KR20240011792A - 적어도 하나의 펄스 신장 및/또는 펄스 압축 장치를 구비한 펄스 변형 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저 펄스(3)의 분산 신장을 위한 하나 이상의 펄스 신장 장치 및/또는 레이저 펄스(3)의 분산 압축을 위한 하나 이상의 펄스 압축 장치(2), 다수의 펄스 신장 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 신장 장치의 분산 및/또는 다수의 펄스 압축 장치(2)들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치의 분산을 적어도 하나의 조정 변수(S)를 통해 조정하는 조정 장치(4), 및 측정 신호(M)에 따라 상기 조정 장치(4)를 제어하는 제어 장치(5)를 포함하는 펄스 변형 장치(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 펄스 변형 장치(1)는 다수의 펄스 신장 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 신장 장치의 분산 및/또는 다수의 펄스 압축 장치(2)들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치의 분산을 결정하는, 측정 신호(M)로서의 적어도 하나의 환경 파라미터(U)를 감지하기 위한 환경 센서 장치(6)를 포함한다.
Description
본 발명은 레이저 펄스의 분산 신장을 위한 하나 이상의 펄스 신장 장치 및/또는 레이저 펄스의 분산 압축을 위한 하나 이상의 펄스 압축 장치를 포함하는 펄스 변형 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 레이저 펄스의 분산 신장을 위한 하나 이상의 펄스 신장 장치 및/또는 레이저 펄스의 분산 압축을 위한 하나 이상의 펄스 압축 장치 및 레이저 펄스의 분산 변조를 위한 변조 장치를 포함하는 펄스 변형 장치에 관한 것이다.
레이저 펄스, 특히 초단 레이저 펄스, 즉 피코초 범위 이하의 펄스 지속 시간을 갖는 레이저 펄스는 예를 들어 레이저 용접 및 레이저 절단을 포함하는 재료 가공과 같은 다양한 기술 분야에서 사용된다. 레이저 펄스를 설명하는데 중요한 변수는 주파수 공간에서 레이저 펄스의 전기장의 위상, 즉 소위 스펙트럼 위상이다. 따라서, 일정하거나 주파수에 선형으로 의존하는 스펙트럼 위상을 갖는 처프되지 않은(unchirped) 레이저 펄스와, 스펙트럼 위상이 더 복잡한 주파수 의존성을 갖는 처프된(chirped) 레이저 펄스가 구별될 수 있다. 간단히 말해서, 처프된 레이저 펄스에서는 특정 스펙트럼 성분(예: 낮은 주파수 성분)이 다른 스펙트럼 성분(예: 높은 주파수 성분)에 선행한다. 처프되지 않은 레이저 펄스는 주어진 스펙트럼 폭에서 최소 펄스 지속 시간을 특징으로 한다.
레이저 펄스의 특성은 레이저 펄스의 개별 스펙트럼 성분에 상이한 영향을 미치는 장치, 즉 분산 장치, 특히 스펙트럼 위상을 변경하는 장치에 의해 의도적으로 영향을 받을 수 있다. 일반적으로 높은 펄스 품질, 짧은 펄스 지속 시간 및 높은 펄스 강도가 바람직다. 특히 중요한 것은 레이저 펄스의 분산 신장을 위한 펄스 신장 장치와 레이저 펄스의 분산 압축을 위한 펄스 압축 장치이다. 펄스 신장 장치를 사용하면, 처프되지 않은 레이저 펄스와 처프된 레이저 펄스가 시간 신장될 수 있다. 결과적으로 발생하는 시간 신장된 레이저 펄스는 처프되거나 더 많이 처프된다. 처프된 레이저 펄스는 펄스 압축 장치를 사용하여 시간 압축될 수 있다. 그러면 결과적으로 시간 압축된 레이저 펄스가 덜 처프되거나 처프되지 않는다.
펄스 신장 및 펄스 압축 장치는 최고 펄스 강도의 초단 레이저 펄스를 생성하기 위해 시드 레이저 및 증폭 장치와 함께 사용되는 경우가 많다. 이 원리는 처프 펄스 증폭(Chirped-Pulse-Amplification)으로 알려져 있다. 시드 레이저(예: 파이버 레이저)의 레이저 펄스는 먼저 적어도 하나의 펄스 신장 장치를 사용하여 시간 신장된다. 신장된 레이저 펄스는 후속해서 증폭 장치(예: 광섬유 증폭기)에서 증폭된다. 증폭 후, 증폭된 레이저 펄스는 적어도 하나의 펄스 압축 장치를 사용하여 다시 시간 압축된다. 증폭 전에 시간 신장이 없으면, 높은 강도 및 관련 비선형 효과로 인해 증폭 장치의 증폭 매체가 손상되거나 파괴될 수 있으며, 펄스 특성이 손상될 수 있다.
일반적으로, 본 출원의 의미에서 펄스 변형 장치는 레이저 펄스의 특성에 의도된 영향을 미치는 장치를 나타낸다. 특히, 펄스 변형 장치는 적어도 하나의 펄스 신장 장치 및/또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치를 포함할 수 있다. 가장 간단한 경우, 펄스 변형 장치는 단 하나의 펄스 신장 장치 또는 단 하나의 펄스 압축 장치를 포함한다. 대안적으로, 펄스 변형 장치는 적어도 하나의 펄스 신장 장치와 적어도 하나의 펄스 압축 장치를 포함하는, 레이저 펄스의 처프 펄스 증폭을 위한 증폭기 시스템일 수도 있다.
펄스 신장 및 펄스 압축 장치는 프리젯 장치(free-jet device)로 구현될 수 있다. 여기에는, 개별 스펙트럼 성분을 분리하고 결합하기 위해 적어도 하나의 격자 또는 프리즘이 사용되는 격자 및 프리즘 신장기 또는 격자 및 프리즘 압축기가 포함된다. 분리된 스펙트럼 성분들은 다시 결합되기 전에 신장기 또는 압축기에서 상이한 전파 시간을 가지며, 이는 원하는 시간 신장 또는 압축으로 이어진다. 대안적으로, 펄스 신장 및 펄스 압축 장치는 국부적으로 변하는 격자 상수를 갖는 브래그 격자를 기반으로 구현될 수도 있다. 브래그 격자는 예를 들어 광섬유에 새겨질 수 있다. 이 경우 광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg grating)라 한다.
펄스 신장 또는 펄스 압축 장치의 분산은 펄스 신장 또는 펄스 압축 장치를 통해 전파되는 동안 레이저 펄스의 누적된 스펙트럼 위상()을 통해 수학적으로 설명될 수 있다. 펄스 신장 또는 펄스 압축 장치의 특성화는 일반적으로 레이저 펄스의 중심 주파수() 주변의 각 주파수()에서 테일러 전개(Taylor's expansion)
의 계수()를 사용하여 수행된다. 특히 중요한 것은 가장 낮은 차수의 레이저 펄스의 시간적 발산 또는 수렴을 나타내는 그룹 지연 분산()이다. 그러나 고분산 펄스 신장 및 펄스 압축 장치에서는 고차 분산, 특히 3차 분산()도 중요한 역할을 한다.
펄스 신장 및/또는 펄스 압축 장치 또는 펄스 신장 및/또는 펄스 압축 장치를 구비한 장치의 분산을 조정하는 장치는 종래 기술에 알려져 있다. 가능한 최고의 펄스 품질, 특히 가능한 가장 짧은 펄스 지속 시간을 달성하려면, 분산을 정확하게 조정하는 것이 중요하다.
EP 3 578 287 A1에는 각도 분산을 생성하기 위한 적어도 하나의 분산 요소와 각도 분산 영역에 배열된 광학 유닛을 갖춘 어셈블리와 함께 레이저 펄스 소스와 레이저 펄스의 펄스 신장 또는 펄스 압축을 위한 분산 조정 유닛을 갖춘 레이저 시스템이 알려져 있다. 광학 유닛은, 레이저 펄스를 전송하며 레이저 펄스의 개별 스펙트럼 성분의 입사각에 따른 평행 오프셋을 유발하는 평면 평행 광 디스크를 포함한다. 광 디스크의 회전은 분산 조정 유닛의 분산 특성에 영향을 미친다. 특히, 레이저 시스템의 출력 빔에서 레이저 펄스의 펄스 지속 시간은 광 디스크의 회전에 의해 조정될 수 있다. 일 실시예에서, 알려진 레이저 시스템은 펄스 지속 시간 측정 장치 및 제어 유닛을 더 포함한다. 펄스 지속 시간 측정 장치는 펄스 지속 시간에 따른 측정 신호를 제어 유닛에 출력하는 역할을 한다. 제어 장치는 펄스 지속 시간 측정에 따라 광 디스크의 각도 위치를 조정하기 위한 각도 조정 장치를 제어하는 역할을 한다.
US 7,822,347 B1은 펄스 발생기, 펄스 신장기, 펄스 증폭기 및 펄스 압축기뿐만 아니라 조정 요소 및 펄스 측정 장치를 갖춘 처프 펄스 증폭 시스템을 개시한다. 조정 요소는 처프 펄스 증폭 시스템의 그룹 속도 분산을 조정하고 압축된 펄스의 펄스 지속 시간을 조절하는데 적합하다. 조정 요소를 사용하면 처프 펄스 증폭 시스템의 기존 요소들 중 하나의 요소(예: 펄스 신장기 또는 펄스 압축기)의 분산이 조정될 수 있거나 처프 펄스 증폭 시스템의 추가 분산 요소이다. 펄스 측정 장치는 예를 들어 다광자 검출, 자기상관기 또는 FROG(Frequency-Resolved Optical Gating) 시스템을 통해 압축된 펄스의 적어도 하나의 펄스 특성을 측정하는데 적합하다. 조정 요소는 펄스 측정 장치의 출력 신호에 반응하도록 설계되어 있다. 일 실시예에서, 조정 요소는 환경 변화 또는 프리젯(free-jet) 요소의 광 경로 길이로 인한 분산 변화를 보상하는 역할을 한다. 추가 실시예에서, 조정 요소는 온도 구배 또는 변형률 구배를 광섬유 브래그 격자에 적용하도록 설계된다.
그러나, 위에서 언급한 것들을 포함하여 알려진 펄스 측정 장치들은 일반적으로 구조가 비교적 복잡하고 가격이 상대적으로 비싸다.
본 발명의 과제는 펄스 변형 장치에서 나오는 레이저 펄스가 적어도 하나의 환경 파라미터에 관계없이 일관된 펄스 특성을 가지며, 펄스 변형 장치가 간단하고 비용 효율적인 구조를 특징으로 하는, 펄스 신장 장치 및/또는 펄스 압축 장치를 갖춘 펄스 변형 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 제 1 양태에 따라, 레이저 펄스의 분산 신장을 위한 하나 이상의 펄스 신장 장치 및/또는 레이저 펄스의 분산 압축을 위한 하나 이상의 펄스 압축 장치, 다수의 펄스 신장 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 신장 장치의 분산 및/또는 다수의 펄스 압축 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치의 분산을 적어도 하나의 조정 변수를 통해 조정하는 조정 장치, 측정 신호에 따라 조정 장치를 제어하는 제어 장치, 및 다수의 펄스 신장 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 신장 장치의 분산 및/또는 다수의 펄스 압축 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치의 분산을 결정하는, 측정 신호로서의 적어도 하나의 환경 파라미터를 감지하기 위한 환경 센서 장치를 포함하는 펄스 변형 장치에 의해 해결된다.
환경 센서 장치, 제어 장치 및 조정 장치는 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화로 인해 발생하는, 다수의 펄스 신장 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 신장 장치의 분산 및/또는 다수의 펄스 압축 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치의 분산의 변화를 보상하는 역할을 한다. 보상은 완전히 또는 부분적으로 이루어질 수 있다. 펄스 변형 장치가 다수의 펄스 신장 장치들 및/또는 다수의 펄스 압축 장치들 또는 하나의 펄스 신장 장치 및 하나의 펄스 압축 장치를 갖는 경우, 제어 장치는 바람직하게는 분산의 누적된 변화를 보상하도록 설계된다.
조정 장치에 의해, 예를 들어 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화로 인한 분산의 변화를 나타내는, 적어도 하나의 펄스 신장 장치 및/또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치의 분산이 조정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나의 환경 파라미터에 의존하지 않는 분산을 갖는 적어도 하나의 펄스 신장 장치 및/또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치의 분산도 조정 장치에 의해 조정될 수 있다.
보상 결과, 펄스 특성은 환경 파라미터에 관계없이 일정하게 유지된다. 분산의 변화가 보상되지 않으면, 예를 들어 원치 않는 펄스 지속시간 변화가 나타날 수 있다.
분산의 변화들은 특히 프리젯 장치로 설계된 펄스 신장 장치 및 펄스 압축 장치, 즉 레이저 펄스가 적어도 부분적으로 공기 또는 다른 가스 분위기를 통해 전파되는 펄스 신장 장치 및 펄스 압축 장치에서 발생한다. 여기서, 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화는 전형적으로 공기 또는 가스 분위기의 굴절률의 변화를 가져오고, 이는 결국 분산의 변화를 야기한다.
펄스 변형 장치에서 펄스 신장 장치(들) 및 펄스 압축 장치(들)가 굴절률 변화에 의해 동일하게 영향을 받는 경우, 이는 펄스 지속 시간에 영향을 미치지 않는다. 이들이 동일하게 영향을 받지 않는 경우, 예를 들어 광섬유 펄스 신장 장치와 프리젯 펄스 압축 장치의 경우, 또는 펄스 신장 장치(들)와 펄스 압축 장치(들)의 위상들이 서로 보상되지 않는 경우, 굴절률 변화로 인해 펄스 신장 장치들과 펄스 압축 장치들 사이의 위상차가 변경되어 펄스 지속 시간이 변경될 수 있다. 이는 특히 고분산(즉, 제 2 차수보다 높은 차수의 큰 위상 성분) 펄스 신장 장치들 및 펄스 압축 장치들의 경우이다.
조정 장치에 의해, 특히 펄스 신장 장치 및/또는 펄스 압축 장치의 그룹 지연 분산이 조정 변수를 통해 조정될 수 있다. 그러나 조정 장치는 더 높은 분산 차수를 설정하도록 설계될 수도 있다.
제어 장치는 예를 들어 전자 장치, 특히 컴퓨터 또는 마이크로컨트롤러 기반 장치이다. 이 경우 측정 신호는 전기 신호이며 조정 장치는 전기적으로 제어된다. 분산의 변화가 보상되는 방식으로 조정 장치를 사용하여 분산을 조정할 수 있도록 하기 위해, 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화와 분산의 변화 또는 대응하는 조정 변수의 조정 사이의 관계가 제어 장치에 저장될 수도 있으며, 특히 그에 따라 제어 장치가 프로그래밍될 수 있다. 대안적으로, 제어 장치는 예를 들어 기계 장치, 특히 수동 기계 장치이다. 이 경우 측정 신호는 변위나 회전과 같은 기계적 신호일 수도 있다.
환경 센서 장치는 바람직하게는 펄스 신장 장치의 내부 또는 주변에서 및/또는 펄스 압축 장치의 내부 또는 주변에서 적어도 하나의 환경 파라미터를 검출하는데 적합하다.
펄스 변형 장치는 예를 들어 하나 이상의 펄스 신장 장치와 하나 이상의 펄스 압축 장치를 포함할 수 있다. 대안적으로, 펄스 변형 장치는 하나 이상의 펄스 신장 장치를 포함할 수 있지만 펄스 압축 장치를 포함하지 않을 수 있다. 끝으로, 펄스 변형 장치는 하나 이상의 펄스 압축 장치를 포함할 수 있지만 펄스 신장 장치를 포함하지 않을 수 있다.
적어도 하나의 펄스 압축 장치와 적어도 하나의 펄스 신장 장치를 포함하는 펄스 변형 장치에서, 적어도 하나의 펄스 압축 장치만이 프리젯 장치로 설계되고, 적어도 하나의 펄스 신장 장치는 예를 들어 광섬유로 구현되는 것이 바람직하다. 광섬유 장치는 일반적으로 복잡한 조정을 피할 수 있는 등 다수의 장점을 갖고, 프리젯 장치는 높은 강도로 사용될 수 있다. 예를 들어 처프 펄스 증폭을 위한 펄스 변형 장치의 일부인 펄스 압축 장치들에서 높은 강도가 발생한다. 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화는 굴절률의 변화로 이어질 수 있으며, 이는 결국 프리젯 장치로서 설계된 적어도 하나의 펄스 압축 장치의 분산 변화를 야기한다. 이는 환경 센서 장치, 제어 장치 및 조정 장치를 통해 보상될 수 있다.
환경 센서 장치, 제어 장치 및 조정 장치를 통해 분산 변화를 보상하는 대신, 환경 조건(따라서 프리젯 장치의 굴절률)이 일정하게 유지될 수도 있다. 예를 들어, 펄스 신장 장치 및/또는 펄스 압축 장치는 캡슐화되어 환경 영향으로부터 (수동적으로) 격리될 수 있다. 환경 파라미터는 펄스 신장 장치 및/또는 펄스 압축 장치에서 능동적으로 일정하게 유지될 수도 있다. 주변 압력에는 예를 들어 펌프가 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 조정 장치를 통해 조정 가능한 분산을 갖는 다수의 펄스 신장 장치들 중 하나 또는 적어도 하나, 및/또는 조정 장치를 통해 조정 가능한 분산을 갖는 다수의 펄스 압축 장치들 중 하나 또는 적어도 하나는 레이저 펄스의 스펙트럼 성분의 각도 분리 및 결합을 위한 적어도 하나의 분산 광학 요소를 포함한다. 적어도 하나의 분산 광학 요소는 예를 들어 적어도 하나의 회절 격자 또는 적어도 하나의 프리즘이다. 레이저 펄스의 신장 또는 압축은 스펙트럼 성분의 전파 시간의 차이에 기인한다. 분산은 조정 장치를 사용하여 개별 스펙트럼 성분에 영향을 줌으로써 조정된다.
이 실시예의 추가 개발에서, 조정 장치는 평면 평행 투과 광학 요소를 갖고, 상기 평면 평행 투과 광학 요소는, 레이저 펄스의 각도 분리된 스펙트럼 성분이 이를 통과하여 입사각에 따라 평행 오프셋되도록 배열된다. 평면 평행 투과 광학 요소의 회전 각도가 조정 변수를 형성한다. 회전 각도만큼 회전하면, 스펙트럼 성분의 빔 경로가 변경되며, 이는 펄스 신장 장치 및/또는 펄스 압축 장치의 분산에 영향을 준다. 평면 평행 투과 광학 요소를 회전시킴으로써 분산을 조정하는 것에 대한 세부 사항은 EP 3 578 287 A1에서 찾아볼 수 있으며, 그 내용 전체가 본 출원에 포함된다. 특히 거기에는 회전 각도와 그룹 지연 분산 사이의 정확한 관계가 설명되어 있다. 회전을 위해 조정 장치는 예를 들어 스테퍼 모터를 가질 수 있다.
추가 실시예에서, 조정 장치를 통해 조정 가능한 분산을 갖는 다수의 펄스 신장 장치들 중 하나 또는 적어도 하나, 및/또는 조정 장치를 통해 조정 가능한 분산을 갖는 다수의 펄스 압축 장치들 중 하나 또는 적어도 하나는 2개의 분산 광학 요소를 포함하고, 조정 장치는 조정 변수로 사용되는, 2개의 분산 광학 요소들 사이의 거리를 변경하도록 설계된다. 분산 광학 요소는 예를 들어 바람직하게는 서로 평행하게 배열되는 회절 격자 또는 프리즘이다. 예를 들어, 레이저 펄스의 스펙트럼 성분은 제 1 분산 광학 요소를 사용하여 분리되고, 제 2 분산 광학 요소를 사용하여 평행화되고, 반사 광학 요소를 사용하여 다시 반사되고, 분산 광학 요소를 사용하여 다시 결합될 수 있다. 일반적으로, 그룹 지연 분산은 2개의 분산 광학 요소들 사이의 거리에 비례하거나 또는 선형으로 의존한다. 그러나 필요한 것은 분산, 특히 그룹 지연 분산이 상기 거리의 조정을 통해 조정될 수 있다는 것이다. 거리를 조정하기 위해 조정 장치는 예를 들어 선형 액추에이터를 가질 수 있다.
추가 실시예에서, 조정 장치를 통해 조정 가능한 분산을 갖는 다수의 펄스 신장 장치들 중 하나 또는 적어도 하나, 및/또는 조정 장치를 통해 조정 가능한 분산을 갖는 다수의 펄스 압축 장치들 중 하나 또는 적어도 하나는 분산 광학 요소 및 편향 장치를 포함하고, 조정 장치는 분산 광학 요소와 편향 장치 사이의, 조정 변수로 사용되는 거리를 변경하도록 설계된다. 편향 장치는 예를 들어 편향 프리즘이다. 이러한 펄스 압축 장치 또는 펄스 신장 장치에 대한 추가 세부사항은 EP 3 578 287 A1에서 찾아볼 수 있다.
추가 실시예에서, 조정 장치를 통해 조정될 수 있는 분산을 갖는 다수의 펄스 신장 장치들 중 하나 또는 적어도 하나는 투명한 재료의 브래그 격자를 포함한다. 브래그 격자는 처프된 브래그 격자, 즉 국부적으로 변하는 격자 상수를 갖는 브래그 격자이다. 레이저 펄스의 서로 다른 스펙트럼 성분들의 반사는 브래그 격자의 서로 다른 깊이에서 발생하며, 그 결과 스펙트럼 성분들이 서로 다른 광 경로를 통과하고, 궁극적으로 원하는 시간적 신장으로 이어진다. 투명한 재료는 예를 들어 광섬유 형태이다. 이 경우 브래그 격자는 광섬유 브래그 격자이다. 조정 장치에 의해, 브래그 격자는 펄스 신장 장치의 분산이 원하는 정도로 변경되도록 의도적으로 영향을 받을 수 있다.
이 실시예의 추가 개발에서, 조정 장치는 가열 및/또는 냉각 장치를 포함하고 조정 변수로 사용되는, 투명 재료의 온도 프로파일에 영향을 준다. 브래그 격자의 광학적 특성들은 상기 온도 프로파일을 사용하여 의도적으로 조정될 수 있다; 특히 이는 펄스 신장 장치의 분산을 변경한다. 가열 및/또는 냉각 장치는 예를 들어 하나 이상의 펠티에 소자를 사용하여 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 투명 재료는 예를 들어 전기 저항의 폐열을 통해 가열될 수 있다.
대안적인 개발에서, 조정 장치는 조정 변수로서 사용되는, 투명 재료의 기계적 응력의 프로파일, 특히 투명 재료에 작용하는 인장 응력의 프로파일에 영향을 미치도록 설계된다. 특히, 내접된 광섬유 브래그 격자를 갖는 광섬유는 인장 응력에 의해 신장될 수 있으므로 분산의 적절한 조정이 달성될 수 있다.
전술한 과제는 또 다른 양태에 따라, 레이저 펄스의 분산 신장을 위한 하나 이상의 펄스 신장 장치 및/또는 레이저 펄스의 분산 압축을 위한 하나 이상의 펄스 압축 장치, 레이저 펄스의 분산 변조를 위한 변조 장치, 변조 장치의 분산을 조정하는 조정 장치, 측정 신호에 따라 조정 장치를 제어하는 제어 장치, 및 다수의 펄스 신장 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 신장 장치의 분산 및/또는 다수의 펄스 압축 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치의 분산을 결정하는, 측정 신호로서의 적어도 하나의 환경 파라미터를 감지하기 위한 환경 센서 장치를 포함하는 펄스 변형 장치에 의해 해결된다.
변조 장치는 예를 들어 레이저 펄스의 스펙트럼 성분을 분리하고 결합하기 위한 적어도 하나의 분산 요소를 포함한다. 변조 장치는 스펙트럼 성분에 대해 개별적으로 그리고 서로 독립적으로 위상차를 발생시켜 레이저 펄스의 스펙트럼 위상에 영향을 미치기 위해, 공간 광 변조기(Spatial Light Modulator; SLM) 또는 유사한 장치를 더 포함할 수 있다. 위상차는 픽셀 어레이에서 액정 층의 액정의 조정 가능한 정렬을 통해 공간 광 변조기에서 달성된다. 액정은 전기장을 통해 정렬되며, 전기장의 생성을 위해 조정 장치는 예를 들어 적합한 전극을 갖는다. 이 경우, 조정 장치는 공간 광 변조기의 일부이다. 제어 장치 및 환경 센서 장치에 관해서는 상기 설명이 참조된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 환경 파라미터는 온도 및/또는 주변 압력이다. 환경 센서 장치는 적어도 하나의 압력 센서 및/또는 적어도 하나의 온도 센서를 갖는다. 압력 센서는 예를 들어 절대 압력 로드 셀 또는 압저항 또는 압전 압력 센서일 수 있고, 온도 센서는 온도 의존 측정 저항기 또는 반도체 온도 센서일 수 있다. 온도와 압력의 변화는 프리젯 장치로 설계된 펄스 신장 장치 및 펄스 압축 장치의 분산에 영향을 미친다. 여기서, 압력 및/또는 온도의 변화는 공기 또는 가스 분위기의 굴절률의 변화를 가져온다. 배경은 누적된 스펙트럼 위상이 주파수의 함수가 아니라 회절 조건과 광학 경로 길이에 나타나는 파장의 함수라는 것이다. 이는 굴절률의 변화로 인해 파장이 변하면 누적된 스펙트럼 위상도 변한다는 것을 의미한다(단, 주파수는 변하지 않는다). 공기의 경우 한편으로는 온도와 주변 압력, 그리고 다른 한편으로는 온도와 굴절률 간의 의존성은 예를 들어 소위 Edlen 식으로부터 주어진다. 주변 압력은 특히 날씨와 고도에 따라 달라진다. 그러나, 적어도 하나의 환경 파라미터는 습기, 예를 들어 공기 습도일 수도 있다.
추가 실시예에서, 제어 장치는, 적어도 하나의 환경 파라미터에 대한 다수의 펄스 신장 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 신장 장치의 분산 및/또는 다수의 펄스 압축 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치의 분산의 의존성을 나타내는, 실험적으로 결정된 교정 곡선을 사용하여 측정 신호에 따라 조정 장치를 제어하도록 설계된다. 분산 변화를 보상하려면 적어도 하나의 환경 파라미터와 분산 사이의 관계를 알아야 한다. 이는 예를 들어 제어 장치에 저장되는 교정 곡선으로 실험적으로 결정될 수 있다.
추가 실시예에서, 제어 장치는, 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화로 인해 나타는 다수의 펄스 신장 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 신장 장치 내의 및/또는 다수의 펄스 압축 장치들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치 내의 굴절률(n)의 변화(dn), 이로 인한 그룹 지연 분산()의 변화(), 고차 분산) 및 레이저 펄스의 중심 주파수 간의 식
)
의 수학적 관계에 기초하여 측정 신호에 따라 조정 장치를 제어하도록 설계된다. 발명자들은 프리젯 장치의 형태인 펄스 신장 장치 및 펄스 압축 장치의 경우, 그룹 지연 분산의 변화가 제시된 식의 수학적 관계를 사용하여 설명될 수 있음을 발견했다. 이러한 수학적 관계 외에도, 공기의 경우 Edlen 식을 통해 적어도 하나의 환경 파라미터와 굴절률 사이의 관계가 알려진 경우, 이로부터 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화와 그룹 지연 분산의 변화 사이의 관계가 주어진다. 적절한 제어를 통해, 펄스 지속 시간이나 기타 펄스 특성을 측정하지 않고도 분산의 변화가 보상될 수 있다. 수학적 관계는 예를 들어 제어 장치에 저장된다.
이 실시예의 추가 개발에서, 수학적 관계는 다음과 같다: . 제시된 수학적 관계는 많은 경우에 적어도 양호한 근사치로 굴절률의 주어진 변화에 대한 그룹 지연 분산의 변화를 나타낸다. 더 높은 차수의 분산들 중에서 3차 분산()만이 수학적 관계에 포함된다.
굴절률의 변화로 인한 분산의 변화, 특히 펄스 지속 시간의 변화는 특히 고분산 펄스 신장 장치 및 펄스 압축 장치와 관련이 있다. 대안적으로, 이 문제는 분산성이 낮은 펄스 신장 장치 및 펄스 압축 장치들을 사용하여 나중에 해결될 수 있다. 그러나 이는 매우 긴 거리를 필요로 하므로 설치 공간이 매우 크거나 빔 경로에 많은 접힘이 필요하므로 더욱 복잡하고 비용이 많이 든다. 볼륨 브래그 격자를 기반으로 하는 펄스 압축 장치에서는 이 문제가 발생하지 않는다. 그러나 현재 이러한 장치는 프리젯 펄스 압축 장치보다 더 작은 신장 팩터를 허용하므로 펄스 에너지가 더 낮다.
추가 실시예에서, 펄스 변형 장치는 증폭 장치를 포함하고 처프 펄스 증폭 원리에 따라 레이저 펄스를 증폭하는 역할을 한다. 이러한 펄스 변형 장치는 예를 들어 초단 펄스 레이저의 일부일 수 있다.
본 발명의 추가 특징들 및 이점들은 본 발명에 필수적인 세부사항을 나타내는 도면에 기초한 본 발명의 실시예에 대한 다음의 설명과 청구범위에 나타난다. 개별 특징들은 본 발명의 변형예에서 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.
실시예들은 개략도로 도시되어 있으며 다음 설명에서 설명된다.
도 1은 회절 격자 형태의 2개의 분산 광학 요소들을 갖는 펄스 압축 장치, 평면 평행 투과 광학 요소를 갖는 조정 장치, 제어 장치, 및 상기 펄스 압축 장치의 분산을 결정하는 적어도 하나의 환경 파라미터를 감지하기 위한 환경 센서 장치를 포함하는 펄스 변형 장치의 개략도를 도시한다.
도 2는 펄스 신장 장치 및 펄스 압축 장치, 상기 펄스 신장 장치의 분산을 조정하도록 설계된 조정 장치, 제어 장치, 및 환경 센서 장치를 포함하는 펄스 변형 장치의 개략도를 도시한다.
도 3은 펄스 신장 장치 및 펄스 압축 장치, 변조 장치, 상기 변조 장치의 분산을 조정하도록 설계된 조정 장치, 제어 장치, 및 환경 센서 장치를 포함하는 펄스 변형 장치의 개략도를 도시한다.
도 4는 분산 광학 요소 및 편향 장치를 갖는 펄스 압축 장치를 포함하는 펄스 변형 장치의 개략도를 도시한다.
도 2는 펄스 신장 장치 및 펄스 압축 장치, 상기 펄스 신장 장치의 분산을 조정하도록 설계된 조정 장치, 제어 장치, 및 환경 센서 장치를 포함하는 펄스 변형 장치의 개략도를 도시한다.
도 3은 펄스 신장 장치 및 펄스 압축 장치, 변조 장치, 상기 변조 장치의 분산을 조정하도록 설계된 조정 장치, 제어 장치, 및 환경 센서 장치를 포함하는 펄스 변형 장치의 개략도를 도시한다.
도 4는 분산 광학 요소 및 편향 장치를 갖는 펄스 압축 장치를 포함하는 펄스 변형 장치의 개략도를 도시한다.
도 1은 레이저 펄스(3)의 분산 압축을 위한 펄스 압축 장치(2), 적어도 하나의 조정 변수(S)를 통해 상기 펄스 압축 장치(2)의 분산을 조정하는 조정 장치(4), 및 측정 신호(M)에 따라 상기 조정 장치(4)를 제어하는 제어 장치(5)를 포함하는 펄스 변형 장치(1)를 개략적으로 도시한다. 펄스 변형 장치(1)는 펄스 압축 장치(2)의 분산을 결정하는, 측정 신호(M)로서의 환경 파라미터(U)를 감지하기 위한 환경 센서 장치(6)를 더 포함한다.
도시된 펄스 압축 장치(2)는 그리드 압축기의 형태로 설계된다. 이는 레이저 펄스(3)의 스펙트럼 성분(8)의 각도 분리 및 결합을 위한 회절 격자 형태의 2개의 분산 광학 요소(7, 7')들을 갖는다. 대안적으로, 펄스 압축 장치(2)는 단 하나 또는 2개 이상의 분산 광학 요소(7, 7')를 가질 수 있다. 분산 광학 요소(7, 7')들은 회절 격자들일 필요는 없다. 예를 들어, 분산 광학 요소(7, 7')들은 프리즘들일 수도 있다.
처프된(chirped) 입사 레이저 펄스(3)는 먼저 제 1 분산 광학 요소(7)에 부딪쳐 스펙트럼 성분(8)들로 분리되어 상이한 방향으로 전파된다. 스펙트럼 성분(8)들은 제 2 분산 광학 요소(7')에 의해 평행화된 다음, 반사 광학 요소(9)에 의해 다시 반사된다. 반사 광학 요소(9)는 예를 들어 편향 프리즘일 수 있다. 이 경우, 재반사된 스펙트럼 성분(8)들은 높이가 오프셋되어, 나오는 레이저 펄스(3')는 분리 거울(10)에 의해 분리될 수 있다. 개별 스펙트럼 성분(8)들은 펄스 압축 장치(2)에서 상이한 전파 시간을 가지므로, 원하는 시간 압축이 발생한다.
도시된 조정 장치(4)는 평면 평행 투과 광학 요소(11)를 포함하며, 이 광학 요소는 각도 분리된 스펙트럼 성분(8)이 이를 통과하여 입사각에 따라 평행 오프셋되는 방식으로 배열된다. 펄스 압축 장치(2)의 분산, 특히 그 그룹 지연 분산은 조정 변수(S)로서 사용되는 회전 각도(δ)만큼 광학 요소(11)를 회전시킴으로써 조정될 수 있다. 광학 요소(11)를 회전시키기 위해, 조정 장치는 예를 들어 여기에 도시되지 않은 스테퍼 모터를 포함할 수 있다.
조정 장치(4)는 다르게 구현될 수도 있다. 예를 들어, 분산 광학 요소(7, 7')들 사이의 거리(L)는 조정 변수(S)로 사용될 수 있고, 조정 장치(4)는 이 거리(L)을 변경하도록 설계될 수 있다. 이를 위해, 조정 장치(4)는 예를 들어 선형 액추에이터를 가질 수 있다.
환경 파라미터(U)의 변화로 인해 발생하는 펄스 압축 장치(2)의 분산 변화는 환경 센서 장치(6), 제어 장치(5) 및 조정 장치(4)를 통해 보상된다. 따라서, 나타나는 레이저 펄스(3')의 펄스 특성은 환경 파라미터(U)에 관계없이 일정하게 유지된다.
도시된 예에서, 환경 파라미터(U)는 주변 압력이다. 환경 센서 장치(6)는 여기에 도시되지 않은 압력 센서를 갖는다. 그러나 온도와 같은 다른 환경 파라미터(U)도 검출될 수 있다. 다수의 환경 파라미터(U)들도 검출될 수 있으며 분산 변화들은 다수의 환경 파라미터(U)들의 변경에 의해 보상될 수 있다.
펄스 압축 장치(2)는 레이저 펄스(3) 또는 그 스펙트럼 성분(8)이 적어도 부분적으로 공기를 통해 전파되는 프리젯 장치이다. 주변 압력과 같은 환경 파라미터(U)의 변화는 공기의 굴절률(n)의 변화(dn)를 초래하고, 이는 다시 분산의 변화를 유발한다. 제어 장치(5)는, 펄스 압축 장치(2) 내 굴절률(n)의 변화(dn)와 그로 인한 펄스 압축 장치(2)의 그룹 지연 분산(β2)의 변화(dβ2), 레이저 펄스(3)의 중심 주파수(ω0) 및 펄스 압축 장치(2)의 고차 분산() 간의 식 의 수학적 관계에 기초하여 측정 신호(M)에 따라 조정 장치(4)를 제어하도록 설계된다. 보다 정확하게는, 제어 장치(5)가 조정 장치(4)를 하기 수학적 관계
에 기초하여 측정 신호(M)에 따라 제어하도록 설계된다. 그러나 이 수학적 관계로부터의 편차, 특히 더 작은 편차는 기본적으로 가능하다. 대안적으로, 제어 장치(5)는, 환경 파라미터(U)에 대한 펄스 압축 장치(2)의 분산의 의존성을 나타내는 실험적으로 결정된 교정 곡선(calibration curve)에 기초하여 측정 신호(M)에 따라 조정 장치(4)를 제어하도록 설계될 수 있다.
펄스 변형 장치(1)는 펄스 압축 장치(2) 대신에 펄스 신장 장치를 포함할 수도 있다. 포지티브 분산을 달성하기 위해, 펄스 신장 장치는 2개의 분산 광학 요소(7, 7') 외에 예를 들어 2개의 렌즈를 가질 수 있다.
도 2 및 도 3에는, 레이저 펄스(3)의 분산 신장을 위한 펄스 신장 장치(12)와 레이저 펄스(3)의 분산 압축을 위한 펄스 압축 장치(2)를 포함하는 펄스 변형 장치(1)가 개략적으로 도시되어 있다. 펄스 변형 장치(1)는 예를 들어 증폭 장치(13)를 더 포함하고 처프 펄스 증폭 원리에 따라 레이저 펄스(3)를 증폭하는 역할을 한다.
펄스 변형 장치(1)는 조정 장치(4), 측정 신호(M)에 따라 상기 조정 장치(4)를 제어는 제어 장치(5), 및 펄스 압축 장치(2)의 분산을 결정하는, 측정 신호(M)로서의 환경 파라미터(U)를 감지하기 위한 환경 센서 장치(6)를 갖는다. 이 실시예에서, 펄스 압축 장치(2)는 프리젯 장치이고, 환경 파라미터(U)는 주변 압력이다. 주변 압력의 변화는 굴절률(n)의 변화와 그에 따른 펄스 압축 장치(2)의 분산을 초래한다.
도 2에 도시된 펄스 변형 장치(1)에서, 조정 장치(4)는 펄스 신장 장치(12)의 분산을 조정하는 역할을 한다. 이 경우, 펄스 압축 장치(2)의 분산 변화는 펄스 신장 장치(12)의 분산 조정을 통해 보상되므로, 나타나는 레이저 펄스(3')의 펄스 특성은 환경 파라미터(U)에 관계없이 일정하게 유지된다. 펄스 신장 장치(12)는 광섬유 형태의 투명한 재료 내의 브래그(Bragg) 격자(여기에 도시되지 않음)를 갖는다. 이 실시예에서, 브래그 격자는 광섬유 브래그 격자이다. 조정 장치(4)는 조정 변수(S)로 사용되는 광섬유의 온도 프로파일(T)에 영향을 주는 펠티에 소자들을 갖는 가열 및/또는 냉각 장치를 포함하여, 펄스 압축 장치(2)의 분산 변화가 보상되는 방식으로 펄스 신장 장치(12)의 분산이 변화되게 한다. 조정 장치(4)는 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 조정 장치는 조장 변수(S)로 사용되는 광섬유의 인장 응력을 유발할 수 있다. 투명한 재료는 광섬유의 형태일 필요는 없다.
도 3에 도시된 펄스 변형 장치(1)는 레이저 펄스(3)의 분산 변조를 위한 변조 장치(14)를 갖는다. 이 경우, 펄스 압축 장치(2)의 분산 변화는 변조 장치(14)의 분산을 조정함으로써 보상되어, 나타나는 레이저 펄스(3')의 펄스 특성이 환경 파라미터(U)에 관계없이 일정하게 유지된다.
변조 장치(14)는 예를 들어 레이저 펄스(3)의 스펙트럼 성분(8)을 분할하고 결합하기 위한 2개의 회절 격자와 공간 광 변조기(Spatial Light Modulator; SLM)를 포함하여, 스펙트럼 성분(8)에 대해 개별적으로 그리고 서로 독립적으로 위상차에 영향을 미치고 그에 따라 레이저 펄스(3)의 스펙트럼 위상에 영향을 미친다. 공간 광 변조기에서 위상차는 액정 층에서 액정의 조정 가능한 정렬을 통해 달성된다. 조정 장치(4)는 이에 적합한 전극들을 갖는다. 그러나, 변조 장치(14)는 공간 광 변조기에 기반할 필요는 없다. 원칙적으로 레이저 펄스(3)의 스펙트럼 위상을 조정할 수 있는 모든 장치가 여기에 사용될 수 있다.
도시된 변조 장치(14)는 레이저 펄스(3)의 빔 경로에서 증폭 장치(13) 앞에 배열된다. 이와 달리, 변조 장치(14)가 빔 경로의 다른 위치, 예를 들어 펄스 신장 장치(12) 앞에 배열될 수도 있다.
도 4는 도 1에 도시된 펄스 변형 장치(1)의 변형예를 도시한다. 도 1과는 달리, 펄스 압축 장치(2)는 편향 장치(15)와 단 하나의 분산 광학 요소(7)를 갖는다. 여기서 조정 장치(4)는 예를 들어 조정 변수(S)로 사용되는, 분산 광학 요소(7)와 편향 장치(15) 사이의 거리(L)를 변경하도록 설계되어 있다. 편향 장치(15)는 예를 들어 편향 프리즘이지만 반드시 편향 프리즘일 필요는 없다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와는 달리, 펄스 변형 장치(1)는 하나 이상의 펄스 신장 장치(12) 및/또는 하나 이상의 펄스 압축 장치(2)를 포함할 수 있다.
Claims (14)
- 펄스 변형 장치(1)로서,
- 레이저 펄스(3)의 분산 신장을 위한 하나 이상의 펄스 신장 장치(12) 및/또는 레이저 펄스(3)의 분산 압축을 위한 하나 이상의 펄스 압축 장치(2),
- 다수의 펄스 신장 장치(12)들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 신장 장치(12)의 분산 및/또는 다수의 펄스 압축 장치(2)들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치(2)의 분산을 적어도 하나의 조정 변수(S)를 통해 조정하는 조정 장치(4), 및
- 측정 신호(M)에 따라 상기 조정 장치(4)를 제어하는 제어 장치(5)
를 포함하고,
상기 펄스 변형 장치(1)는 다수의 펄스 신장 장치(12)들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 신장 장치(12)의 분산 및/또는 다수의 펄스 압축 장치(2)들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치(2)의 분산을 결정하는, 측정 신호(M)로서의 적어도 하나의 환경 파라미터(U)를 감지하기 위한 환경 센서 장치(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1). - 제 1 항에 있어서, 상기 조정 장치(4)를 통해 조정될 수 있는 분산을 갖는 다수의 펄스 신장 장치(12)들 중 하나 또는 적어도 하나, 및/또는 상기 조정 장치(4)를 통해 조정될 수 있는 분산을 갖는 다수의 펄스 압축 장치(2)들 중 하나 또는 적어도 하나는 상기 레이저 펄스(3)의 스펙트럼 성분(8)들의 각도 분리 및 결합을 위한 적어도 하나의 분산 광학 요소(7, 7')를 포함하는 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1).
- 제 2 항에 있어서, 상기 조정 장치(4)는 평면 평행 투과 광학 요소(11)를 갖고, 상기 평면 평행 투과 광학 요소(11)는, 상기 레이저 펄스(3)의 각도 분리된 스펙트럼 성분(8)이 이를 통과하여 입사각에 따라 평행 오프셋되도록 배열되고, 상기 평면 평행 투과 광학 요소(11)의 회전 각도(δ)가 상기 조정 변수(S)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1).
- 제 2 항에 있어서, 상기 조정 장치(4)를 통해 조정될 수 있는 분산을 갖는 다수의 펄스 신장 장치(12)들 중 하나 또는 적어도 하나, 및/또는 상기 조정 장치(4)를 통해 조정될 수 있는 분산을 갖는 다수의 펄스 압축 장치(2)들 중 하나 또는 적어도 하나는 2개의 분산 광학 요소(7, 7')를 포함하고, 상기 조정 장치(4)는 상기 2개의 분산 광학 요소(7, 7')들 사이의, 조정 변수(S)로 사용되는 거리(L)를 변경하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1).
- 제 2 항에 있어서, 상기 조정 장치(4)를 통해 조정될 수 있는 분산을 갖는 다수의 펄스 신장 장치(12)들 중 하나 또는 적어도 하나, 및/또는 상기 조정 장치(4)를 통해 조정될 수 있는 분산을 갖는 다수의 펄스 압축 장치(2)들 중 하나 또는 적어도 하나는 분산 광학 요소(7) 및 편향 장치(15)를 포함하고, 상기 조정 장치(4)는 상기 분산 광학 요소(7)와 상기 편향 장치(15) 사이의, 조정 변수(S)로 사용되는 거리(L)를 변경하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1).
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조정 장치(4)를 통해 조정될 수 있는 분산을 갖는 다수의 펄스 신장 장치(12)들 중 하나 또는 적어도 하나는 투명한 재료 내의 브래그 격자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1).
- 제 6 항에 있어서, 상기 조정 장치(4)는 가열 및/또는 냉각 장치를 포함하고, 조정 변수(S)로서 사용되는 상기 투명한 재료의 온도 프로파일(T)에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1).
- 제 6 항에 있어서, 상기 조정 장치(4)는 조정 변수(S)로서 사용되는, 상기 투명한 재료의 기계적 응력, 특히 상기 투명한 재료에 작용하는 인장 응력의 프로파일에 영향을 주도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1).
- 펄스 변형 장치(1)로서,
- 레이저 펄스(3)의 분산 신장을 위한 하나 이상의 펄스 신장 장치(12) 및/또는 레이저 펄스(3)의 분산 압축을 위한 하나 이상의 펄스 압축 장치(2),
- 상기 레이저 펄스(3)의 분산 변조를 위한 변조 장치(14),
- 상기 변조 장치(14)의 분산을 조정하는 조정 장치(4), 및
- 측정 신호(M)에 따라 상기 조정 장치(4)를 제어하는 제어 장치(5)
를 포함하고,
상기 펄스 변형 장치(1)는 다수의 펄스 신장 장치(12)들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 신장 장치(12)의 분산 및/또는 다수의 펄스 압축 장치(2)들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치(2)의 분산을 결정하는, 측정 신호(M)로서의 적어도 하나의 환경 파라미터(U)를 감지하기 위한 환경 센서 장치(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1). - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 환경 파라미터(U)는 온도 및/또는 주변 압력인 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1).
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치(5)는 상기 적어도 하나의 환경 파라미터(U)에 대한 상기 다수의 펄스 신장 장치(12)들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 신장 장치(12)의 분산 및/또는 상기 다수의 펄스 압축 장치(2)들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치(2)의 분산의 의존성을 나타내는, 실험적으로 결정된 교정 곡선을 사용하여 상기 측정 신호(M)에 따라 상기 조정 장치(4)를 제어하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1).
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치(5)는, 상기 적어도 하나의 환경 파라미터(U)의 변화로 인해 나타나는 상기 다수의 펄스 신장 장치(12)들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 신장 장치(12) 내의 및/또는 상기 다수의 펄스 압축 장치(2)들 중 하나 또는 적어도 하나의 펄스 압축 장치(2) 내의 굴절률(n)의 변화(dn), 이로 인한 그룹 지연 분산)의 변화(), 고차 분산) 및 상기 레이저 펄스(3)의 중심 주파수 간의 식
)
의 수학적 관계에 기초하여 상기 측정 신호(M)에 따라 상기 조정 장치(4)를 제어하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1). - 제 12 항에 있어서, 상기 수학적 관계는
인 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1). - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펄스 변형 장치(1)는 증폭 장치(13)를 포함하고, 처프 펄스 증폭 원리에 따라 상기 레이저 펄스(3)를 증폭시키는 역할을 하는 것을 특징으로 하는, 펄스 변형 장치(1).
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