Pulse einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen zu verstärkende Teilpulse einer Teil-Seed-Pulsfolge darstellen, deren Teilpulsdauer kürzer als die Ausgangspulsdauer der Ausgangspulse ist.Furthermore, a temporal segment of the output pulses may be due to at least one seed laser pulse source whose seed pulses have passed through all amplifier stages of the amplification chain. Alternatively or additionally, the seed pulses contributing to the amplitude characteristic of an output pulse of one of the at least two seed pulse sequences may represent partial pulses of a sub-seed pulse sequence to be amplified whose partial pulse duration is shorter than the output pulse duration of the output pulses.

In einigen Weiterbildungen kann das Laserverstärkersystem eine optische Verzögerungseinheit zum Erzeugen eines Laserpuls-Zeitversatzes zwischen Pulsen, die zu dem Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses beitragen, insbesondere Seed-Pulsen oder Teilpulsen, eine Aufteileinheit zur Aufteilung eines Laserpulses in zwei oder mehr Teilpulse, eine Kombiniereinheit zum Kombinieren der Teilpulse, wie z.B. einem X:(100-X)-(Faser-)Kombinierer, und/oder eine Abschwächeinheit zum Reduzieren der Amplitude von Laserpulsen, Teilpulsen und/oder Zwischenpulsen aufweisen. Die optische Verzögerungseinheit kann z.B. einen Laserpuls-Zeitversatz zwischen einem Seed-Puls einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen und einem Zwischenpuls oder zwischen Seed-Pulsen unterschiedlicher der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen erzeugenIn some embodiments, the laser amplifier system may include an optical delay unit for generating a laser pulse time offset between pulses contributing to the amplitude characteristic of an output pulse, in particular seed pulses or split pulses, a split unit for dividing a laser pulse into two or more split pulses, a combiner unit for combining the Partial pulses, such as an X: (100-X) (fiber) combiner, and / or an attenuation unit for reducing the amplitude of laser pulses, sub-pulses and / or intermediate pulses. The optical delay unit may e.g. generate a laser pulse time offset between a seed pulse of one of the at least two seed pulse trains and an intermediate pulse or between seed pulses of different ones of the at least two seed pulse trains

In einigen Weiterbildungen kann das Laserverstärkersystem mindestens eine pulsformende Vorrichtung zur Änderung der Amplitude eines der Zwischenpulse aufweisen. Die pulsformende Vorrichtung kann insbesondere als zwischen zwei benachbarten Verstärkerstufen angeordnete Amplitudenänderungseinheit, beispielsweise als akusto-optischer Modulator oder elektro-optischer Modulator, ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine pulsformenden Vorrichtung im Anschluss an die Verstärkung zur Änderung der Amplitude der Ausgangspulse der Ausgangspulsfolge vorgesehen sein.In some developments, the laser amplifier system may have at least one pulse-shaping device for changing the amplitude of one of the intermediate pulses. The pulse-shaping device may in particular be designed as an amplitude-changing unit arranged between two adjacent amplifier stages, for example as an acousto-optical modulator or an electro-optical modulator. Alternatively or additionally, at least one pulse-shaping device may be provided following the amplification for changing the amplitude of the output pulses of the output pulse train.

In einigen Ausführungsformen kann die Seed-Laserpulsquelleneinheit mindestens eine Laserpulsquelle in Form einer einstellbar bestrombaren Laserdiode, und optional für jede der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen eine eigene Laserpulsquelle, aufweisen.In some embodiments, the seed laser pulse source unit may include at least one laser pulse source in the form of an adjustable energizable laser diode, and optionally for each of the at least two seed pulse trains, a separate laser pulse source.

In einigen Ausführungsformen kann das Laserverstärkersystem ferner eine Ansteuerungseinheit umfassen, die zum Einstellen der Seed-Pulsform, insbesondere zum Ansteuern einer Seed-Quelle, einer Kombiniereinheit und/oder einer pulsformenden Vorrichtung, ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Ansteuerungseinheit dazu ausgebildet sein, den Seed-Pulsverlauf aus einem Zielpulsverlauf, insbesondere einem Ziel-Amplitudenverlauf eines der Ausgangspulse, abzuleiten und die Seed-Pulsform, insbesondere die Beiträge von den mindestens zwei Seed-Pulsen und/oder die Beschneidung der Amplitude mindestens eines der zugehörigen Zwischenpulse, entsprechend einzustellen. Ferner kann die Ansteuerungseinheit dazu ausgebildet sein, die pulsformende Vorrichtung bei der Materialbearbeitung, insbesondere bei der Strahlführung um eine gekrümmte Bahn, zur Reduzierung der Ausgangspulse in der Intensität anzusteuern. In some embodiments, the laser amplifier system may further comprise a drive unit, which is designed for setting the seed pulse shape, in particular for driving a seed source, a combination unit and / or a pulse-shaping device. For example, the drive unit may be designed to derive the seed pulse profile from a target pulse profile, in particular a target amplitude characteristic of one of the output pulses, and the seed pulse form, in particular the contributions from the at least two seed pulses and / or the circumcision of the amplitude at least one of the associated intermediate pulses to adjust accordingly. Furthermore, the drive unit may be designed to control the intensity of the pulse-shaping device during material processing, in particular during the beam guidance around a curved path, in order to reduce the output pulses.

In einigen Ausführungsformen der Verfahren kann ein Amplitudenverlauf eines der Ausgangspulse ferner auf eine Beschneidung der Amplitude mindestens eines Seed-Pulses/Zwischenpulses zurückgehen. Ferner können die Amplitudenverläufe der Seed-Pulse und optional die Beschneidung der Amplitude mindestens eines zugehörigen Zwischenpulses derart aufeinander angepasst werden, dass ein Dynamikumfang nach der Verstärkung zur Verfügung steht der größer ist als der Dynamikumfang eines einzelnen Seed-Pulses.Further, in some embodiments of the methods, an amplitude characteristic of one of the output pulses may be due to a truncation of the amplitude of at least one seed pulse / intermediate pulse. Furthermore, the amplitude curves of the seed pulses and optionally the truncation of the amplitude of at least one associated intermediate pulse can be adapted to each other such that a dynamic range after amplification is available which is greater than the dynamic range of a single seed pulse.

In einigen Ausführungsformen der Verfahren kann mindestens eine Seed-Pulsfolge derart in die Verstärkerstufe eingekoppelt werden und optional kann mindestens eine Seed-Pulsfolge derart in eine nachfolgende Verstärkerstufe eingekoppelt werden, dass sich ein zu verstärkender Zwischenpuls ausbildet, dessen Amplitudenverlauf auf Beiträge von mindestens zwei Seed-Pulsen, die jeweils einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen zugeordnet sind, zurückgeht.In some embodiments of the method, at least one seed pulse sequence can be coupled into the amplifier stage in such a way and, optionally, at least one seed pulse sequence can be coupled into a subsequent amplifier stage in such a way that an intermediate pulse to be amplified is formed, whose amplitude profile depends on contributions from at least two seed pulses. Pulses, each associated with one of the at least two seed pulse sequences, goes back.

Die hierin vorgeschlagenen pulsformenden Eingriffe an mehreren Stellen in einem Laserverstärkersystem ermöglichen einen hohen Dynamikumfang, der das Erreichen einer Zielpulsform am Ausgang des Laserverstärkersystems, insbesondere am Ende einer Verstärkerkette mit hoher Verstärkung, ermöglichen kann.The pulsed multi-site interventions proposed herein in a laser amplifier system provide a high dynamic range that can enable achievement of a target pulse shape at the output of the laser amplifier system, particularly at the end of a high gain amplifier chain.

Im Gegensatz zu einer rein zeitlichen Pulsformung zwischen zwei Stufen, welches grundsätzlich voraussetzt, dass ein signifikanter Leistungsanteil des Pulses gedämpft wird und somit verloren geht, kann das hierin offenbarte hochdynamische Seeden von (z.B. Faser-) Lasern prinzipiell zumindest teilweise verlustfrei und deutlich effizienter sein sowie einen erhöhten Dynamikumfang ermöglichen. So kann eine Kombination der hierin offenbarten Konzepte mit bekannten Technologien eine Pulskontrolle in bisher nicht erreichtem Umfang ermöglichen.In contrast to a purely temporal pulse shaping between two stages, which basically requires that a significant power component of the pulse is attenuated and thus lost, the herein disclosed highly dynamic Seeden of (eg fiber) lasers can be in principle at least partially lossless and significantly more efficient and allow an increased dynamic range. Thus, a combination of the concepts disclosed herein with known technologies may enable pulse control to an unprecedented extent.

Hierin wird meist beispielhaft von (Laser-) Pulsen gesprochen. Dabei kann ein Puls unter anderem als „Burst-Puls“ eine Burstpulsfolge umfassen. Entsprechend umfasst ein Puls unter seiner Pulseinhüllenden die Burstpulsfolge. Ferner umfasst eine Seed-Pulsfolge allgemein einen oder mehrere Pulse.This is usually exemplified by (laser) pulses. In this case, a pulse may inter alia include a burst pulse sequence as a "burst pulse". Correspondingly, a pulse below its Pulse envelope covers the Burstpulsfolge. Furthermore, a seed pulse train generally comprises one or more pulses.

Hierin werden Konzepte offenbart, die es erlauben, zumindest teilweise Aspekte aus dem Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere ergeben sich weitere Merkmale und deren Zweckmäßigkeiten aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Lasersystems mit mehreren Verstärkerstufen,
  • 2 eine schematische Darstellung einer für eine hohe Verstärkung gewünschte Seed-Pulsform mit hoher Amplitudendynamik,
  • 3 eine schematische Darstellung einer real beispielsweise mit einer Laserdiode und Diodenstrommodulation erreichbaren Pulsform,
  • 4A und 4B schematische Darstellungen von mittels Teilpuls-Kombination erreichbaren Pulsformen,
  • 5 eine schematische Darstellung eines kaskadierten Teilpuls-basierten Seed-Konzepts mit mehreren Eingriffsorten in einem Laserverstärkersystem,
  • 6 und 7 schematische Darstellungen zur Teilpuls-Kombination zur Seed-Puls-Erzeugung,
  • 8 eine schematische Darstellung zur Teilpuls-Erzeugung und Teilpuls-Kombination basierend auf einer einzigen Laserpulsquelle,
  • 9 eine schematische Darstellung zur Erreichen der gewünschten Zielpulsform mittels Amplitudenbeschneidung an mehreren Eingriffsorten in einem Laserverstärkersystem und
  • 10 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer Amplitudenbeschneidung.
Herein, concepts are disclosed that allow to at least partially improve aspects of the prior art. In particular, further features and their expediencies emerge from the following description of embodiments with reference to the figures. From the figures show:
  • 1 a schematic representation of a laser system with multiple amplifier stages,
  • 2 a schematic representation of a desired for a high gain seed pulse shape with high amplitude dynamics,
  • 3 a schematic representation of a real reachable for example with a laser diode and Diodenstromodulation pulse shape,
  • 4A and 4B schematic representations of achievable by means of partial pulse combination pulse shapes,
  • 5 1 a schematic representation of a cascaded partial pulse-based seed concept with a plurality of intervention modes in a laser amplifier system,
  • 6 and 7 schematic representations of the partial pulse combination for seed pulse generation,
  • 8th a schematic representation of the partial pulse generation and partial pulse combination based on a single laser pulse source,
  • 9 a schematic representation of the achievement of the desired target pulse shape by means of amplitude truncation at multiple intervention sites in a laser amplifier system and
  • 10 a schematic representation to illustrate an amplitude truncation.

Hierin offenbarte Aspekte basieren zum Teil auf der Erkenntnis, dass eine Pulsbeschneidung am Ende eines Verstärkungsvorgangs ineffizient sein kann, da je nach Pulsform ein hoher Leistungsanteil durch die Pulsformung verloren gehen kann. Ferner ist eine dabei ausgekoppelte hohe (Verlust-) Leistung sicher, und damit aufwendig, abzuführen. Ferner kann eine Modulation von Laserpulsen bei sehr hohen Leistungen technisch nur schwer umzusetzen sein.Aspects disclosed herein are based, in part, on the recognition that pulse circumcision at the end of an amplification process may be inefficient because, depending on the pulse shape, a high power component may be lost through pulse shaping. Furthermore, a decoupled high (loss) power is safe, and thus consuming to dissipate. Furthermore, modulation of laser pulses at very high powers can be technically difficult to implement.

Die hierin offenbarten Aspekte basieren ferner zum Teil auf der Erkenntnis, dass eine große (exponentielle) Verstärkung es erforderlich machen kann, die Pulsform (eines Einzelpulses oder einer Burst-Pulsfolge) in einem Verstärkungsvorgang mit einer hohen Dynamik zu kontrollieren. Für eine Pulsformung mit hoher Dynamik können pulsformende Eingriffe vorgenommen werden, die die Form eines der Verstärkung zugrundeliegenden Pulses an einen stufenförmigen Verstärkungsvorgang anpassen. Dabei können die formenden Eingriffe an mindestens zwei verschiedenen Stellen innerhalb einer Verstärkerkette und/oder mittels zwei oder mehr unterschiedlicher Ansätze vorgenommen werden. Ausgangspunkt ist jeweils eine Pulsformung eines Seed-Pulses einer Seed-Laserpulsquelle. Dieser erste formende Eingriff stellt Seed-Pulse in einer Seed-Pulsfolge bereit, die eine Seed-Pulsdauer und eine innerhalb eines Bereichs während der Seed-Pulsdauer variierende und in ihrem Verlauf einstellbare Seed-Amplitude aufweisen. Diese kann z.B. durch eine einstellbare, beispielsweise ansteigende, Bestromung einer (Seed-) Laserdiode erfolgen. Allgemein kann der Seed-Puls als Einzelpuls oder als Burst-Pulsfolge ausgebildet sein. The aspects disclosed herein are further based in part upon the recognition that large (exponential) amplification may require controlling the pulse shape (of a single pulse or a burst pulse train) in a high dynamic gain process. For pulse shaping with high dynamics, pulse-forming interventions can be made which adapt the shape of a pulse underlying the amplification to a stepped amplification process. In this case, the shaping interventions can be made at at least two different locations within an amplifier chain and / or by means of two or more different approaches. The starting point is in each case a pulse formation of a seed pulse of a seed laser pulse source. This first shaping intervention provides seed pulses in a seed pulse train having a seed pulse duration and a seed amplitude varying within a range during the seed pulse duration and adjustable in course. This can be done for example by an adjustable, for example, increasing, energization of a (seed) laser diode. In general, the seed pulse can be designed as a single pulse or as a burst pulse train.

Da die Dynamik der Seed-Laserpulsquelle, im obigen Beispiel auf den Bereich, in dem die Bestromung vorgenommen werden kann, aufgrund der bereits angesprochenen Laserschwelle und Maximalamplitude einer Seed-Diode limitiert ist, wird hierin vorgeschlagen, mit einem zweiten formenden Eingriff (allgemein mit weiteren formenden Eingriffen) die Grenze in der Kontrolle des Dynamikumfangs der Pulsamplitude eines Seed-Pulses zu erweitern. Im jeweiligen Einzelfall können die formenden Eingriffe über analytische Modelle wie die Frantz-Nodvik-Gleichung oder andere numerische Ansätze simuliert und die formenden Eingriffe entsprechend angepasst werden. Zusätzlich oder alternativ können die formenden Eingriffe durch Messen von Pulsparametern und entsprechende iterative Verbesserungen der Eingriffe vorgenommen werden.Since the dynamics of the seed laser pulse source, in the above example, the region in which the current can be made limited due to the already mentioned laser threshold and maximum amplitude of a seed diode, it is proposed herein, with a second shaping engagement (in general with other shaping interventions) to extend the limit in the control of the dynamic range of the pulse amplitude of a seed pulse. In each individual case, the shaping interventions can be simulated using analytical models such as the Frantz-Nodvik equation or other numerical approaches, and the shaping interventions can be adapted accordingly. Additionally or alternatively, the shaping interventions may be performed by measuring pulse parameters and corresponding iterative enhancements of the interventions.

In einigen Ausführungsformen kann ein einzelner Ausgangspuls eines Laserverstärkersystems auf mehrere (direkt aneinander anschließende und sich überlappende) Teilpulse (als Einzelpuls oder als Burst-Pulsfolge) zurückgehen. Dabei können zur weiteren Erhöhung der Dynamik die Teilpulse überdies an unterschiedlichen Stellen der Verstärkerkette, z.B. zwischen benachbarten Verstärkerstufen, injiziert werden. Alternativ oder ergänzend kann ferner zwischen verschiedenen Verstärkerstufen eine Amplitudenanpassung vorgenommen werden. Dadurch können die Gesamtleistungsverluste minimiert bzw. zumindest reduziert werden.In some embodiments, a single output pulse of a laser amplifier system may be due to a plurality of (directly adjacent and overlapping) subpulses (as a single pulse or as a burst pulse train). Moreover, in order to further increase the dynamics, the partial pulses may also be applied at different locations of the amplifier chain, e.g. between adjacent amplifier stages. Alternatively or additionally, an amplitude adjustment can also be made between different amplifier stages. As a result, the total power losses can be minimized or at least reduced.

In einigen nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen kann z.B. ein Puls durch Modulation des Stroms einer Laserdiode vorgeformt werden. Vor der nachfolgenden Verstärkerstufe und/oder zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verstärkerstufen kann der Puls (als Einzelpuls oder als Burst-Pulsfolge) ferner durch einen optischen Modulator geformt werden. Hierdurch werden Pulsdeformationen, die während des Verstärkungsvorgangs beispielsweise aufgrund der Sättigung der Verstärkung entstehen, vorkompensiert oder zwischenkorrigiert. Da derartige Eingriffe in einem niedrigen Leistungsbereich des Verstärkungsvorgangs erfolgen, sind sie von geringeren Verlusten begleitet.In some embodiments described below, e.g. a pulse is preformed by modulating the current of a laser diode. Before the subsequent amplifier stage and / or between two successive amplifier stages, the pulse (as a single pulse or as a burst pulse sequence) can also be shaped by an optical modulator. As a result, pulse deformations that occur during the amplification process, for example due to the saturation of the gain, are precompensated or corrected in between. Since such interventions occur in a low power range of the amplification process, they are accompanied by lower losses.

Die oben angesprochenen und z.B. auf der Frantz-Nodvik-Gleichung basierenden analytischen Modelle können es erlauben, mit Blick auf die gewünschte Zielpulsform oder in Kenntnis vorgenommener Parameteränderungen im Lasersystem Seed-Pulsformen, evtl. speziell benötigte Kombination mehrerer Teil-Pulse und/oder das Beschneiden der Amplitude zu bestimmen und einzustellen. Derartige Regelungskonzepte können ferner mittels einer die Ansteuerung von z.B. involvierten Seed-Dioden durchführenden Steuerungseinheit während des Betriebs eines Lasersystems insbesondere in Echtzeit oder bei der Einstellung eines Betriebsmodus vorgenommen werden.The above mentioned and e.g. Based on the Frantz-Nodvik equation based analytical models may allow, with regard to the desired target pulse shape or in knowledge of parameter changes in the laser system seed pulse shapes, possibly specially required combination of multiple sub-pulses and / or trimming the amplitude to determine adjust. Such control concepts can also be implemented by means of a control of e.g. During the operation of a laser system, in particular in real time or in the setting of an operating mode, control units which are involved with seed diodes are made.

Viele Anwendungen von Kurzpulslasern beispielsweise im Nano- und Pikosekundenbereich können von einer derartigen Kontrolle über die Pulsform am Ausgang eines Lasersystems oder einer Verstärkerstufe profitieren. Nachfolgend werden verschiedene Maßnahmen zur Pulsformung beispielhaft im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.Many applications of short-pulse lasers, for example in the nano- and picosecond range, can benefit from such control over the pulse shape at the output of a laser system or an amplifier stage. In the following, various measures for pulse shaping will be explained in more detail by way of example in connection with the figures.

1 zeigt ein mehrstufiges Laserverstärkersystem 1 mit einer Seed-Laserpulsquelleneinheit 3, einer Verstärkungskette 5 und einer (optionalen) Endverstärkerstufe 7. Die verschiedenen Einheiten und deren Komponenten können beispielsweise über Faserkoppler/Combiner (als Beispiel einer Faser-spezifischen (Puls-) Kombiniereinheit 9A), Faserspleißabschnitte 9B, Transportfaserabschnitte (beispielhaft zwischen den Einheiten/Komponenten durch Linien 9C angedeutet) und/oder Freistrahlabschnitte 9D miteinander verbunden sein. Obwohl die nachfolgend beschriebene Verstärkungskette 5 beispielhaft primär auf Faserlaser-Verstärkerstufen basiert, können Laserverstärkerstufen allgemein u.a. (Rod-typ) Faser-, Stab-, Slab- und/oder Scheibenlaserverstärkerstufen umfassen. 1 shows a multi-stage laser amplifier system 1 with a seed laser pulse source unit 3 , an amplification chain 5 and an (optional) final amplifier stage 7 , The various units and their components can be used, for example, via fiber couplers / combiners (as an example of a fiber-specific (pulse) combiner unit 9A) , Fiber spliced sections 9B , Transport fiber sections (for example, between the units / components by lines 9C indicated) and / or free jet sections 9D be connected to each other. Although the gain chain 5 described below is based primarily on fiber laser amplifier stages, laser amplifier stages may generally include (Rod-type) fiber, rod, slab, and / or disk laser amplifier stages, among others.

Die Seed-Laserpulsquelleneinheit 3 umfasst eine oder mehrere Seed-Laser 3A, 3B, 3C (Seed-Quellen) zum Bereitstellen von mindestens einer Seed-Pulsfolge mit Seed-Pulsen 3' für eine nachfolgende Verstärkung. Beispielhaft werden in 1 drei Seed-Laser gezeigt. Beispiele für Seed-Laser umfassen DFB-, DBR- oder Fabry-Perot-Laserdioden sowie modengekoppelte Ultrakurzpuls (UKP)-Laser oder Microchiplaser. Ferner umfasst die Seed-Laserpulsquelleneinheit 3 eine (Dioden-) Ansteuerungseinheit 11 zum Einstellen der Seed-Pulsform(en). Die Ansteuerungseinheit 11 ist über punktiert dargestellte Steuerungsverbindungen mit den beispielsweise drei Seed-Lasern 3A, 3B, 3C verbunden. Die Steuerung kann beispielsweise die Modulation des Stroms (d.h. die Bestromung) der Seed-Diode(n) an die nachfolgende Verstärkung anpassen. Ferner kann die Seed-Leistung einer oder mehrerer Seed-Laser 3A, 3B, 3C mit einer Abschwächeinheit eingestellt werden. Beispielhaft ist eine Abschwächeinheit 4 im Strahlengang des Seed-Lasers 3B schematisch eingezeichnet und mit der Ansteuerungseinheit 11 verbunden. Ferner kann die Ansteuerungseinheit 11 allgemein an eine Anpassung von Parametern der Seed-Laserpulsquelleneinheit 3 (allgemein des Laserverstärkersystems 1) auf eine spezifische Anwendung des erzeugten Laserstrahls vornehmen.The seed laser pulse source unit 3 includes one or more seed lasers 3A . 3B . 3C (Seed sources) for providing at least one seed pulse train with seed pulses 3 ' for a subsequent reinforcement. To be exemplary in 1 shown three seed lasers. Examples of seed lasers include DFB, DBR or Fabry-Perot laser diodes as well as mode-locked ultrashort pulse (UKP) laser or microchip laser. Furthermore, the seed laser pulse source unit comprises 3 a (diode) drive unit 11 for adjusting the seed pulse shape (s). The drive unit 11 is shown via dotted control connections with the example, three seed lasers 3A . 3B . 3C connected. For example, the controller may adjust the modulation of the current (ie, energization) of the seed diode (s) to the subsequent gain. Furthermore, the seed performance of one or more seed lasers 3A . 3B . 3C be set with a attenuator. By way of example, an attenuation unit 4 in the beam path of the seed laser 3B schematically drawn and with the control unit 11 connected. Furthermore, the drive unit 11 generally to an adaptation of parameters of the seed laser pulse source unit 3 (generally the laser amplifier system 1 ) to a specific application of the generated laser beam.

Die Verstärkungskette 5 kann z.B. eine Sequenz von Faserverstärkerstufen 5A, 5B umfassen, die beispielsweise als gleichläufig oder gegenläufig gepumpte, kern- oder mantelgepumpte Faserverstärker ausgeführt sind. Beispielhaft ist in 1 eine Pumpdiode 6 gezeigt, welche in ihrer Leistung aufgeteilt und den Verstärkern 5A und 5B rückwärtspropagierend (gegenläufig) zugeführt wird. Die Ansteuerungseinheit 11 dient in diesem Beispiel auch zum Einstellen der Pumpdiode 6. In den Faserverstärkerstufen 5A, 5B wird der eingekoppelte Seed-Puls 3' sequentiell unter Ausbildung von den Faserverstärkerstufen 5A, 5B zugeordneten Zwischenpulsen 3" verstärkt bzw. für die Endverstärkerstufe 7 vorverstärkt. Zur Verdeutlichung, dass auch andere Verstärkersysteme als Verstärkerstufen verwendet werden können, ist beispielsweise eine Verstärkerstufe 5C nicht als Faserverstärkerstufe ausgebildet.For example, the gain chain 5 may be a sequence of fiber amplifier stages 5A . 5B which are embodied, for example, as cocurrently or countercurrently pumped, cored or shell-pumped fiber amplifiers. Exemplary is in 1 a pumping diode 6 shown which split in their performance and the amplifiers 5A and 5B backward-propagating (counter-rotating) is supplied. The drive unit 11 in this example also serves to set the pumping diode 6 , In the fiber amplifier stages 5A . 5B becomes the injected seed pulse 3 ' sequentially with formation of the fiber amplifier stages 5A . 5B associated intermediate pulses 3 ' amplified or pre-amplified for the final amplifier stage 7. To clarify that other amplifier systems can be used as amplifier stages, for example, an amplifier stage 5C not formed as a fiber amplifier stage.

Die Verstärkungskette 5 kann ferner Modulatoren 13, 15 (z.B. Amplitudenmodulatoren wie akustooptische Modulatoren oder elektro-optische Modulatoren oder spektrale Formungseinheiten wie räumliche Lichtmodulatoren (Spatial Light Modulator, SLM)) zur zusätzlichen zeitlichen oder spektralen Pulsformung oder zur Leistungsstabilisierung aufweisen. Eine oder mehrere Überwachungseinheiten 17 dienen ferner der Stabilisierung der Leistung und/oder der Überwachung der Pulsform. Die Modulatoren 13, 15 und die Überwachungseinheiten 17 werden beispielsweise ebenfalls von der Ansteuerungseinheit 11 angesteuert bzw. geben Daten an diese aus. Durch die Leistungsüberwachung 17 können z.B. die Seed-Laser 3A, 3B, 3C (Seed-Leistung), die Pumpdiode 6 (Pumpleistung) sowie die Modulatoren 13, 15 (Amplitudenmodulation/spektrale Formung) mit dem Ziel der Stabilisierung oder Anpassung von der Ansteuerungseinheit 11 angesteuert werden.The amplification chain 5 may further comprise modulators 13 . 15 Have (eg amplitude modulators such as acousto-optic modulators or electro-optical modulators or spectral shaping units such as spatial light modulators (Spatial Light Modulator, SLM)) for additional temporal or spectral pulse shaping or power stabilization. One or more monitoring units 17 also serve to stabilize the performance and / or the monitoring of the pulse shape. The modulators 13 . 15 and the monitoring units 17 For example, are also from the drive unit 11 controlled or give data to this. Through the power monitoring 17, for example, the seed laser 3A . 3B . 3C (Seed power), the pumping diode 6 (Pump power) and the modulators 13 . 15 (Amplitude modulation / spectral shaping) with the aim of stabilization or adaptation of the driving unit 11 be controlled.

Sich ergebende Ausgangspulse 5' der Verstärkungskette 5 können direkt beispielsweise für eine Materialbearbeitung eingesetzt werden. Alternativ können die sich ergebende Ausgangspulse 5' der Verstärkungskette 5 ferner als Seed-Pulse der Endverstärkerstufe 7 zur Erzeugung von Endverstärkerpulsen 7' zugeführt werden. Die Endverstärkerstufe 7 ist beispielsweise ein als Hauptverstärker ausgelegter und in 1 schematisch angedeuteter Verstärker mit einem scheibenförmigen laseraktiven Medium.Resulting output pulses 5 ' the reinforcement chain 5 can be used directly, for example, for material processing. Alternatively, the resulting output pulses 5 ' the gain chain 5 also as seed pulses of the final amplifier stage 7 for generating power amplifier pulses 7 ' be supplied. The final amplifier stage 7 is for example one designed as a main amplifier and in 1 schematically indicated amplifier with a disc-shaped laser-active medium.

Die derart verstärkten Endverstärkerpulse 7' oder aber auch die Ausgangspule 5' können z.B. in Werkzeugmaschinen zum Laserschneiden, Laserschweißen und zur Materialbearbeitung, wie z.B. zur Mikromaterialbearbeitung, oder zur Frequenzkonversion eingesetzt werden. Sie können ferner auch für wissenschaftliche Zwecke, wie Pumpen von OPCPA, sowie in der Spektroskopie verwendet werden.The thus amplified power amplifier pulses 7 ' or also the output coil 5 ' For example, they can be used in machine tools for laser cutting, laser welding and for material processing, such as micromaterial processing, or for frequency conversion. They can also be used for scientific purposes, such as pumping OPCPA, as well as in spectroscopy.

Die eingangs angesprochenen verstärkungsbedingten Pulsverformungen können in den in der Verstärkungskette 5 eingesetzten Fasern bei entsprechend hoher Verstärkung (und entsprechender Inversion) entstehen. Entsprechend kann sich die ursprüngliche Seed-Pulsform während der Verstärkung in den (Faser-) Verstärkerstufen 5A, 5B, 5C durch Sättigungseffekte verändern. Beispielsweise kann der vordere Teil des Seed-Pulses oder die ersten Pulse einer Burst-Pulsfolge eine deutlich erhöhte Verstärkung gegenüber dem hinteren Teil erfahren, wie in 1 bzgl. des Seed-Pulses 3' und des Zwischenpulses 3" schematisch angedeutet. Dabei ist in der beispielhaften Darstellung der 1 (sowie in den beispielhaften Darstellungen der 5 und 8) die Pulsform über die Ausbreitungsrichtung schematisch angedeutet, im Unterschied zur zeitlichen Darstellung in den 2 bis 4B.The amplification-related pulse deformations mentioned at the outset can arise in the fibers used in the amplification chain 5 with correspondingly high amplification (and corresponding inversion). Accordingly, the original seed pulse shape may increase during amplification in the (fiber) amplifier stages 5A . 5B . 5C through saturation effects. For example, the front part of the seed pulse or the first pulses of a burst pulse train may experience a significantly increased gain over the back part, as in FIG 1 regarding the seed pulse 3 ' and the intermediate pulse 3 ' indicated schematically. It is in the exemplary representation of the 1 (as well as in the exemplary representations of 5 and 8th ) the pulse shape over the propagation direction indicated schematically, in contrast to the temporal representation in the 2 to 4B ,

Die Ansteuerungseinheit 11 kann gemäß der hierin offenbarten Konzepte zum Einstellen von Seed-Pulsform(en), insbesondere zum Ansteuern einer Seed-Quelle, einer Kombiniereinheit und/oder pulsformende Vorrichtung (15, 60), ausgebildet sein. Ferner kann die Ansteuerungseinheit 11 optional dazu ausgebildet sein, einen Seed-Pulsverlauf aus einem Zielpulsverlauf abzuleiten. Insbesondere kann ein Ziel-Amplitudenverlauf eines der Ausgangspulse abgeleitet werden. Entsprechend kann die Ansteuerungseinheit 11 die Seed-Pulsform(en), insbesondere die Beiträge von den mindestens zwei Seed-Pulsen und/oder die Beschneidung der Amplitude mindestens eines der zugehörigen Zwischenpulse einstellen. Die Ableitung kann z.B. auf den bereits angesprochenen Algorithmen basieren und gemessenen Leistungswerten basieren. Selbstverständlich kann eine Ansteuerungseinheit auch aus mehreren einzelnen Ansteuerungseinheiten aufgebaut sein.The drive unit 11 may according to the concepts disclosed herein for adjusting seed pulse shape (s), in particular for driving a seed source, a combining unit and / or pulse-shaping device ( 15 . 60 ) be formed. Furthermore, the drive unit 11 optionally be designed to derive a seed pulse course from a target pulse course. In particular, a target amplitude characteristic of one of the output pulses can be derived. Accordingly, the drive unit 11 set the seed pulse shape (s), in particular the contributions from the at least two seed pulses and / or the truncation of the amplitude of at least one of the associated intermediate pulses. The derivative may be based, for example, on the already mentioned algorithms and based on measured power values. Of course, a drive unit can also be constructed from a plurality of individual drive units.

Es wird angemerkt, dass in einigen Verstärkerkonfigurationen die Auswirkung des Verstärkungsvorgangs auf die Pulsform im Wesentlichen vernachlässigbar sein kann, beispielsweise wenn die zuvor angesprochene Sättigung nicht erreicht wird. Dies kann z.B. in einem entsprechend ausgelegten Scheibenverstärker der Fall sein (wobei allgemein auch in einem Scheibenverstärker eine Pulsformänderung eintreten kann). In einem Fall mit vernachlässigbarer Pulsformänderung ist die Zielpulsform im Wesentlichen bereits die Ausgangspulsform der Verstärkungskette 5 und nicht erst die Pulsform nach der Endverstärkerstufe 7. Die Pulsform nach der Endverstärkerstufe 7 kann z.B. in ihrer Form nahezu identisch zur Ausgangspulsform der Verstärkungskette 5 sein, wenn auch intensitätsverstärkt. Beispielsweise kann sie nur Änderungen aufweisen, die für die nachfolgende Station z.B. eine Materialbearbeitungsvorrichtung vernachlässigbar sind. Dies ist bei der Festlegung der Zielpulsform und der entsprechenden Ansteuerung der Seed-Dioden und/oder Modulator(en) von der Ansteuerungseinheit 11 zu berücksichtigen. It is noted that in some amplifier configurations, the effect of the amplification process on the pulse shape may be substantially negligible, for example, if the aforementioned saturation is not achieved. This may be the case, for example, in a correspondingly designed disk amplifier (wherein in general a pulse shape change may also occur in a disk amplifier). In a case with negligible pulse shape change, the target pulse shape is essentially already the output pulse shape of the gain chain 5 and not just the pulse shape after the final amplifier stage 7 , The pulse shape after the final amplifier stage 7 can, for example, in its form almost identical to the output pulse shape of the gain chain 5 be, albeit intensified. For example, it can only have changes that are negligible for the subsequent station, for example, a material processing device. This is in the determination of the target pulse shape and the corresponding control of the seed diodes and / or modulator (s) of the drive unit 11 to take into account.

Beispielsweise kann ein - wie in 1 beispielhaft angedeuteter - Rechteckpuls mit Pulsdauern im Nano- oder Pikosekundenbereich als Zielpulsform für einen Laserbearbeitungsprozess benötigt werden. Andere Beispiele umfassen einen Plateau-Puls mit oder ohne ansteigender und/oder abfallender Flanke, allgemein trapezartige oder beliebige Pulsformen. Soll z.B. ein Rechteckpuls von ca. 250 ns Pulsdauer am Ende der Verstärkerkette 5 vorliegen, wird eine Seed-Pulsform benötigt, die die überproportionale Verstärkung des vorderen Bereichs z.B. durch einen exponentiellen Amplitudenanstieg vorkompensiert.For example, a - as in 1 Example indicated - rectangular pulse with pulse durations in the nano- or picosecond range as a target pulse shape for a laser processing process are needed. Other examples include a plateau pulse with or without rising and / or falling edge, generally trapezoidal or any pulse shapes. If, for example, a rectangular pulse of approximately 250 ns pulse duration is present at the end of the amplifier chain 5, a seed pulse shape is needed which precompensates the disproportionate amplification of the front region, for example by an exponential increase in amplitude.

In 2 ist ein exponentieller Anstieg der Amplitude A mit zunehmender Zeit t schematisch für einen „idealen“ Seed-Puls (z.B. für einen Rechteckausgangspuls) mit einer Pulsdauer T dargestellt. Für einen derartigen Amplitudenanstieg wäre die Seed-Laserdiode mit einem z.B. exponentiell ansteigenden Strom zu betreiben.In 2 is an exponential increase of the amplitude A with increasing time t schematically for an "ideal" seed pulse (eg for a rectangular output pulse) with a pulse duration T shown. For such an increase in amplitude, the seed laser diode would be operated with, for example, an exponentially increasing current.

Durch die eingangs erwähnte Laserschwelle und Maximalamplitude wird jedoch der Dynamikbereich einer Seed-Laserdiode zwischen minimalem und maximalem Strom (bzw. zwischen minimaler und maximaler Seed-Pulsamplitude) eingeschränkt.However, the laser threshold and maximum amplitude mentioned at the outset limit the dynamic range of a seed laser diode between minimum and maximum current (or between minimum and maximum seed pulse amplitude).

In 3 ist beispielhaft ein realisierbarer Anstieg der Amplitude A eines Seed-Pulses mit der Zeit t schematisch für eine Laserdiode dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Laserschwelle der Laserdiode ein Plateau P mit niedriger Amplitude (knapp über der Laserschwelle) im vorderen Pulsteil ausbilden kann. Ferner wird eine einsetzbare Maximalamplitude Amax des Seed-Pulses z.B. durch eine Zerstörschwelle der Halbleiterstruktur und/oder durch thermische Effekte in der Halbleiterstruktur der Laserdiode limitiert.In 3 By way of example, a realizable increase in the amplitude A of a seed pulse with time t is shown schematically for a laser diode. It can be seen that the laser threshold of the laser diode can form a plateau P with low amplitude (just above the laser threshold) in the front pulse part. Furthermore, a usable maximum amplitude Amax of the seed pulse is limited, for example, by a damage threshold of the semiconductor structure and / or by thermal effects in the semiconductor structure of the laser diode.

Folglich stößt angesichts des realisierbaren Amplitudenanstiegs die Pulsformung an Grenzen des Dynamikbereichs der möglichen Ansteuerung der Laserdiode. Denn die eingangs angesprochene Modulation der Bestromung von Laserdioden reicht unter Umständen nicht dazu aus, ein Verformen der Seed-Pulse während des Verstärkungsvorgangs im Voraus derart zu kompensieren, dass sich die Zielpulsform nach der Verstärkung einstellt. Dies kann neben dem bereits genannten Fall, dass das Verstärkersystem über eine bzgl. einer Verformung zu hohe Verstärkung verfügt, auch dann eintreten, wenn die Zielpulsform selbst eine hohe (nicht vorkompensierbare) Dynamik aufweisen soll. Auch pulsformende Vorrichtungen wie z.B. ein AOM können in ihrem Dynamikbereich begrenzt sein.Consequently, in view of the realizable increase in amplitude, the pulse shaping encounters limits of the dynamic range of the possible activation of the laser diode. For the above-mentioned modulation of the energization of laser diodes may not be sufficient to compensate in advance for a deformation of the seed pulses during the amplification process in such a way that the target pulse shape adjusts itself after the amplification. This can occur in addition to the already mentioned case in which the amplifier system has a gain that is too high in terms of deformation, even if the target pulse form itself should have a high (not precompensatable) dynamic. Also, pulse forming devices such as e.g. An AOM can be limited in its dynamic range.

Die hierin beschriebenen Konzepte können es erlauben, eine gewünschte Zielpulsform für einen z.B. nachfolgenden Laserbearbeitungsvorgang auch in derartigen Fällen, z.B. bei hohen Laserleistungen nach dem Verstärkungsvorgang, zu ermöglichen. Die vorgeschlagene Pulsformung mit hoher Dynamik erfolgt durch formende Eingriffe an mindestens zwei verschiedenen Stellen eines Verstärkungsvorgangs. Neben einer Formung des Seed-Pulses - z.B. kann ein Puls durch Modulation des Diodenstroms vorgeformt werden - wird mindestens ein weiterer formender Eingriff vorgenommen.The concepts described herein may allow for a desired target pulse shape for a e.g. subsequent laser processing operation also in such cases, e.g. at high laser powers after the amplification process. The proposed pulse shaping with high dynamics is performed by shaping interventions at at least two different points of a gain process. In addition to shaping the seed pulse - e.g. For example, a pulse can be preformed by modulating the diode current - at least one other shaping intervention is made.

Der weitere formende Eingriff kann ferner das Konzept umfassen, dass ein zu verstärkender Seed-Puls aus mehreren Teilpulsen aufgebaut wird. Zum Beispiel können mehrere Teilpulse mit unterschiedlichen (beispielsweise über die Abschwächeinheit 4 in 1 reduzierten) Dynamikumfängen eingesetzt werden. Als weiterer formender Eingriff können zusätzlich oder alternativ Teilpulse von Teil-Seed-Pulsfolgen an unterschiedlichen Stellen der Verstärkerkette 5 in den Verstärkungsprozess eingebracht werden. So kann beispielsweise, wie in 1 dargestellt, das Einbringen der Laserpulse des Seed-Lasers 3C vor der Faserverstärkerstufe 5B erfolgen. Alternativ oder ergänzend können Laserpulse nach einer Faserverstärkerstufe, z.B. nach der Faserverstärkerstufe 5B, eingebracht werden.The further shaping intervention may further comprise the concept that a seed pulse to be amplified is built up from a plurality of partial pulses. For example, multiple sub-pulses may be different (eg, via the attenuation unit 4 in FIG 1 reduced) dynamic ranges are used. As a further shaping intervention, in addition or as an alternative, partial pulses of partial seed pulse sequences can be introduced into the amplification process at different points of the amplifier chain 5. For example, as in 1 shown, the introduction of the laser pulses of the seed laser 3C in front of the fiber amplifier stage 5B respectively. Alternatively or additionally, laser pulses may follow a fiber amplifier stage, eg after the fiber amplifier stage 5B to be introduced.

Eine Grundidee dabei ist, dass eine kaskadierte Anordnung von Teilpuls-Seed-Quellen für zeitlich aufeinander folgende Segmente eines Seed-Pulses zuständig ist, wobei die Pulsdauern der Segmente üblicherweise kürzer ist als die Pulsdauer der Ausgangspulse. Beispielsweise können im obigen Beispiel Teilpulse/Zwischenpulse mit Pulsdauern im Bereich von 10% bis 90% von z.B. 250 ns kombiniert werden. Allgemein können auch kürzere oder längere Pulsdauern von z.B. 50 ns oder 10 µs aus Teilpulse/Zwischenpulse kombiniert werden. Dabei können Teilpuls-Seed-Quellen jeweils als einzelne Seed-Diode ausgebildet sein (wie nachfolgend zur Vereinfachung der Beschreibung in den 5 bis 7 umgesetzt) oder auch auf eine gemeinsame (Ursprungs-) Seed-Diode zurückgehen (siehe 8). A basic idea here is that a cascaded arrangement of partial pulse seed sources is responsible for temporally successive segments of a seed pulse, the pulse durations of the segments usually being shorter than the pulse duration of the output pulses. For example, in the above example, partial pulses / intermediate pulses with pulse durations in the range of 10% to 90% of, for example, 250 ns can be combined. In general, shorter or longer pulse durations of eg 50 ns or 10 μs can also be used Partial pulses / intermediate pulses are combined. In this case, partial pulse seed sources can each be designed as a single seed diode (as described below in order to simplify the description in FIGS 5 to 7 converted) or go back to a common (seed) seed diode (see 8th ).

Allgemein basiert dann ein verstärkter Ausgangspuls entsprechend auf der Verstärkung von mindestens zwei Seed-Pulsen unterschiedlicher Seed-Pulsfolgen.In general, an amplified output pulse is then based on the amplification of at least two seed pulses of different seed pulse sequences.

Die 4A und 4B verdeutlichen den Teilpuls-Ansatz bei der Erzeugung von Pulsformen (eines Einzelpulses oder einer Pulseinhüllenden einer Burst-Pulsfolge) mit hoher Dynamik. 4A zeigt schematisch eine Überlagerung von Beiträgen von zwei Teilpulsen 21A, 21B (mit Teilpulsdauern TA, TB von z.B. jeweils ungefähr der halben Pulsdauer T), die jeweils einen wie in 3 gezeigten Amplitudenverlauf aufweisen, wobei die zugehörigen Amplitudenverläufe unterschiedliche Untergrenzen (Plateauamplituden) und Obergrenzen (Maximalamplituden) aufweisen. Der Teilpuls 21A im niedrigeren Amplitudenbereich bildet im Wesentlichen ein zeitlich vorauslaufendes Segment des Seed-Pulses und der Teilpuls im höheren Amplitudenbereich bildet im Wesentlichen ein zeitlich nachfolgendes Segment des Seed-Pulses.The 4A and 4B illustrate the partial pulse approach in the generation of pulse shapes (a single pulse or a pulse envelope of a burst pulse train) with high dynamics. 4A schematically shows a superposition of contributions from two sub-pulses 21A . 21B (With partial pulse durations TA, TB of, for example, each approximately half the pulse duration T), each one as in 3 have shown amplitude curve, wherein the associated amplitude curves have different lower limits (plateau amplitudes) and upper limits (maximum amplitudes). The partial pulse 21A In the lower amplitude range, essentially a time-advanced segment of the seed pulse forms and the partial pulse in the higher amplitude range essentially forms a segment of the seed pulse following in time.

Kombiniert man immer mehr Teilpulse - z.B. zeigt 4B eine Kombination von vier Teilpulsen mit Teilpulsdauern Ti - kann man sich dem in 2 gezeigten „idealen“ Amplitudenverlauf annähern. Im gezeigten Beispiel kontrolliert eine erste Teilpuls-Seed-Quelle die Amplitude eines ersten Teilpulses/Segments und eine N-te Teilpuls-Seed-Quelle kontrolliert die Amplitude eines N-ten Teilpulses/Segments. Dabei kann die zeitliche Dauer der N Segmente, d.h. der Teilpulsdauer der Teilpulse, (im Wesentlichen) gleich sein oder sie können sich zumindest teilweise unterscheiden.Combine more and more partial pulses - eg shows 4B a combination of four partial pulses with partial pulse durations Ti - can be found in the 2 approximate the "ideal" amplitude curve shown. In the example shown, a first subpulse seed source controls the amplitude of a first subpulse / segment and an Nth subpulse seed source controls the amplitude of an Nth subpulse / segment. In this case, the time duration of the N segments, ie the partial pulse duration of the partial pulses, can be (substantially) the same or they can be at least partially different.

Ferner können sich Beiträgen von Teilpuls-Seed-Quellen zeitlich überlagern. Beispielsweise kann eine erste Teilpuls-Seed-Quelle von Anfang bis Ende strahlen und eine zweite Teilpuls-Seed-Quelle wird ab einem einstellbaren Zeitpunkt zugeschaltet.Furthermore, contributions from subpulse seed sources may overlap in time. For example, a first partial pulse seed source can radiate from beginning to end, and a second partial pulse seed source is switched on from an adjustable point in time.

In einigen Ausführungsformen befinden sich, wie schon in Verbindung mit 1 gezeigt, die Teilpuls-Seed-Quellen an unterschiedlichen Positionen der Verstärkerkette 5. Dadurch kann die sequentiell erfolgende Verstärkung selbst zur Erhöhung der Dynamik der Pulsamplituden der Teilpuls-Seed-Quellen genutzt werden.In some embodiments, as already associated with 1 Thus, the sequential amplification itself can be used to increase the dynamics of the pulse amplitudes of the sub-pulse seed sources.

Die nachfolgenden Ausführungsformen sind beispielhaft für Seed-Dioden als Seed-Laser und Faserverstärkerstufen als Verstärkerstufe erläutert. Jedoch können auch andere, beispielsweise die bereits genannten, Arten von Seed-Lasern und Verstärkerstufen je nach Verstärkersystem eingesetzt werden.The following embodiments are explained by way of example for seed diodes as seed lasers and fiber amplifier stages as amplifier stage. However, other types of seed lasers and amplifier stages, such as those already mentioned, may be used depending on the amplifier system.

5 zeigt als weitere beispielhafte Ausführungsform eine über den Verstärkungsvorgang wiederholt nach mehreren (z.B. Faser-) Verstärkerstufen geseedete Verstärkerkette 20. Beispielhaft kontrolliert eine erste Seed-Diode 23A die Amplitude des (zeitlich) ersten Teilpulses einer Teil-Seed-Pulsfolge 23A', eine Seed-Diode 23B die des zweiten Teilpulses einer Teil-Seed-Pulsfolge 23B', ... und eine Seed-Diode 23N die des N-ten Teilpulses. Allgemein kann ein Seed-Laser einen oder mehrere nachfolgende Teilpulse mitkontrollieren. 5 shows, as a further exemplary embodiment, an amplifier chain 20 which is repeatedly grounded via the amplification process after several (eg fiber) amplifier stages. By way of example, a first seed diode controls 23A the amplitude of the (temporally) first partial pulse of a partial seed pulse train 23A ' , a seed diode 23B that of the second partial pulse of a partial seed pulse train 23B ' , ... and a seed diode 23N that of the Nth subpulse. In general, a seed laser can also control one or more subsequent partial pulses.

Nach der ersten Seed-Diode 23A befindet sich eine erste Verstärkerstufe 25A (beispielsweise eine Faserverstärkerstufe), in der der erste Teilpuls der Teil-Seed-Pulsfolge 23A' zur Verstärkung eingekoppelt wird. Der verstärkte erste Teilpuls/Zwischenpuls wird über einen Combiner (Kombiniereinheit 9A) (z.B. im Freistrahl oder fasergekoppelt) mit dem zweiten (noch nicht verstärkten) Teilpuls der Teil-Seed-Pulsfolge 23B' zusammengeführt, so dass der resultierende Puls z.B. eine längere Pulsdauer (zum Beispiel die Summe der Pulsdauern des ersten und des zweiten Teilpulses) aufweist. Allgemein können die Teilpulse/Zwischenpulse zeitlich zueinander beabstandet, insbesondere mit einem Zeitversatz, der kleiner ist als die Seed-Pulsdauer, kombiniert werden, sich zeitlich aneinander anschließen oder sich zeitlich überlappen (ineinander übergehen).After the first seed diode 23A there is a first amplifier stage 25A (For example, a fiber amplifier stage), in which the first partial pulse of the partial seed pulse train 23A ' is coupled to the gain. The amplified first partial pulse / intermediate pulse is via a combiner (combiner unit 9A) (eg in the free jet or fiber-coupled) with the second (not yet amplified) partial pulse of the part-seed pulse train 23B ' merged, so that the resulting pulse, for example, a longer pulse duration (for example, the sum of the pulse durations of the first and the second partial pulse) has. In general, the subpulses / intermediate pulses can be temporally spaced apart from one another, in particular with a time offset which is smaller than the seed pulse duration, can be combined, join in time with one another or overlap in time (merge into one another).

Jedem Teilpuls kann ein Zeitbereich (beispielsweise ein Segment) des letztendlich die Verstärkerkette 5' verlassenden Ausgangspulses zugeordnet werden. Die hohe Dynamik einer solchen Zuordnung geht dabei auf die Nutzung der Sequenz von Verstärkerstufen 25A, 25B,... 25N zurück. Hier sei angemerkt, dass die zeitliche Position eines Zeitbereichs (Segments) nicht der Position der zugehörigen Seed-Diode im sequentiellen Aufbau entsprechen muss. Vielmehr können diese voneinander abweichen. Je nach Zielpulsform wird ein Teilpuls für einen entsprechenden Zeitbereich in den Verstärkungsvorgang eingebracht. Üblicherweise werden Teilpulse für stärker verstärkte Zeitbereiche früher in die Kaskade eingebracht, als Teilpulse für weniger stark verstärkte Zeitbereiche des Ausgangslaserpulses. In 4B sind beispielsweise vier Teilpulse gezeigt, die entsprechend zu vier Segmenten des erzeugten Ausgangspulses verstärkt werden. D.h., der verstärkte Ausgangspuls umfasst allgemein elektromagnetische Strahlung, die auf die vier Seed-Pulse zurückgeht und somit auf der Verstärkung von vier Seed-Pulsen aus unterschiedlichen Seed-Puls-Folgen basiert.Each subpulse can be assigned a time range (for example, a segment) of the output pulse ultimately leaving the amplifier chain 5 '. The high dynamics of such an assignment is based on the use of the sequence of amplifier stages 25A . 25B ... 25N back. It should be noted here that the time position of a time range (segment) does not have to correspond to the position of the associated seed diode in the sequential structure. Rather, they can differ from each other. Depending on the target pulse shape, a partial pulse for a corresponding time range is introduced into the amplification process. Usually, partial pulses are introduced into the cascade earlier for more intensified time ranges, as partial pulses for less strongly amplified time ranges of the output laser pulse. In 4B For example, four partial pulses are shown, which are amplified corresponding to four segments of the generated output pulse. That is, the amplified output pulse generally comprises electromagnetic radiation due to the four seed pulses, thus based on the amplification of four seed pulses of different seed pulse sequences.

In der Ausführungsform gemäß 6 wird die hohe Dynamik über eine Kombiniereinheit 9A erzeugt. Geht man z.B. von zwei (oder mehr) gleichstarken Seed-Dioden 33A, 33B (als Beispiel für einen Seed-Laser) aus, kann ein Kanal der Kombiniereinheit 9A zum Beispiel den Teilpuls der Seed-Diode 33A zu 90% transmittieren, wobei der andere Kanal der Kombiniereinheit 31 den Teilpuls der Seed-Diode 33B nur zu 10% transmittiert. Ein zeitlicher Versatz und/oder Überlapp der Teilpulse kann durch die Ansteuerung der Seed-Dioden 33A, 33B erfolgen. Ein sich entsprechend ergebender kombinierte Laserpuls wird einer Verstärkerstufe 35 zugeführt. Analog können mehr als zwei Seed-Dioden mit entsprechenden auswählbaren Verhältnissen, Versätzen und/oder Überlappungen kombiniert werden, insbesondere zueinander zeitlich zueinander beabstandet sein, zeitlich aneinander anschließen oder zeitlich überlappen. Beispielsweise können mindestens zwei der Seed-Pulse mit einem Zeitversatz, der kleiner ist als die Seed-Pulsdauer, voneinander beabstandet sein. In the embodiment according to 6 is the high dynamics via a combination unit 9A generated. For example, if one goes from two (or more) equally strong seed diodes 33A . 33B (as an example of a seed laser), one channel may be the combiner unit 9A for example, the partial pulse of the seed diode 33A transmit to 90%, with the other channel of the combining unit 31 the partial pulse of the seed diode 33B only 10% transmitted. A temporal offset and / or overlap of the partial pulses can be achieved by controlling the seed diodes 33A . 33B respectively. A correspondingly resulting combined laser pulse is fed to an amplifier stage 35. Analogously, more than two seed diodes can be combined with corresponding selectable ratios, offsets and / or overlaps, in particular spaced from each other in time, adjoin one another in terms of time or overlapping in time. For example, at least two of the seed pulses may be spaced apart with a time offset less than the seed pulse duration.

Die Ausführungsform gemäß 6 (wie auch die Ausführungsformen der nachfolgenden Figuren) kann z.B. in die Kaskade der 5 bei einer oder bei mehreren der Seed-Dioden 23A,... integriert werden.The embodiment according to 6 (As well as the embodiments of the following figures), for example, in the cascade of 5 at one or more of the seed diodes 23A ,... to get integrated.

In der Ausführungsform gemäß 7 wird eine Einheit 41 bei der Kombination von zwei (oder mehr) Teilpulsen zweier Seed-Laser 43A, 43B verwendet. Die Einheit 41 wirkt z.B. einheitlich über die Pulsdauer auf den Amplitudenverlauf eines der Teilpulse. Beispielsweise weist ein dem Seed-Laser 43A zugeordneter optischer Arm einen Verstärker oder eine Abschwächeinheit als Einheit 41 auf, so dass die z.B. in einer Kombiniereinheit 9A gleichberechtigt kombinierte Teilpulse unterschiedliche, evtl. einstellbare, Amplitudenbereiche abdecken. Somit wird eine erhöhte Amplitudendynamik erzeugt, die bei der nachfolgenden Verstärkung in einer Verstärkerstufe 45 zur Vorkompensierung genutzt werden kann. Die zeitliche Ansteuerung der Seed-Laser 43A, 43B kann wiederum entsprechend des betroffenen Segments (mit Abstand, überlappend, ineinander übergehend etc.) erfolgen.In the embodiment according to 7 becomes a unit 41 when combining two (or more) partial pulses of two seed lasers 43A . 43B used. The unit 41 For example, acts uniformly over the pulse duration on the amplitude profile of one of the partial pulses. For example, one indicates the seed laser 43A associated optical arm an amplifier or a Abschwächeinheit as a unit 41 on, so that eg in a combination unit 9A Equally combined partial pulses cover different, possibly adjustable, amplitude ranges. Thus, an increased amplitude dynamics is generated, which in the subsequent amplification in an amplifier stage 45 can be used for precompensation. The timing of the seed laser 43A . 43B in turn, can be done according to the affected segment (by far, overlapping, merging, etc.).

In weiteren Ausführungsformen können mehrere Teilpulse mit nur einem Seed-Laser erzeugt werden. Wie beispielhaft in 8 gezeigt wird, kann zunächst mit einem Splitter 51 ein Seed-Puls einer Seed-Diode 53 in zwei sich entlang zugehöriger optischer Arme 53A, 53B ausbreitende Teilpulse optisch aufgeteilt werden. Basierend auf derart gebildeten Teil-Seed-Pulsfolgen 53A', 53B' wird dann die gewünschte Amplitudendynamik erzeugt, so dass ein Ausgangspuls (seine elektromagnetische Strahlung) auf mindestens zwei Seed-Pulse von unterschiedlichen (Teil-)Seed-Pulsfolgen zurückgeht.In further embodiments, multiple sub-pulses may be generated with only one seed laser. As exemplified in 8th can be shown first with a splitter 51 a seed pulse of a seed diode 53 in two optical arms associated with each other 53A . 53B spreading partial pulses are optically split. Based on part-seed pulse trains thus formed 53A ' . 53B ' Then, the desired amplitude dynamics is generated, so that an output pulse (its electromagnetic radiation) goes back to at least two seed pulses of different (partial) seed pulse sequences.

Beispielsweise wird in 8 im optischen Arm 53A ein Teilpuls (z.B. wie in 7 mit der Einheit 41) abgeschwächt oder verstärkt. Der andere optische Arm 53B weist eine Verzögerung beispielsweise über eine Faserstrecke 57 (oder auch eine Freistrahlausbreitung) auf. Anschließend werden beide Teilpulse wieder entsprechend der betroffenen Segmente mit Abstand, überlappend, ineinander übergehend etc. in einer Kombiniereinheit 9A (gleichgewichtet oder gewichtet) kombiniert und einer Verstärkerstufe 55 zugeführt.For example, in 8th in the optical arm 53A a partial pulse (eg as in 7 with the unit 41 ) attenuated or amplified. The other optical arm 53B indicates a delay, for example over a fiber link 57 (or a free jet propagation) on. Subsequently, both sub-pulses are again corresponding to the affected segments at a distance, overlapping, merge into one another, etc. in a combination unit 9A combined (weighted or weighted) and fed to an amplifier stage 55.

Zusätzlich kann eine oder mehrere pulsformende Vorrichtungen (Modulatoren) zur zeitlichen Pulsformung zwischen Verstärkerstufen eingesetzt werden.In addition, one or more pulse shaping devices (modulators) may be used for timing pulse shaping between amplifier stages.

9 zeigt ähnlich 5 eine Verstärkerkette 20', die eine Kaskade von Verstärkerstufen 61 aufweist. Eingekoppelte Seed-Pulse eines Lasers, beispielsweise einer Seed-Laserdiode 63, werden in den Verstärkerstufen 61 sequentiell unter Ausbildung von den Verstärkerstufen 61 zugeordneten Zwischenpulsen verstärkt. Die Verstärkerkette 20A gibt entsprechend verstärkte Ausgangspulse ab, die jeweils auf einem eingekoppelten Seed-Puls basieren, der - wie nachfolgend erläutert - verstärkt und in der Amplitude moduliert wurde. 9 shows similar 5 an amplifier chain 20 ' that is a cascade of amplifier stages 61 having. Injected seed pulses of a laser, for example a seed laser diode 63 , be in the amplifier stages 61 sequentially with training from the amplifier stages 61 amplified associated intermediate pulses. The amplifier chain 20A outputs correspondingly amplified output pulses, each based on a coupled seed pulse, which - as explained below - was amplified and modulated in amplitude.

Zwischen aufeinanderfolgenden Verstärkerstufen 61 können pulsformende Vorrichtungen 60 zur Änderung der Amplitude eines zugehörigen Zwischenpulses vorgesehen werden. Beispielsweise ist die pulsformende Vorrichtung 60 eine Einheit zur Änderung der Amplitude, d.h. des Amplitudenverlaufs während der Pulsdauer des Zwischenpulses. Sie ist z.B. als optischen Modulator, beispielsweise als akusto-optischer Modulator oder elektro-optischer Modulator, ausgebildet, der dazu ausgebildet ist, während der Pulsdauer des Zwischenpulses Energie auszukoppeln, so dass sich die Pulsform verändert, insbesondere die Amplitude im entsprechend zugehörigen zeitlichen Bereich/Segment reduziert.Between successive amplifier stages 61 can pulse-shaping devices 60 be provided for changing the amplitude of an associated intermediate pulse. For example, the pulse-shaping device 60 a unit for changing the amplitude, ie the amplitude curve during the pulse duration of the intermediate pulse. It is designed, for example, as an optical modulator, for example as an acousto-optical modulator or electro-optical modulator, which is designed to decouple energy during the pulse duration of the intermediate pulse, so that the pulse shape changes, in particular the amplitude in the corresponding temporal range / Segment reduced.

In 10 wird das Konzept des Beschneidens der Amplitude von Zwischenpulsen mit einem Amplitudenverlauf 71 verdeutlicht. Beispielsweise wird ein akusto-optischer Modulator derart angesteuert, dass die Vorderseite des Zwischenpulses (kleine t-Werte) Verluste erfährt, die mit zunehmenden t-Werten abnehmen. Auf diese Weise kann die Verstärkung derart ausgebildet werden, dass die Verstärkung quasi mit einem Amplitudenverlauf erfolgt, der dem „idealen“ Amplitudenverlauf 73 (ähnlich 2) angenähert ist.In 10 is the concept of truncating the amplitude of intermediate pulses with an amplitude curve 71 clarified. For example, an acousto-optic modulator is controlled in such a way that the front side of the intermediate pulse (small t-values) experiences losses which decrease with increasing t-values. In this way, the amplification can be formed in such a way that the amplification takes place quasi with an amplitude characteristic which corresponds to the "ideal" amplitude characteristic 73 (similar 2 ) is approximated.

Die Zwischenpulse können ferner (wie vorausgehend erläutert) vor oder nach der pulsformenden Vorrichtung 60 mit weiteren Teilpulsen ergänzt werden, um den gewünschten Dynamikumfang zu erreichen. Entsprechend gehen dann verstärkte Ausgangspulse, allgemein deren elektromagnetische Strahlung jeweils auf mehrere eingekoppelte Seed-Pulse zurück und somit basiert jeder der Ausgangspulse auf der Verstärkung mehrerer Seed-Pulse. Überdies kann die pulsformende Vorrichtung 61 z.B. zur ASE-Unterdrückung eingesetzt werden.The intermediate pulses may further (as previously explained) before or after the pulse-shaping device 60 be supplemented with other sub-pulses to the desired Reach dynamic range. Accordingly, then amplified output pulses, generally their electromagnetic radiation in each case go back to several coupled seed pulses and thus each of the output pulses based on the gain of several seed pulses. Moreover, the pulse-shaping device 61 For example, be used for ASE suppression.

Auf diese Weise können Pulsdeformationen beispielsweise aufgrund der Sättigung der Verstärkung vor oder zwischen den Faserverstärkerstufen 61 korrigiert werden.In this way, pulse deformations may be corrected, for example, due to the saturation of the gain before or between the fiber amplifier stages 61.

Zurückblickend auf 1 ist erkennbar, dass der darin dargestellte Aufbau schematisch das gewichtete Kombinieren von (Teil)-Pulsen der Seed-Quellen 3A, 3B zeigt. Ferner umfasst der Aufbau ein Einkoppeln weiterer Teilpulse der Seed-Quelle 3C vor der Verstärkerstufe 5B sowie eine beispielsweise Amplitudenanpassung vor den Verstärkerstufen 5B und 5C.Looking back on 1 It will be appreciated that the structure illustrated therein schematically illustrates the weighted combining of (sub) pulses of the seed sources 3A . 3B shows. Furthermore, the structure comprises an injection of further partial pulses of the seed source 3C in front of the amplifier stage 5B as well as, for example, an amplitude adjustment before the amplifier stages 5B and 5C ,

Mit Blick auf die vielfältigen, hierin offenbarten Konzepte kann z.B. ein Faser-Seed-Laser eingesetzt werden, dessen (evtl. gestreckten) Seed-Pulse aufgeteilt und zumindest einseitig auf eine Verzögerungseinheit gegeben werden, die die aufgeteilten Seed-Pulse zueinander verzögert. Die aufgeteilten und eventuell verzögerten Seed-Pulse können gegebenenfalls zusätzlich oder alternativ mit einem Modulator im jeweiligen Zweig in ihrer Energie moduliert und nachfolgend wieder zusammen geführt werden. Zusätzlich kann ein Modulator für das Zusammenführen vorgesehen werden, um den entsprechend zusammengesetzten Puls zu beschneiden. Danach kann eine Reihe von weiteren Verstärkern, die z.B. Faser-, Stab-, Slab-, Scheiben-basiert sein können, eine Verstärkerkette ausbilden. Zwischen diesen Verstärkern kann eine ergänzende Pulsformung wie in den Beispielen der Faserverstärkerketten gezeigt wurde, vorgenommen werden.With regard to the various concepts disclosed herein, e.g. a fiber-seed laser are used, the (possibly stretched) seed pulses are divided and at least one side given to a delay unit, which delays the split seed pulses to each other. The divided and possibly delayed seed pulses may optionally additionally or alternatively be modulated with a modulator in the respective branch in their energy and subsequently recombined. In addition, a modulator for merging may be provided to clip the correspondingly composed pulse. Thereafter, a series of further amplifiers, e.g. Fiber, rod, slab, disk-based, can form an amplifier chain. Between these amplifiers a supplementary pulse shaping as shown in the examples of fiber amplifier chains can be made.

Hinsichtlich des eingangs angesprochenen Seed-Quelle eines UKP-Lasers kann die Seed-Pulsfolge eine Einhüllende aufweisen, deren Amplitudenverlauf entsprechend mit den hierin offenbarten Konzepten eingestellt werden kann. Ferner können UKP-Seed-Pulse näher zusammenliegen als der Seed-Takt es vorgibt. Dies ist bei der Festlegung der Zielpulsform und der entsprechenden Ansteuerung der Seed-Dioden und/oder Modulator(en) von der Ansteuerungseinheit 11 beispielsweise für eine Reduzierung der Repetitionsrate zu berücksichtigen.With regard to the initially mentioned seed source of a UKP laser, the seed pulse sequence can have an envelope whose amplitude profile can be adjusted in accordance with the concepts disclosed herein. Furthermore, UKP seed pulses may be closer together than the seed clock dictates. This is in the determination of the target pulse shape and the corresponding control of the seed diodes and / or modulator (s) of the drive unit 11 For example, to consider a reduction in the repetition rate.

Die hierin offenbarten Konzepte erlauben es ferner, den aus der (z.B. Faser-basierten) Verstärkerkette kommende Ausgangspuls (z.B. mit Leistungen im W-Bereich) als Eingangspuls für einen z.B. Scheibenlasermultipassverstärkersystem mit einer oder mehreren (Scheibenlaser-) Verstärkerstufen einzusetzen. Der letztendlich von der Laseranordnung zur Verfügung gestellte Laserstrahl hoher Leistung (z.B. im kW-Bereich) wird dann der jeweiligen Anwendung, beispielsweise einer Laserbearbeitungsanwendung, zugeführt.The concepts disclosed herein further allow the output pulse (e.g., with powers in the W range) coming from the (e.g., fiber-based) amplifier chain to be used as an input pulse for e.g. Insert a disk laser multiplex amplifier system with one or more (disk laser) amplifier stages. The high power laser beam (e.g., in the kW range) ultimately provided by the laser assembly is then applied to the particular application, for example, a laser processing application.

Bei manchen Anwendungen kann es vorteilhaft sein, den Laserstrahl mit hoher Leistung, beispielsweise an einem zu bearbeitenden Werkstück, schnell in der Leistung zu modulieren, insbesondere auch die Bestrahlung zu unterbrechen. Hierzu können externe, der den Laserstrahl erzeugende Laseranordnung nachgeordnete, Modulatoren etc. eingesetzt werden. Diese erlauben es, die Laseranordnung in einem festgelegten (dem „optimalen“) Arbeitspunkt und damit bei konstanten und bekannten Strahlparametern zu betreiben. Jedoch sind derartige Modulatoren kostenintensiv und z.T. komplex in der Umsetzung, da sie und evtl. nachfolgende Aufbauten die z.T. sehr hohe ausgekoppelte Leistung handhaben (abführen) können müssen.In some applications, it may be advantageous to modulate the laser beam with high power, for example on a workpiece to be machined, quickly in the performance, in particular to interrupt the irradiation. For this purpose, external, the laser beam generating laser assembly downstream, modulators, etc. can be used. These allow the laser arrangement to be operated at a fixed (the "optimal") operating point and thus at constant and known beam parameters. However, such modulators are costly and z.T. complex in the implementation, since they and possibly subsequent structures the z.T. to handle (dissipate) very high decoupled power.

In einigen Ausführungsformen kann ein externer Modulator vor der Laserbearbeitung vorgesehen werden, um die Ausgangsleistung an Bearbeitungsverläufe anzupassen. So kann beispielsweise nach einem (z.B. kristallbasierten) Endverstärker der Ausgangspuls durch einen externen Modulator in seiner Intensität beschnitten werden, ohne dass dabei nennenswert eine Änderung der Pulsform (eines Einzelpulses oder einer Pulseinhüllenden bei Burst-Pulsfolgen) vorgenommen wird. Dies kann z.B. gewünscht werden, wenn man bei der Materialbearbeitung um eine Kurve fährt, z.B. eine Kurve schneidet, um z.B. die eingebrachte Energie konstant zu lassen.In some embodiments, an external modulator may be provided prior to laser processing to adjust the output power to processing histories. For example, according to a (e.g., crystal-based) power amplifier, the output pulse may be cropped by an external modulator without appreciably changing the pulse shape (a single pulse or a pulse envelope in burst pulse sequences). This can e.g. desired when turning around a curve in material processing, e.g. a curve intersects, e.g. to keep the introduced energy constant.

Unter Verwendung der hierin offenbarten Konzepte kann alternativ oder ergänzend zu einem externen Modulator die Leistung der Eingangspulse für einen einer Verstärkungskette nachfolgenden Hauptverstärker, z.B. für den Scheibenmultipassverstärker, variiert werden. D.h., es werden z.B. die Ausgangspulse der Verstärkerkette 5 in 1, beispielsweise die aus der Verstärkungskette extrahierte Spitzenpulsleistung oder die Repetitionsrate, angepasst. Nachfolgend wird das Vorgehen unter Nutzung hochdynamischen Seedens beispielhaft für den Scheibenmultipassverstärker als Hauptverstärker erläutert. Das Vorgehen lässt sich aber auf unterschiedlichste Hauptverstärker-Systeme und Verstärkerketten übertragen. Wie erwähnt, können auch andere Verstärkersysteme mit einem aktiven Medium wie einem Slab oder einer Rod-typ Faser hinsichtlich der hierin offenbarten Konzepte verwendet werden.Using the concepts disclosed herein, alternatively or in addition to an external modulator, the power of the input pulses may be varied for a main amplifier following a gain chain, eg for the disk multiplex amplifier. That is, for example, the output pulses of the amplifier chain 5 in 1 For example, the peak pulse power extracted from the gain chain or the repetition rate are adjusted. The procedure using highly dynamic seedling will be explained below as an example for the disk multiplex amplifier as the main amplifier. The procedure can be transferred to a wide variety of main amplifier systems and amplifier chains. As noted, other active medium amplifier systems such as a slab or a rod-type fiber can also be used with respect to the concepts disclosed herein.

Nach einer Änderung der eingekoppelten Ausgangspulse der Verstärkerkette 5 ändert sich auch die Leistungsextraktion aus der Laserscheibe des Scheibenmultipassverstärkers. Dies kann schon nach kurzer Zeit (typischerweise im Bereich von Mikrosekunden) zu einer Änderung der Verstärkung im Hauptverstärker, zu einer Änderung des Gewinns aus der Laserscheibe sowie zu einer Änderung (typischerweise im Bereich von Millisekunden) von thermischen Belastungen z.B. der Laserscheibe führen.After a change in the coupled-in output pulses of the amplifier chain 5, the power extraction from the laser disk of the disk multiplex amplifier also changes. This can result in a change in the gain in the main amplifier, a change in the gain from the laser disk, and a change (typically in the millisecond range) in thermal stresses, e.g., after a short time (typically in the range of microseconds). lead the laser disc.

Um diese beiden Aspekte auszugleichen, kann bei einer Modulation der zugeführten Pulsleistung die Pumpleistung für den Scheibenmultipassverstärker derart geändert werden, dass die dissipierte Leistung und damit die thermische Linse, welche in der Laserscheibe entsteht, in erster Näherung konstant bleibt.To compensate for these two aspects, the pump power for the disk multiplex amplifier can be changed in a modulation of the supplied pulse power such that the dissipated power and thus the thermal lens, which arises in the laser disk, remains constant to a first approximation.

Ferner kann die Änderung im Gewinn des Scheibenmultipassverstärkers über eine dynamische Änderung der Eingangspulsleistung kompensiert werden oder die Änderung kann über einen Effekt, der die maximale Verstärkung limitiert (z.B. quer-ASE, Hilfsresonator oder gesteuerte Pumpleistung im Hauptverstärker), begrenzt werden.Further, the change in the gain of the disk multiplex amplifier may be compensated via a dynamic change in the input pulse power, or the change may be limited by an effect limiting the maximum gain (e.g., cross-ASE, auxiliary resonator or controlled pump power in the main amplifier).

Die Änderung der Pumpleistung im Hauptverstärker kann z.B. entweder gesteuert oder geregelt erfolgen. Für letzteren Fall kann eine Messung der Scheibenbrechkraft oder eines anderen, die thermische Linse beschreibenden Parameters (z.B. Scheibentemperatur) erfolgen. Z.B. können die Strahlparameter des Laserstrahls oder eines Hilfslaserstrahls, der kollinear zum Laserstrahl propagiert, vermessen und als Regelsignal dienen. Eine geeignete Modellbildung kann dabei eingesetzt werden, denn z.B. kann je nach Laserkonfiguration die Wärmeerzeugung bei reduzierter Eingangspulsleistung und konstanter Pumpleistung steigen oder fallen.The change in pump power in the main amplifier can be e.g. either controlled or regulated. For the latter case, a measurement may be made of the disk power or other parameter describing the thermal lens (e.g., disk temperature). For example, For example, the beam parameters of the laser beam or of an auxiliary laser beam, which propagates collinearly to the laser beam, can be measured and used as a control signal. Appropriate modeling can be used, e.g. Depending on the laser configuration, heat generation may increase or decrease with reduced input pulse power and constant pump power.

Ein Nachteil bei der zuvor beschriebenen Vorgehensweise ist, dass die Laserverstärkung, insbesondere der Lasergewinn über die Pulsdauer, nicht konstant gehalten werden kann, so dass es bei einer Änderung der Eingangspulsleistung zu entsprechenden Pulsüberhöhungen kommen kann. Derartige Pulsüberhöhungen können beispielsweise über eine geeignete Anpassung der Eingangspulsenergie, und insbesondere über eine Anpassung des Amplitudenverlaufs der eingekoppelten Ausgangspulse mithilfe der hierin offenbarten Konzepte des dynamischen Seedens, unterdrückt werden.A disadvantage of the procedure described above is that the laser gain, in particular the laser gain over the pulse duration, can not be kept constant, so that when the input pulse power changes, corresponding pulse peaks can occur. Such pulse overshoots can be suppressed, for example, by suitable adaptation of the input pulse energy, and in particular by adaptation of the amplitude profile of the injected output pulses by means of the dynamic seed concepts disclosed herein.

Ein beispielhafter Ablauf kann zusammenfassend die folgenden Schritte aufweisen:

  1. (1) Die Ausgangsleistung der Laseranordnung wird über die Eingangspulserzeugung des Scheibenmultipassverstärkers nach unten moduliert, beispielsweise um die halbe Ausgangsleistung zu erhalten.
  2. (2) Die Sättigung des Scheibenmultipassverstärkers ändert sich und die Scheibe wird z.B. wärmer, da das Inversionsniveau steigt. Gleichzeit steigt die Verstärkung des Scheibenmultipassverstärkers.
  3. (3) Die Pumpleistung wird reduziert, so dass die Verstärkung zurückgeht.
  4. (4) Die Eingangspulsenergie muss wieder etwas angehoben werden, um eine konstante Ausgangsenergie nach dem Scheibenmultipassverstärker beizubehalten.
  5. (5) Es ergibt sich eine bessere Sättigung und die Laserscheibe wird kälter. Entsprechend wird die Pumpleistung für den Scheibenmultipassverstärker erhöht, die Eingangspulsenergie ist wieder zu reduzieren und so fort.
An example flow may summarize the following steps:
  1. (1) The output power of the laser array is modulated down through the input pulse generation of the disk multiplex amplifier, for example, to obtain half the output power.
  2. (2) The saturation of the disk multiplex amplifier changes and the disk becomes warmer, for example, as the inversion level increases. At the same time, the gain of the disk multiplex amplifier increases.
  3. (3) The pump power is reduced so that the gain decreases.
  4. (4) The input pulse power must be raised again slightly to maintain a constant output power after the disc multiplex amplifier.
  5. (5) There is better saturation and the laser disc gets colder. Accordingly, the pump power for the disk multiplex amplifier is increased, the input power is to be reduced again and so forth.

Immer wenn im Rahmen eines vorgenommenen Schrittes Pulsüberhöhungen zu erwarten sind, kann der Amplitudenverlauf der in den Hauptverstärker eingekoppelten Ausgangspulse der Verstärkungskette entsprechend angepasst werden. Zusätzlich kann sich auch die Strahlkaustik durch die Modulation ändern, so dass auch die Ausgangsstrahlgröße eventuell anzupassen ist, wobei den Veränderungen unterschiedliche Zeitskalen zugrunde liegen können. Es ist dabei zu erkennen, dass die Amplitudenanpassung an den jeweiligen Zielamplitudenverlauf im Allgemeinen ein komplexer regelungstechnischer Vorgang ist, der z.B. über ein geeignetes Modell parametrisiert werden kann.Whenever pulse peaks are to be expected within the scope of a step taken, the amplitude characteristic of the output pulses of the amplification chain coupled into the main amplifier can be adapted accordingly. In addition, the beam caustics may change due to the modulation, so that the output beam size may also have to be adapted, whereby the changes may be based on different time scales. It will be appreciated that the amplitude adjustment to the respective target amplitude curve is generally a complex control process, e.g. can be parameterized via a suitable model.

Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.It is explicitly pointed out that all features disclosed in the description and / or the claims are considered separate and independent of each other for the purpose of original disclosure as well as for the purpose of limiting the claimed invention independently of the feature combinations in the embodiments and / or the claims should. It is explicitly stated that all range indications or indications of groups of units disclose every possible intermediate value or subgroup of units for the purpose of the original disclosure as well as for the purpose of restricting the claimed invention, in particular also as the limit of a range indication.

Claims (20)

Laserverstärkersystem (1) mit einer Seed-Laserpulsquelleneinheit (3) zum Bereitstellen von mindestens zwei Seed-Pulsfolgen für eine nachfolgende Verstärkung, wobei Seed-Pulse (3') der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen eine jeweilige Seed-Pulsdauer (T, TA, TB) und eine innerhalb eines Bereichs während der jeweiligen Seed-Pulsdauer (T, TA, TB) variierende und in ihrem Verlauf einstellbare Seed-Amplitude (A) aufweisen, und mindestens einer Verstärkerstufe (5A, 5B, 5C) zur Verstärkung der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen und zur Ausgabe einer Ausgangspulsfolge mit Ausgangspulsen (5'), die eine Ausgangspulsdauer aufweisen, wobei die mindestens zwei Seed-Pulsfolgen derart in die Verstärkerstufe (5A, 5B, 5C) eingekoppelt werden, dass ein Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses (5') der Ausgangspulsfolge auf Beiträge von mindestens zwei Seed-Pulsen (3'), die jeweils einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen zugeordnet sind, zurückgeht.A laser amplifier system (1) comprising a seed laser pulse source unit (3) for providing at least two seed pulse trains for subsequent amplification, seed pulses (3 ') of the at least two seed pulse trains having a respective seed pulse duration (T, TA, TB ) and within a range during the respective seed pulse duration (T, TA, TB) varying and adjustable in their course seed amplitude (A), and at least one amplifier stage (5A, 5B, 5C) for amplifying the at least two seed Pulse trains and to output an output pulse train with Output pulses (5 ') having an output pulse duration, the at least two seed pulse sequences being coupled into the amplifier stage (5A, 5B, 5C) in such a way that an amplitude characteristic of an output pulse (5') of the output pulse train is based on contributions from at least two seed pulses. Pulses (3 '), each associated with one of the at least two seed pulse sequences, goes back. Laserverstärkersystem (1) nach Anspruch 1, wobei das Laserverstärkersystem (1), und insbesondere die Ansteuerung der Seed-Laserpulsquelleneinheit (3), derart ausgebildet ist, dass die mindestens zwei Seed-Pulse (3'), die zu dem Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses (5') beitragen, zeitlich zueinander beabstandet sind, zeitlich aneinander anschließen oder zeitlich überlappen, und wobei optional die mindestens zwei Seed-Pulse (3') mit einem Zeitversatz, der kleiner ist als die Seed-Pulsdauer (T), voneinander beabstandet sind.Laser amplifier system (1) according to Claim 1 , wherein the laser amplifier system (1), and in particular the control of the seed laser pulse source unit (3), is designed such that the at least two seed pulses (3 '), which contribute to the amplitude characteristic of an output pulse (5'), with respect to each other in time are spaced, temporally adjoined, or overlapping in time, and optionally wherein the at least two seed pulses (3 ') are spaced apart with a time offset less than the seed pulse duration (T). Laserverstärkersystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer optischen Verzögerungseinheit (57) zum Erzeugen eines Laserpuls-Zeitversatzes zwischen den mindestens zwei Seed-Pulsen (3'), die zu dem Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses (5') beitragen.Laser amplifier system (1) according to Claim 1 or 2 further comprising an optical delay unit (57) for generating a laser pulse time offset between the at least two seed pulses (3 ') contributing to the amplitude characteristic of an output pulse (5'). Laserverstärkersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstärkerstufe (5A, 5B, 5C) eine Faser-, Stab-, Slab-, und/oder Scheibenlaserverstärkerstufe ist.A laser amplifier system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the amplifier stage (5A, 5B, 5C) is a fiber, rod, slab, and / or disk laser amplifier stage. Laserverstärkersystem (1) mit einer Seed-Laserpulsquelleneinheit (3) zum Bereitstellen von mindestens zwei Seed-Pulsfolgen für eine nachfolgende Verstärkung, wobei Seed-Pulse (3') der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen eine jeweilige Seed-Pulsdauer (T, TA, TB) und eine innerhalb eines Bereichs während der jeweiligen Seed-Pulsdauer (T, TA, TB) variierende und in ihrem Verlauf einstellbare Seed-Amplitude (A) aufweisen, und einer Verstärkungskette (5), die eine Sequenz von mindestens zwei optisch in Reihe gekoppelten Verstärkerstufen (5A, 5B, 5C) umfasst, wobei die Verstärkung in den Verstärkerstufen (5A, 5B, 5C) sequentiell unter Ausbildung von den Verstärkerstufen (5A, 5B, 5C) zugeordneten Zwischenpulsen (3") erfolgt und die Verstärkungskette (5) eine Ausgangspulsfolge mit eine Ausgangspulsdauer aufweisenden Ausgangspulsen (5') ausgibt, wobei ein Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses (5') der Ausgangspulsfolge auf Beiträge von mindestens zwei Seed-Pulsen (3'), die jeweils einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen zugeordnet sind, zurückgeht.Laser amplifier system (1) with a seed laser pulse source unit (3) for providing at least two seed pulse trains for a subsequent amplification, wherein seed pulses (3 ') of the at least two seed pulse trains have a respective seed pulse duration (T, TA, TB) and one within one Range during the respective seed pulse duration (T, TA, TB) varying and adjustable in their seed amplitude (A), and a gain chain (5) comprising a sequence of at least two gain stages (5A, 5B, 5C) coupled in series, the gain in the gain stages (5A, 5B, 5C) being sequentially formed by the gain stages (5A, 5B, 5C) and the amplification chain (5) outputs an output pulse train with output pulses (5 ') having an output pulse duration, wherein an amplitude characteristic of an output pulse (5 ') of the output pulse train is based on contributions from at least two seed pulses (3'), which are each assigned to one of the at least two seed pulse sequences. Laserverstärkersystem (1) nach Anspruch 5, ferner mit einer optischen Verzögerungseinheit zum Erzeugen eines Laserpuls-Zeitversatzes zwischen einem Seed-Puls einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen und einem Zwischenpuls (3 ") und/oder einer optischen Verzögerungseinheit (57) zum Erzeugen eines Laserpuls-Zeitversatzes zwischen Seed-Pulsen unterschiedlicher der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen.Laser amplifier system (1) according to Claim 5 , further comprising an optical delay unit for generating a laser pulse time offset between a seed pulse of one of the at least two seed pulse trains and an intermediate pulse (3 ") and / or an optical delay unit (57) for generating a laser pulse time offset between seed pulses different of the at least two seed pulse trains. Laserverstärkersystem (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Laserverstärkersystem (1), und insbesondere die Ansteuerung der Seed-Laserpulsquelleneinheit (3), derart ausgebildet ist, dass die mindestens zwei Seed-Pulse (3'), die zu dem Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses (5') beitragen, zeitlich voneinander beabstandet sind, zeitlich aneinander anschließen oder zeitlich überlappen, und wobei optional Seed-Pulse mit einem Zeitversatz, der kleiner ist als die Seed-Pulsdauer (T), voneinander beabstandet sind, und/oder wobei das Laserverstärkersystem (1), und insbesondere die Ansteuerung der Seed-Laserpulsquelleneinheit (3), derart ausgebildet ist, dass mindestens ein Seed-Pulse (3'), der zu dem Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses (5') beiträgt, bezüglich eines Zwischenpulses zeitlich beabstandet ist, zeitlich an diesen anschließt oder zeitlich mit diesem überlappt, und wobei optional der mindestens eine Seed-Pulse mit einem Zeitversatz, der kleiner ist als die Seed-Pulsdauer (T), vom Zwischenpuls beabstandet ist.Laser amplifier system (1) according to Claim 5 or 6 , wherein the laser amplifier system (1), and in particular the control of the seed laser pulse source unit (3), is designed such that the at least two seed pulses (3 '), which contribute to the amplitude characteristic of an output pulse (5'), temporally from each other are spaced, temporally adjoined or overlapping in time, and where optionally seed pulses having a time offset smaller than the seed pulse duration (T) are spaced apart, and / or wherein the laser amplifier system (1), and in particular the drive the seed laser pulse source unit (3) is designed such that at least one seed pulse (3 '), which contributes to the amplitude characteristic of an output pulse (5'), is temporally spaced in relation to an intermediate pulse, in time thereto or in time therewith overlaps, and optionally wherein the at least one seed pulse with a time offset that is smaller than the seed pulse duration (T), spaced from the intermediate pulse. Laserverstärkersystem (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei ein zeitliches Segment der Ausgangspulse (5') auf mindestens eine Seed-Laserpulsquelle zurückgeht, deren Seed-Pulse alle Verstärkerstufen (5A, 5B, 5C) der Verstärkungskette (5) durchlaufen, und/oder wobei die Verstärkungskette (5) eine Faser-, Stab-, Slab-, und/oder Scheibenlaserverstärkerstufe umfasst.Laser amplifier system (1) according to one of Claims 5 to 7 in which a temporal segment of the output pulses (5 ') originates from at least one seed laser pulse source whose seed pulses pass through all amplifier stages (5A, 5B, 5C) of the amplification chain (5), and / or where the amplification chain (5) is a fiber -, rod, slab, and / or disk laser amplifier stage comprises. Laserverstärkersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zu dem Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses (5') beitragenden Seed-Pulse einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen zu verstärkende Teilpulse einer Teil-Seed-Pulsfolge (23A', 23B'; 53A', 53B') darstellen, deren Teilpulsdauer (TA, TB) kürzer als die Ausgangspulsdauer der Ausgangspulse (5') ist.Laser amplifier system (1) according to one of the preceding claims, wherein the seed pulses to be amplified to the amplitude characteristic of an output pulse (5 ') of one of the at least two seed pulse sequences of a sub-seed pulse sequence (23A', 23B ', 53A') are to be amplified. , 53B ') whose partial pulse duration (TA, TB) is shorter than the output pulse duration of the output pulses (5'). Laserverstärkersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit mindestens einer Aufteileinheit (51) zur Aufteilung eines Seed-Laserpulses eine Laserpulsquelle in zwei oder mehr Pulse und/oder mindestens einer Abschwächeinheit (4) zum Reduzieren der Amplitude von Laserpulsen, Teilpulsen und/oder Zwischenpulsen und/oder mindestens einer pulsformenden Vorrichtung (15, 60) zur Änderung der Amplitude (A) eines der Seed-Pulse, wobei die pulsformende Vorrichtung (15, 60) als akusto-optischer Modulator oder elektro-optischer Modulator für eine Beschneidung der Amplitude (A) mindestens eines der Seed-Pulse in mindestens einem zeitlichen Teilbereich ausgebildet ist, und/oder mindestens einer Kombiniereinheit (9A), wie einem X:(100-X)-Faserkombinierer, zum Kombinieren von Seed-Pulsen mindestens zweier Laserpulsquellen miteinander oder von Seed-Pulsen mindestens einer Laserpulsquelle mit Zwischenpulsen (5') oder von Zwischenpulsen (5') mit Zwischenpulsen (5').Laser amplifier system (1) according to one of the preceding claims, further comprising at least one splitting unit (51) for splitting a seed laser pulse, a laser pulse source in two or more pulses and / or at least one attenuation unit (4) for reducing the amplitude of laser pulses, partial pulses and / or intermediate pulses and / or at least one pulse-shaping device (15, 60) for changing the amplitude (A) of one of the seed pulses, wherein the pulse-shaping device (15, 60) is designed as an acousto-optical modulator or electro-optical modulator for a truncation of the amplitude (A) of at least one of the seed pulses in at least one temporal subregion, and / or at least one combination unit (9A), such as an X: (100 X-fiber combiner, for combining seed pulses of at least two laser pulse sources with one another or seed pulses of at least one laser pulse source with intermediate pulses (5 ') or intermediate pulses (5') with intermediate pulses (5 '). Laserverstärkersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seed-Laserpulsquelleneinheit (3) mindestens eine Laserpulsquelle in Form einer einstellbar bestrombaren Laserdiode (23A), und optional für jede der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen eine eigene Laserpulsquelle, aufweist.Laser amplifier system (1) according to one of the preceding claims, wherein the seed laser pulse source unit (3) has at least one laser pulse source in the form of an adjustable energizable laser diode (23A), and optionally for each of the at least two seed pulse sequences a separate laser pulse source. Laserverstärkersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seed-Laserpulsquelleneinheit (3) zwei Laserpulsquellen umfasst, wobei die Pulse der ersten Laserpulsquelle, insbesondere über eine Abschwächeinheit oder einen Verstärker, mit den Pulsen der zweiten Laserpulsquelle in einer Kombiniereinheit (9A) eine Zwischenpulsfolge erzeugen.Laser amplifier system (1) according to one of the preceding claims, wherein the seed laser pulse source unit (3) comprises two laser pulse sources, wherein the pulses of the first laser pulse source, in particular via a attenuator or an amplifier, with the pulses of the second laser pulse source in a combination unit (9A) Create intermediate pulse train. Laserverstärkersystem (1) nach Anspruch 12, ferner mit mindestens einer pulsformenden Vorrichtung (15, 60) zur Änderung der Amplitude (A) eines der Zwischenpulse (3"), wobei die pulsformende Vorrichtung (15, 60) als akusto-optischer Modulator oder elektro-optischer Modulator für eine Beschneidung der Amplitude (A) mindestens eines der zugehörigen Zwischenpulse (3") in mindestens einem zeitlichen Teilbereich ausgebildet ist und optional zwischen zwei benachbarten Verstärkerstufen (5A, 5B, 5C) angeordnet ist.Laser amplifier system (1) according to Claim 12 , further comprising at least one pulse-shaping device (15, 60) for changing the amplitude (A) of one of the intermediate pulses (3 "), wherein the pulse-shaping device (15, 60) as acousto-optic modulator or electro-optical modulator for a trimming of Amplitude (A) of at least one of the associated intermediate pulses (3 ") is formed in at least a temporal portion and optionally between two adjacent amplifier stages (5A, 5B, 5C) is arranged. Laserverstärkersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Ansteuerungseinheit (11), die zum Einstellen der Seed-Pulsform, insbesondere zum Ansteuern einer Seed-Quelle, einer Kombiniereinheit (9A) und/oder einer pulsformenden Vorrichtung (15, 60), ausgebildet ist, wobei die Ansteuerungseinheit (11) optional dazu ausgebildet ist, den Seed-Pulsverlauf aus einem Zielpulsverlauf, insbesondere einem Ziel-Amplitudenverlauf eines der Ausgangspulse (5'), abzuleiten und die Seed-Pulsform, insbesondere die Beiträge von den mindestens zwei Seed-Pulsen (3') und/oder die Beschneidung der Amplitude (A) mindestens eines der zugehörigen Zwischenpulse (3"), entsprechend einzustellen.Laser amplifier system (1) according to one of the preceding claims, further comprising a control unit (11), which is designed for setting the seed pulse shape, in particular for driving a seed source, a combination unit (9A) and / or a pulse-shaping device (15, 60) the control unit (11) is optionally designed to derive the seed pulse profile from a target pulse profile, in particular a target amplitude characteristic of one of the output pulses (5 '), and the seed pulse form, in particular the contributions from the at least two seed pulses (3 ') and / or the circumcision of the amplitude (A) at least one of the associated intermediate pulses (3 "), adjust accordingly. Laserverstärkersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit mindestens einer pulsformenden Vorrichtung im Anschluss an die Verstärkung zur Änderung der Amplitude der Ausgangspulse (5') der Ausgangspulsfolge, wobei die pulsformende Vorrichtung als akusto-optischer Modulator oder elektro-optischer Modulator für eine Beschneidung der Amplitude der Ausgangspulse (5') der Ausgangspulsfolge ausgebildet ist und insbesondere nach einem kristallbasierten Endverstärker zur Intensitätsreduzierung der Puls ohne nennenswerte Änderung der Pulsform ausgebildet ist, wobei die Ansteuerungseinheit (11) optional dazu ausgebildet ist, die pulsformende Vorrichtung bei der Materialbearbeitung, insbesondere bei der Strahlführung um eine gekrümmte Bahn, zur Reduzierung der Ausgangspulse in der Intensität anzusteuern.Laser amplifier system (1) according to one of the preceding claims, further comprising at least one pulse-shaping device following the amplification for changing the amplitude of the output pulses (5 ') of the output pulse train, wherein the pulse-shaping device is designed as an acousto-optical modulator or electro-optical modulator for a truncation of the amplitude of the output pulses (5 ') of the output pulse train and in particular after a crystal-based power amplifier to reduce the intensity of the pulse is formed without significant change in the pulse shape, said the control unit (11) is optionally designed to control the intensity of the pulse-shaping device during material processing, in particular during beam guidance around a curved path, in order to reduce the output pulses. Verfahren zum Erzeugen einer Folge von verstärkten Ausgangspulsen (5') mit Bereitstellen von mindestens zwei Seed-Pulsfolgen (23A', 23B'; 53A', 53B') für eine nachfolgende Verstärkung, wobei Seed-Pulse (3') der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen (23A', 23B'; 53A', 53B') jeweils eine Seed-Pulsdauer (T, TA, TB) und eine innerhalb eines Bereichs während der Seed-Pulsdauer (T, TA, TB) variierende und in ihrem Verlauf einstellbare Seed-Amplitude (A) aufweisen, und Verstärken der Seed-Pulse (3') in einer Verstärkerstufe (5A, 5B, 5C), so dass sich eine Ausgangspulsfolge mit eine Ausgangspulsdauer aufweisenden Ausgangspulsen (5') ergibt, wobei die mindestens zwei Seed-Pulsfolgen derart in die Verstärkerstufe (5A, 5B, 5C) eingekoppelt werden, dass ein Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses (5') der Ausgangspulsfolge auf Beiträge von mindestens zwei Seed-Pulsen (3'), die jeweils einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen zugeordnet sind, zurückgeht.Method for generating a sequence of amplified output pulses (5 ') Providing at least two seed pulse sequences (23A ', 23B', 53A ', 53B') for subsequent amplification, seed pulses (3 ') of the at least two seed pulse trains (23A', 23B '; 53A', 53B ') each have a seed pulse duration (T, TA, TB) and within a range during the seed pulse duration (T, TA, TB) varying and adjustable in their course seed amplitude (A), and Amplifying the seed pulses (3 ') in an amplifier stage (5A, 5B, 5C) such that an output pulse train results with output pulses (5') having an output pulse duration, wherein the at least two seed pulse trains are coupled into the amplifier stage (5A, 5B, 5C) such that an amplitude characteristic of an output pulse (5 ') of the output pulse train is based on contributions from at least two seed pulses (3'), each one of the at least two seed pulse sequences are assigned, goes back. Verfahren nach Anspruch 16, wobei ein Amplitudenverlauf eines der Ausgangspulse (5') ferner auf eine Beschneidung der Amplitude (A) mindestens eines Seed-Pulses (3') zurückgeht und/oder wobei die Amplitudenverläufe der Seed-Pulse (3') derart aufeinander angepasst werden, dass ein Dynamikumfang nach der Verstärkung zur Verfügung steht der größer ist als der Dynamikumfang eines einzelnen Seed-Pulses (3').Method according to Claim 16 wherein an amplitude characteristic of one of the output pulses (5 ') is further due to a truncation of the amplitude (A) of at least one seed pulse (3') and / or wherein the amplitude characteristics of the seed pulses (3 ') are adapted to one another such that a dynamic range after amplification is available which is greater than the dynamic range of a single seed pulse (3 '). Verfahren zum Erzeugen einer Folge von verstärkten Ausgangspulsen (5') mit Bereitstellen von mindestens zwei Seed-Pulsfolgen (23A', 23B'; 53A', 53B') für eine nachfolgende Verstärkung, wobei Seed-Pulse (3') der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen (23A', 23B'; 53A', 53B') jeweils eine Seed-Pulsdauer (T, TA, TB) und eine innerhalb eines Bereichs während der Seed-Pulsdauer (T, TA, TB) variierende und in ihrem Verlauf einstellbare Seed-Amplitude (A) aufweisen, und Verstärken der Seed-Pulse (3') in sequentiell angeordneten Verstärkerstufen (5A, 5B, 5C) unter Ausbildung von den Verstärkerstufen (5A, 5B, 5C) zugeordneten Zwischenpulsen (3"), so dass sich eine Ausgangspulsfolge mit eine Ausgangspulsdauer aufweisenden Ausgangspulsen (5') ergibt, wobei ein Amplitudenverlauf eines Ausgangspulses (5') der Ausgangspulsfolge auf Beiträge von mindestens zwei Seed-Pulsen (3'), die jeweils einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen zugeordnet sind, zurückgeht.A method of generating a train of amplified output pulses (5 ') by providing at least two seed pulse trains (23A', 23B ';53A', 53B ') for a subsequent one Amplification, wherein seed pulses (3 ') of the at least two seed pulse trains (23A', 23B ';53A', 53B ') each have a seed pulse duration (T, TA, TB) and within a range during the seed cycle. Pulse duration (T, TA, TB) varying and adjustable in their seed amplitude (A), and amplifying the seed pulses (3 ') in sequentially arranged amplifier stages (5A, 5B, 5C) to form the amplifier stages (5A , 5B, 5C) associated with intermediate pulses (3 "), so that an output pulse train with an output pulse duration output pulses (5 ') results, wherein an amplitude curve of an output pulse (5') of the output pulse train to contributions of at least two seed pulses (3 ' ), each associated with one of the at least two seed pulse sequences. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei mindestens eine Seed-Pulsfolge derart in die Verstärkerstufe (5A, 5B, 5C) eingekoppelt wird und wobei optional mindestens eine Seed-Pulsfolge derart in eine nachfolgende Verstärkerstufe (5A, 5B, 5C) eingekoppelt wird, dass sich ein zu verstärkender Zwischenpuls ausbildet, dessen Amplitudenverlauf auf Beiträge von mindestens zwei Seed-Pulsen (3'), die jeweils einer der mindestens zwei Seed-Pulsfolgen zugeordnet sind, zurückgeht.Method according to one of Claims 16 to 18 , wherein at least one seed pulse sequence is coupled into the amplifier stage (5A, 5B, 5C) in such a way and wherein optionally at least one seed pulse train is coupled into a subsequent amplifier stage (5A, 5B, 5C) such that an intermediate pulse to be amplified is formed whose amplitude characteristic is due to contributions from at least two seed pulses (3 '), which are each assigned to one of the at least two seed pulse sequences. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei ein Amplitudenverlauf eines der Ausgangspulse (5') ferner auf eine Beschneidung der Amplitude (A) mindestens eines Zwischenpulses zurückgeht und/oder wobei die Amplitudenverläufe der Seed-Pulse (3') und optional die Beschneidung der Amplitude (A) mindestens eines zugehörigen Zwischenpulses (3") derart aufeinander angepasst werden, dass ein Dynamikumfang nach der Verstärkung zur Verfügung steht der größer ist als der Dynamikumfang eines einzelnen Seed-Pulses (3').Method according to Claim 18 or 19 in which an amplitude characteristic of one of the output pulses (5 ') is also due to a truncation of the amplitude (A) of at least one intermediate pulse and / or wherein the amplitude profiles of the seed pulses (3') and optionally the truncation of the amplitude (A) of at least one associated Intermediate pulses (3 ") are adapted to one another in such a way that a dynamic range after amplification is available which is greater than the dynamic range of a single seed pulse (3 ').
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