WO2018011306A2 - Verfahren zur erzeugung eines laserpulses und anordnung zur erzeugung eines treiberansteuersignals - Google Patents

Verfahren zur erzeugung eines laserpulses und anordnung zur erzeugung eines treiberansteuersignals Download PDF

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Aleksander BUDNICKI
Daniel Glunk
Florian Jansen
Oliver Rapp
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Trumpf Laser Gmbh
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    • H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2375—Hybrid lasers

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for generating aDeutscheran tenusignals for driving a driver, the one
  • an excitation laser is driven by a driver.
  • the output signal of the excitation laser is amplified by an optical amplifier and then output.
  • Excitation laser and optical amplifier represent a laser. Frequently, such lasers are operated pulsed. However, it happens that the pulse energy of several pulses at the laser output fluctuates despite the same length and the same strong driver drive signals.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method and an arrangement with which a predeterminable, in particular a substantially constant, pulse energy can be generated at the output of a laser.
  • This object is achieved according to the invention by a method for generating a laser pulse of an excitation laser in response to a triggering time of a trigger signal, the excitation laser is driven by a driver and thekultureran tenusignal is generated taking into account the time interval of the triggering time or laser pulse to a previous triggering time or laser pulse ,
  • an excitation laser can be used
  • a triggering time is also often referred to as the trigger time.
  • Tripping time to a previous trip time or laser pulse is caused.
  • the time intervals between the triggering times of the trigger signal can vary, which means that the time intervals between the laser pulses can vary. Since the laser pulse of the excitation laser depending on
  • Time interval between the pulses is amplified to different degrees, it can happen that the pulse energy of several pulses at the laser output in spite of the samemaschineeran Kunststoffsignale different levels of failure.
  • the reason for this is that the gain level of the optical amplifier depends on the pumping time between the pulses. The longer you pump, the more energy is extracted. The fact that the time interval of the triggering times or
  • the driver drive signal can be set so that the output of the laser laser pulses are emitted with a constant pulse energy.
  • the activation of the excitation laser can thereby be adapted or scaled. This allows compensation of the gain level in the optical amplifier. In particular, this can be done in
  • the power of the excitation laser can be adjusted.
  • the drive drive signal may be generated in consideration of the characteristics of an optical amplifier driven by the excitation laser. In particular, it can be concluded from the time interval of the triggering times or laser pulses in which state the optical amplifier is located. In particular, it can be concluded that the gain level of the optical amplifier.
  • the driver drive signal can be correspondingly generated so that, taking into account the gain level of the optical amplifier and thus the properties of the optical amplifier laser pulses with predeterminable, in particular constant, energy are generated.
  • the driver drive signal may be generated by compensating a digitally coded pulse shape with a digitally-coded compensation signal.
  • the compensated digitally coded pulse form can be converted into an analog signal.
  • a digitally coded pulse form is read out of a pulse form memory and then into a pulse form memory
  • Analog signal is converted, with which a driver is controlled. If this is done without taking into account the state of the optical amplifier, laser pulses with different signals are produced in the output of the laser
  • the digitally coded pulse shape is already changed with a digitally coded compensation signal in such a way that a driver drive signal is generated before the generation of the analog signal. This can lead to pulses of predeterminable, in particular constant, energy being output at the output of the laser. Since the state of the optical amplifier can depend on the time interval of the triggering times or laser pulses, a suitable coded compensation signal is determined on the basis of the distance of the triggering times or laser pulses.
  • Compensation signal as a function of the time interval of the triggering time or laser pulse of the or a previous triggering time or laser pulse is read out of a compensation signal memory.
  • the driver drive signal is generated by compensating a pulse shape generated from a digitally coded pulse form by digital-to-analog conversion with a compensation signal.
  • the compensation signal from the time interval of the triggering time or laser pulse to a previous
  • a time-dependent factor in the range 0 ⁇ factor ⁇ 1 can be used as a compensation signal. This means that depending on how much Time between the trigger times or laser pulses, the pulse shape is multiplied by a factor between 0 and 1.
  • the compensation signal is reset with a time delay to the triggering time.
  • the compensation signal at the end of the generated pulse shape is reset with a time delay to the triggering time.
  • time-dependent factor can be reduced from 1 to 0, depending on the time. The more time that passes between two triggering times or laser pulses, the more the pulse shape is compensated or corrected.
  • Tripping time or laser pulse is determined and under
  • a driver drive signal for driving a driver that drives an excitation laser having a trigger signal input and a driver signal output.
  • the trigger signal input with a pulse form memory and at least indirectly with a
  • Trigger signal input to a scaling device which are supplied to the pulse shape and the compensation signal and which is adapted to generate amaschineeran tenusignal connected.
  • the trigger signal input can via a delay element with the
  • the compensation signal determination can be a
  • Compensation signal memory include. Depending on the time interval between triggering times may be different
  • Compensation signals are removed from the compensation signal memory and thus a pulse shape can be compensated or corrected. It is also conceivable that only one compensation signal form in
  • Compensation signal memory is stored. It can do that
  • the scaling device may comprise a multiplier. Depending on whether the compensation takes place in the digital range or in the analog range, it can be a digital or analogue
  • the compensation signal detector comprises a particular resettable counter. Furthermore, depending on the counter, a compensation signal from the
  • Compensation signal memory to be read.
  • the resettable counter can be reset in particular at a triggering time. From then on, the counter counts up or down at a predetermined rate. Depending on the counter reading, a compensation signal can be output from the at the next triggering time Compensation signal memory are read out and used to compensate for a pulse shape.
  • a laser system with a laser having an excitation laser, which is driven by a driver wherein an inventive arrangement is provided, which is connected to the driver.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a laser system with a first embodiment of an arrangement for generating a driver drive signal for driving a driver of an excitation laser
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a laser system with a second embodiment of an arrangement for generating a driver drive signal for driving a driver of an excitation laser;
  • FIG. 1 shows a laser system 1 with a laser 2, which has a
  • Excitation laser 3 and an optical amplifier 4 has. Of the
  • Excitation laser 3 may be formed, for example, as a seed diode.
  • the excitation laser 3 is driven by a driver 5.
  • Output signal of the excitation laser 3 is by an optical
  • Amplifier 4 which also pump light is supplied, amplified, so that at the output 6 laser light, in particular a laser pulse can be output.
  • an arrangement 7 for generating a laser pulse is provided.
  • the arrangement 7 has a
  • a trigger signal for example, a pulse signal comes into question, wherein the time of occurrence of a rising edge can represent a triggering time.
  • the trigger signal is fed to a pulse form memory 9, which is clocked by a clock source 10.
  • a digitally coded pulse shape is output from the pulse shape memory 9 in time with the clock source 10.
  • the digital-to-analog converter 11 converts the digitally coded pulse form into an analog pulse form.
  • the analog pulse shape is supplied to a scaling device 12. If the analog pulse form directly as
  • Driver drive signal can be used, which supplied to the driver 5 is, so could be output at the output 6 of the laser laser pulses with different energy, since the pulse shape or
  • Energy of the laser pulse from the state of the optical amplifier 4 may depend. Depending on the time interval
  • Amplifier 4 may be different, so too
  • the arrangement 7 has a compensation signal determination 13.
  • the compensation signal determination 13 has a
  • the compensation signal memory 14 is clocked by a clock source 15.
  • Compensation signal determination 13 may further include a digital-to-analog converter 16.
  • the trigger signal from the trigger signal input 8 is the
  • Compensation signal memory 14 supplied with a time delay, which is effected by the delay element 17.
  • a digitally coded compensation signal is output therefrom in time with the clock source 15.
  • the digitally coded compensation signal is transferred to the digital-to-analog converter 16. There, an analog compensation signal is generated.
  • the analog compensation signal is the
  • the scaling device 12 is formed in the embodiment shown as a multiplier, so that there the output from the analog-to-digital converter 11 pulse shape is multiplied by the compensation signal. This results in a time-dependent pulse shape scaling.
  • compensated pulse form at the output of the scaling device 12 or at the driver signal output 18 now represents a driver drive signal, which is supplied to the driver 5.
  • a driver drive signal is generated, which determines the state of the optical amplifier 4
  • the compensation signal which in the
  • Compensation signal memory 14 is advantageously selected depending on the characteristics of the optical amplifier, in particular its gain levels as a function of the pumping time between two pulses.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of a laser system 100. Elements corresponding to those of Figure 1 are designated by the same reference numeral.
  • An arrangement 107 has a trigger signal input 8. About the trigger signal input 8, a pulse shape memory 9, a trigger signal can be supplied. In time with a clock source 10 is from the
  • Pulseform appointed 9 at a triggering time of the trigger signal output a digitally coded pulse shape.
  • the digitally coded pulse shape is supplied to a scaling device 112.
  • the trigger signal is supplied via a delay element 17 to a compensation signal determination 113.
  • the trigger signal is supplied in particular to a counter 120.
  • the counter 120 is in particular a resettable counter. This resettable counter can always be reset when a trip time occurs and then count up or down depending on the embodiment. According to the count before resetting the counter 120 is from a
  • Compensation signal memory 114 is a digitally coded Compensation signal read out. This digitally coded
  • Compensation signal is supplied to the scaling device 112, so that the digitally encoded pulse shape can be compensated, in particular multiplied, by this signal. That by the
  • Scaling device 112 generated digitally encoded signal, in particular a compensated digitally encoded pulse shape, is a digital-to-analog converter 11, respectively.
  • the digital-to-analog converter 11 can generate an analog signal from this.
  • the analog signal corresponds to one
  • Driver drive signal and can be supplied according to the driver 5 via the driver signal output 118.
  • FIG. 3 shows signal forms for explaining the method according to the invention.
  • a trigger signal is shown, wherein the trigger signal has individual pulses 200, 201, 202.
  • Time offset to the trigger times 203 to 205 are on
  • Output of the delay element 17 pulses 209 to 211 at.
  • Delay element 17 may be chosen so that the rising edge of pulses 209 to 211 coincide with the end 212 to 214 of pulse forms 206 to 208, respectively. According to one embodiment, provision may also be made for the pulses 209 to 211 to be triggered at the end 212 to 214 of the pulse forms 206 to 208.
  • a time-dependent compensation signal 215 to 217 is generated in each case.
  • the compensation signal 225 has been generated. In the illustrated embodiment If the compensation signals are a waveform with a falling line. In each case with a rising edge of one of the pulses 209 to 211, the compensation signal 225, 215, 216, 217 is output with the value 1 and then falls linearly with time.
  • the compensation signals 225, 215, 216 are multiplied by the pulse forms 206 to 208. Since the time interval between the pulses 200 and 201 or 209 and 210 is greater than the time interval between the pulses 201 and 202 or 210 and 211, the pulse shape 207 with a
  • the compensation signal 215 has dropped further than at the beginning of the pulse shape 208, the compensation signal 216 has dropped. Accordingly, the compensation signal 219, which consists of a multiplication of the pulse shape 207 with the
  • Compensation signal 215 has a lower amplitude than the driver drive signal 220, which has resulted from a multiplication of the pulse form 208 with the compensation signal 216. Nevertheless, the laser pulses 221 to 223 have the same shape. The laser pulses 221 to 223 are output at the output 6 (FIGS. 1, 2).

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Erzeugung eines Laserpulses eines Anregungslasers (3) in Reaktion auf einen Auslösezeitpunkt eines Auslösesignals, wobei der Anregungslaser (3) durch einen Treiber angesteuert wird, wird das Treiberansteuersignal (218 – 220) unter Berücksichtigung des zeitlichen Abstands des Auslösezeitpunkts zu einem vorhergehenden Auslösezeitpunkt erzeugt.

Description

Verfahren zur Erzeugung eines Laserpulses und Anordnung zur Erzeugung eines Treiberansteuersignals
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Laserpulses eines Anregungslasers in Reaktion auf einen Auslösezeitpunkt eines
Auslösesignals.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Erzeugung eines Treiberansteuersignals zur Ansteuerung eines Treibers, der einen
Anregungslaser ansteuert.
Bei einem Laser wird durch einen Treiber ein Anregungslaser angesteuert. Das Ausgangssignal des Anregungslasers wird durch einen optischen Verstärker verstärkt und anschließend ausgegeben. Anregungslaser und optischer Verstärker stellen einen Laser dar. Häufig werden solche Laser gepulst betrieben. Dabei kommt es jedoch vor, dass die Pulsenergie mehrerer Pulse am Laserausgang trotz gleich langer und gleich starker Treiberansteuersignale schwankt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Anordnung bereitzustellen, mit denen am Ausgang eines Lasers eine vorgebbare, insbesondere eine im Wesentlichen konstante, Pulsenergie erzeugt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Erzeugung eines Laserpulses eines Anregungslasers in Reaktion auf einen Auslösezeitpunkt eines Auslösesignals, wobei der Anregungslaser durch einen Treiber angesteuert wird und das Treiberansteuersignal unter Berücksichtigung des zeitlichen Abstands des Auslösezeitpunkts oder Laserpulses zu einem vorhergehenden Auslösezeitpunkt oder Laserpuls erzeugt wird. Als Anregungslaser kommen dabei beispielsweise ein
Seedlaser oder eine Seeddiode in Frage. Ein Auslösezeitpunkt wird auch häufig als Triggerzeitpunkt bezeichnet.
Es wurde festgestellt, dass zumindest ein Teil der Schwankung der Pulsenergie mehrerer Pulse am Laserausgang trotz gleicher
Treiberansteuersignale durch den zeitlichen Abstands des
Auslösezeitpunkts zu einem vorhergehenden Auslösezeitpunkt oder Laserpuls hervorgerufen wird. Bei gepulsten Lasern können die zeitlichen Abstände zwischen den Auslösezeitpunkten des Auslösesignals variieren, das bedeutet, dass die zeitlichen Abstände zwischen den Laserpulsen variieren können. Da der Laserpuls des Anregungslasers je nach
zeitlichem Abstand zwischen den Pulsen unterschiedlich stark verstärkt wird, kann es dazu kommen, dass die Pulsenergie mehrerer Pulse am Laserausgang trotz gleicher Treiberansteuersignale unterschiedlich stark ausfällt. Der Grund hierfür liegt darin, dass das Gain-Niveau des optischen Verstärkers von der Pumpzeit zwischen den Pulsen abhängt. Je länger gepumpt wird, desto mehr Energie wird extrahiert. Dadurch, dass der zeitliche Abstand der Auslösezeitpunkte bzw.
Laserpulse für die Erzeugung des Treiberansteuersignals berücksichtigt wird, kann das Treiberansteuersignal so eingestellt werden, dass am Ausgang des Lasers Laserpulse mit konstanter Pulsenergie ausgegeben werden. Insbesondere kann dadurch die Ansteuerung des Anregungslasers angepasst bzw. skaliert werden. So wird ein Ausgleich des Gain-Niveaus im optischen Verstärker ermöglicht. Insbesondere kann dadurch in
Abhängigkeit des Abstands der Auslösezeitpunkte bzw. Laserpulse die Leistung des Anregungslasers angepasst werden.
Das Treiberansteuersignal kann unter Berücksichtigung der Eigenschaften eines optischen Verstärkers, der von dem Anregungslaser angesteuert wird, erzeugt werden. Insbesondere kann aus dem zeitlichen Abstand der Auslösezeitpunkte bzw. Laserpulse darauf geschlossen werden, in welchem Zustand sich der optische Verstärker befindet. Insbesondere kann auf das Gain-Niveau des optischen Verstärkers geschlossen werden. Das Treiberansteuersignal kann entsprechend so generiert werden, dass unter Berücksichtigung des Gain-Niveaus des optischen Verstärkers und damit der Eigenschaften des optischen Verstärkers Laserpulse mit vorgebbarer, insbesondere konstanter, Energie erzeugt werden.
Das Treiberansteuersignal kann erzeugt werden, indem eine digital codierte Pulsform mit einem digital codierten Kompensationssignal kompensiert wird. Dabei kann ferner das digital codierte
Kompensationssignal von dem zeitlichen Abstand des Auslösezeitpunkts oder Laserpulses von dem vorhergehenden Auslösezeitpunkt oder
Laserpuls abhängen. Dabei kann ferner die kompensierte digital codierte Pulsform in ein Analogsignal gewandelt werden. Normalerweise ist es so, dass bei Auftreten eines Triggerzeitpunkts aus einem Pulsformspeicher eine digital codierte Pulsform ausgelesen wird und anschließend in ein Analogsignal gewandelt wird, mit dem ein Treiber angesteuert wird. Wird dies ohne Berücksichtigung des Zustands des optischen Verstärkers getan, entstehen im Ausgang des Lasers Laserpulse mit unterschiedlichen
Energien. Gemäß einer Variante der Erfindung ist nun vorgesehen, dass bereits vor der Generierung des Analogsignals die digital codierte Pulsform mit einem digital codierten Kompenssationssignal so verändert wird, dass ein Treiberansteuersignal erzeugt wird. Das kann dazu führen, dass am Ausgang des Lasers Pulse mit vorgebbarer, insbesondere konstanter, Energie ausgegeben werden. Da der Zustand des optischen Verstärkers vom zeitlichen Abstand der Auslösezeitpunkte bzw. Laserpulse abhängen kann, wird anhand des Abstands der Auslösezeitpunkte bzw. Laserpulse ein geeignetes codiertes Kompensationssignal bestimmt.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das digital codierte
Kompensationssignal in Abhängigkeit von dem zeitlichen Abstand des Auslösezeitpunkts oder Laserpulses von dem oder einem vorhergehenden Auslösezeitpunkt oder Laserpuls aus einem Kompensationssignalspeicher ausgelesen wird.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Treiberansteuersignal erzeugt wird, indem eine aus einer digital codierten Pulsform durch Digital-Analog- Wandlung erzeugte Pulsform mit einem Kompensationssignal kompensiert wird. Dabei kann das Kompensationssignal von dem zeitlichen Abstand des Auslösezeitpunkts oder Laserpulses zu einem vorhergehenden
Auslösezeitpunkt oder Laserpuls abhängen. In diesem Fall kann die
Kompensation der Pulsform bzw. des Treiberansteuersignals im analogen Bereich durchgeführt werden.
Als Kompensationssignal kann ein zeitabhängiger Faktor im Bereich 0 < Faktor < 1 verwendet werden. Dies bedeutet, dass je nachdem, wieviel Zeit zwischen den Auslösezeitpunkten oder Laserpulsen liegt, die Pulsform mit einem Faktor zwischen 0 und 1 multipliziert wird.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Kompensationssignal zeitlich verzögert zu dem Auslösezeitpunkt zurückgesetzt wird. Insbesondere kann das Kompensationssignal am Ende der erzeugten Pulsform
zurückgesetzt werden. Somit kann auch ab diesem Zeitpunkt der
zeitabhängige Faktor zeitabhängig von 1 auf 0 reduziert werden. Je mehr Zeit somit zwischen zwei Auslösezeitpunkten oder Laserpulsen vergeht, desto stärker wird die Pulsform kompensiert bzw. korrigiert.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zeitliche Abstand zwischen dem Auslösezeitpunkt oder Laserpuls und dem vorhergehenden
Auslösezeitpunkt oder Laserpuls bestimmt wird und unter
Berücksichtigung des bestimmten zeitlichen Abstands eine
Treiberansteuersignalform bestimmt wird.
In den Rahmen der Erfindung fällt außerdem eine Anordnung zur
Erzeugung eines Treiberansteuersignals zur Ansteuerung eines Treibers, der einen Anregungslaser ansteuert, mit einem Auslösesignaleingang und einem Treibersignalausgang. Dabei wird der Auslösesignaleingang mit einem Pulsformspeicher und zumindest mittelbar mit einer
Kompensationssignalermittlung verbunden sein. Außerdem ist der
Auslösesignaleingang mit einer Skalierungseinrichtung, der die Pulsform und das Kompensationssignal zugeführt sind und die eingerichtet ist, ein Treiberansteuersignal zu generieren, verbunden. Mit dieser Anordnung ist es möglich, ein kompensiertes Treiberansteuersignal derart zu bestimmen, dass ein Anregungslaser mit einem Treiberansteuersignal angesteuert wird und am Ausgang des Lasers stets Laserpulse mit einer vorgebbaren, insbesonderen konstanten, Energie ausgegeben werden. Auf diese Art und Weise kann die Pumpzeit eines optischen Verstärkers des Lasers
berücksichtigt werden.
Der Auslösesignaleingang kann über ein Verzögerungsglied mit der
Kompensationssignalermittlung verbunden sein. Somit kann es
zeitverzögert zu einer Korrektur des Treiberansteuersignals kommen.
Die Kompensationssignalermittlung kann einen
Kompensationssignalspeicher umfassen. Je nach zeitlichem Abstand zwischen Auslösezeitpunkten können unterschiedliche
Kompensationssignale aus dem Kompensationssignalspeicher entnommen werden und damit eine Pulsform kompensiert bzw. korrigiert werden. Es ist auch denkbar, dass lediglich eine Kompensationssignalform im
Kompensationssignalspeicher gespeichert ist. Dabei kann das
Kompensationssignal zeitabhängig sein, so dass eine zeitabhängige
Kompensation der Pulsform erfolgen kann.
Die Skalierungseinrichtung kann einen Multiplizierer umfassen. Je nachdem, ob die Kompensation im digitalen Bereich oder im analogen Bereich stattfindet, kann es sich um einen digitalen oder analogen
Multiplizierer handeln.
Es kann vorgesehen sein, dass der Kompensationssignalermittler einen insbesondere rücksetzbaren Zähler umfasst. Ferner kann in Abhängigkeit des Zählers ein Kompensationssignal aus dem
Kompensationssignalspeicher ausgelesen werden. Der rücksetzbare Zähler kann dabei insbesondere zu einem Auslösezeitpunkt zurückgesetzt werden. Ab dann zählt der Zähler in einem vorbestimmten Takt hoch oder runter. In Abhängigkeit von dem Zählerstand kann dabei beim nächsten Auslösezeitpunkt ein Kompensationssignal aus dem Kompensationssignalspeicher ausgelesen werden und zur Kompensation einer Pulsform verwendet werden.
Weiterhin fällt in den Rahmen der Erfindung ein Lasersystem mit einem Laser, der einen Anregungslaser aufweist, der von einem Treiber angesteuert ist, wobei eine erfindungsgemäße Anordnung vorgesehen ist, die mit dem Treiber verbunden ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten
Merkmale sind nicht notwendig maßstäblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen :
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Lasersystems mit einer ersten Ausführungsform einer Anordnung zur Erzeugung eines Treiberansteuersignals zur Ansteuerung eines Treibers eines Anregungslasers;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Lasersystems mit einer zweiten Ausführungsform einer Anordnung zur Erzeugung eines Treiberansteuersignals zur Ansteuerung eines Treibers eines Anregungslasers;
Fig. 3 unterschiedliche Signalverläufe zur Erläuterung des
erfindungsgemäßen Verfahrens und der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lasersysteme.
Die Figur 1 zeigt ein Lasersystem 1 mit einem Laser 2, der einen
Anregungslaser 3 und einen optischen Verstärker 4 aufweist. Der
Anregungslaser 3 kann beispielsweise als Seeddiode ausgebildet sein. Der Anregungslaser 3 wird durch einen Treiber 5 angesteuert. Das
Ausgangssignal des Anregungslasers 3 wird durch einen optischen
Verstärker 4, dem auch Pumplicht zugeführt ist, verstärkt, so dass am Ausgang 6 Laserlicht, insbesondere ein Laserpuls, ausgegeben werden kann.
Zur Ansteuerung des Treibers 5 ist eine Anordnung 7 zur Erzeugung eines Laserpulses vorgesehen. Die Anordnung 7 weist einen
Auslösesignaleingang 8 auf, an dem ein Auslösesignal zugeführt wird. Als Auslösesignal kommt beispielsweise ein Pulssignal in Frage, wobei der Zeitpunkt des Auftritts einer steigenden Flanke einen Auslösezeitpunkt darstellen kann. Das Auslösesignal wird einem Pulsformspeicher 9 zugeführt, der von einer Taktquelle 10 getaktet ist. Bei Auftritt eines Auslösezeitpunkts des Auslösesignals wird aus dem Pulsformspeicher 9 eine digital codierte Pulsform im Takt der Taktquelle 10 ausgegeben.
Diese wird an einen Digital-Analog-Wandler 11 gegeben. Der Digital- Analog-Wandler 11 wandelt die digital codierte Pulsform in eine analoge Pulsform um. Die analoge Pulsform wird einer Skalierungseinrichtung 12 zugeführt. Würde die analoge Pulsform unmittelbar als
Treiberansteuersignal verwendet werden, das dem Treiber 5 zugeführt wird, so könnten am Ausgang 6 des Lasers Laserpulse mit unterschiedlicher Energie ausgegeben werden, da die Pulsform bzw.
Energie des Laserpulses vom Zustand des optischen Verstärkers 4 abhängen kann. Je nachdem, in welchem zeitlichen Abstand
Auslösezeitpunkte auftreten, ist das Gain-Niveau des optischen
Verstärkers 4 möglicherweise unterschiedlich, so dass auch
unterschiedliche Laserpulse ausgegeben werden können. Um dies zu verhindern, weist die Anordnung 7 eine Kompensationssignalermittlung 13 auf. Die Kompensationssignalermittlung 13 weist einen
Kompensationssignalspeicher 14 auf. Der Kompensationssignalspeicher 14 wird von einer Taktquelle 15 getaktet. Die
Kompensationssignalermittlung 13 kann ferner einen Digital-Analog- Wandler 16 aufweisen.
Das Auslösesignal vom Auslösesignaleingang 8 wird dem
Kompensationssignalspeicher 14 zeitverzögert zugeführt, was durch das Verzögerungsglied 17 bewirkt wird. Wenn das verzögerte Auslösesignal am Kompensationssignalspeicher 14 ankommt, wird aus diesem im Takt der Taktquelle 15 ein digital codiertes Kompensationssignal ausgegeben. Das digital codierte Kompensationssignal wird an den Digital-Analog- Wandler 16 übergeben. Dort wird ein analoges Kompensationssignal erzeugt. Das analoge Kompensationssignal wird der
Skalierungseinrichtung 12 zugeführt.
Die Skalierungseinrichtung 12 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Multiplizierer ausgebildet, so dass dort die vom Analog-Digital-Wandler 11 ausgegebene Pulsform mit dem Kompensationssignal multipliziert wird. Dadurch erfolgt eine zeitabhängige Pulsformskalierung. Die so
kompensierte Pulsform am Ausgang der Skalierungseinrichtung 12 bzw. am Treibersignalausgang 18 stellt nun ein Treiberansteuersignal dar, welches dem Treiber 5 zugeführt wird. Dies bedeutet, dass in Abhängigkeit des zeitlichen Abstands zwischen zwei Auslösezeitpunkten des Auslösesignals ein Kompensationssignal erzeugt wird, mit dem eine Pulsform kompensiert wird. Daraus wird ein Treiberansteuersignal generiert, welches den Zustand des optischen Verstärkers 4
berücksichtigt, so dass am Ausgang 6 stets Laserpulse mit konstanter Energie ausgegeben werden. Das Kompensationssignal, welches im
Kompensationssignalspeicher 14 gespeichert ist, ist vorteilhafterweise in Abhängigkeit der Eigenschaften des optischen Verstärkers, insbesondere dessen Gain-Niveaus in Abhängigkeit von der Pumpzeit zwischen zwei Pulsen, gewählt.
Die Figur 2 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Lasersystems 100. Elemente, die denen der Figur 1 entsprechen, sind mit derselben Bezugsziffer bezeichnet.
Eine Anordnung 107 weist einen Auslösesignaleingang 8 auf. Über den Auslösesignaleingang 8 kann einem Pulsformspeicher 9 ein Auslösesignal zugeführt werden. Im Takt einer Taktquelle 10 wird aus dem
Pulsformspeicher 9 zu einem Auslösezeitpunkt des Auslösesignals eine digital codierte Pulsform ausgegeben. Die digital codierte Pulsform wird einer Skalierungseinrichtung 112 zugeführt. Das Auslösesignal wird über ein Verzögerungsglied 17 einer Kompensationssignalermittlung 113 zugeführt. Das Auslösesignal wird insbesondere einem Zähler 120 zugeführt. Bei dem Zähler 120 handelt es sich insbesondere um einen rücksetzbaren Zähler. Dieser rücksetzbare Zähler, kann immer beim Auftritt eines Auslösezeitpunkts zurückgesetzt werden und dann je nach Ausführungsform hoch oder runter zählen. Entsprechend dem Zählerstand vor dem Rücksetzen des Zählers 120 wird aus einem
Kompensationssignalspeicher 114 ein digital codiertes Kompensationssignal ausgelesen. Dieses digital codierte
Kompensationssignal wird der Skalierungseinrichtung 112 zugeführt, so dass mit diesem Signal die digital codierte Pulsform kompensiert, insbesondere multipliziert, werden kann. Das durch die
Skalierungseinrichtung 112 erzeugte digital codierte Signal, insbesondere eine kompensierte digital codierte Pulsform, wird einem Digital-Analog- Wandler 11 zugeführt. Der Digital-Analog-Wandler 11 kann hieraus ein Analogsignal generieren. Das Analogsignal entspricht einem
Treiberansteuersignal und kann entsprechend dem Treiber 5 über den Treibersignalausgang 118 zugeführt werden.
Die Figur 3 zeigt Signalformen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der ersten Zeile ist ein Auslösesignal dargestellt, wobei das Auslösesignal einzelne Pulse 200, 201, 202 aufweist. Die steigende Flanke
203 des Pulses 201 stellt einen Auslösezeitpunkt dar. Die steigende Flanke
204 des Pulses 200 stellt entsprechend einen vorhergehenden
Auslösezeitpunkt dar. Wenn die Auslösezeitpunkte 203, 204, 205
auftreten, werden z.B. entsprechend der Figur 1 am Ausgang des Digital- Analog-Wandlers 11 Pulsformen 206, 207, 208 erzeugt.
Zeitlich versetzt zu den Auslösezeitpunkten 203 bis 205 liegen am
Ausgang des Verzögerungsglieds 17 Pulse 209 bis 211 an. Das
Verzögerungsglied 17 kann so gewählt werden, dass die steigende Flanke der Pulse 209 bis 211 jeweils mit dem Ende 212 bis 214 der Pulsformen 206 bis 208 zusammenfällt. Gemäß einer Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass beim Ende 212 bis 214 der Pulsformen 206 bis 208 die Pulse 209 bis 211 ausgelöst werden. Wenn die Pulse 209 bis 211 auftreten, wird jeweils ein zeitabhängiges Kompensationssignal 215 bis 217 erzeugt. Zu einem früheren, nicht gezeigten Zeitpunkt wurde das Kompensationssignal 225 erzeugt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Kompensationssignalen um eine Signalform mit einer fallenden Gerade. Jeweils bei einer steigenden Flanke eines der Pulse 209 bis 211 wird das Kompensationssignal 225, 215, 216, 217 mit dem Wert 1 ausgegeben und fällt dann linear mit der Zeit.
Zur Erzeugung eines Treiberansteuersignals 218 bis 220 werden die Kompensationssignale 225, 215, 216 mit den Pulsformen 206 bis 208 multipliziert. Da der zeitliche Abstand zwischen den Pulsen 200 und 201 bzw. 209 und 210 größer ist als der zeitliche Abstand zwischen den Pulsen 201 und 202 bzw. 210 und 211, wird die Pulsform 207 mit einem
geringeren Wert multipliziert als die Pulsform 208. Dies liegt daran, dass zu Beginn der Pulsform 207 das Kompensationssignal 215 weiter abgefallen ist als zu Beginn der Pulsform 208 das Kompensationssignal 216 abgefallen ist. Entsprechend weist das Kompensationssignal 219, welches sich aus einer Multiplikation der Pulsform 207 mit dem
Kompensationssignal 215 ergeben hat, eine geringere Amplitude auf als das Treiberansteuersignal 220, welches sich aus einer Multiplikation der Pulsform 208 mit dem Kompensationssignal 216 ergeben hat. Dennoch weisen die Laserpulse 221 bis 223 dieselbe Form auf. Die Laserpulse 221 bis 223 werden am Ausgang 6 (Figur 1, 2) ausgegeben. Durch die
Multiplikation der Pulsformen 206 bis 208 mit den Kompensationssignalen 225, 215, 216 wurde der Abstand zwischen den steigenden Flanken der Pulse 200, 201, 202 und damit der zeitabhängige Zustand des optischen Verstärkers 4 berücksichtigt. Dies kann derart erfolgen, dass am Ausgang 6 des Lasers stets Laserpulse mit vorgebbarer, im vorliegenden Beispiel mit konstanter, Energie ausgegeben werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung eines Laserpulses eines Anregungslasers (3) in Reaktion auf einen Auslösezeitpunkt eines Auslösesignals , wobei der Anregungslaser (3) durch einen Treiber (5) angesteuert wird und das Treiberansteuersignal (218 - 220) unter
Berücksichtigung des zeitlichen Abstands des Auslösezeitpunkts oder Laserpulses zu einem vorhergehenden Auslösezeitpunkt oder
Laserpuls erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Treiberansteuersignal (218 - 220) unter Berücksichtigung der Eigenschaften eines optischen Verstärkers (4), der von dem
Anregungslaser (3) angesteuert wird, erzeugt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Treiberansteuersignal (218 - 220) erzeugt wird, indem eine digital codierte Pulsform mit einem digital codierten Kompensationssignal kompensiert wird, wobei das digital codierte Kompensationssignal von dem zeitlichen Abstand des Auslösezeitpunkts oder Laserpulses von dem vorhergehenden
Auslösezeitpunkt oder Laserpuls abhängt, und die kompensierte digital codierte Pulsform in ein Analogsignal gewandelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das
digital codierte Kompensationssignal in Abhängigkeit von dem zeitlichen Abstand des Auslösezeitpunkts oder Laserpulses von dem vorhergehenden Auslösezeitpunkt oder Laserpuls aus einem
Kompensationssignalspeicher (14, 114) ausgelesen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Treiberansteuersignal (218 - 220) erzeugt wird, indem eine aus einer digital codierten Pulsform durch Digital-Analog-Wandlung erzeugte Pulsform mit einem Kompensationssignal (215 - 217, 225) kompensiert wird, wobei das Kompensationssignal (215 - 217, 225) von dem zeitlichen Abstand des Auslösezeitpunkts oder Laserpulses zu einem vorhergehenden Auslösezeitpunkt oder Laserpuls abhängt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als
Kompensationssignal (215 - 217, 225) ein zeitabhängiger Faktor im Bereich 0 < Faktor < 1 verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationssignal (215 - 217, 225) zeitlich verzögert zu dem Auslösezeitpunkt zurück gesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationssignal am Ende (212 - 214) der erzeugten Pulsform (206 - 208) zurück gesetzt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand zwischen dem Auslösezeitpunkt oder Laserpuls und dem vorhergehenden
Auslösezeitpunkt oder Laserpuls bestimmt wird und unter
Berücksichtigung des bestimmten zeitlichen Abstands eine
Treiberansteuersignalform bestimmt wird.
10. Anordnung (7, 107) zur Erzeugung eines
Treiberansteuersignals (218 - 220) zur Ansteuerung eines Treibers (5), der einen Anregungslaser (3) ansteuert, mit einem
Auslösesignaleingang (8) und einem Treibersignalausgang (18, 118), wobei der Auslösesignaleingang (8) mit einem
Pulsformspeicher (9) und zumindest mittelbar mit einer
Kompensationssignalermittlung (13, 113) verbunden ist, sowie einer Skalierungseinrichtung (12, 112), der die Pulsform und das
Kompensationssignal zugeführt sind und die eingerichtet ist, ein Treiberansteuersignal (218 - 220) zu generieren.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösesignaleingang (8) über ein Verzögerungsglied (17) mit der Kompensationssignalermittlung (13, 113) verbunden ist.
12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationssignalermittlung (13, 113) einen Kompensationssignalspeicher (14, 114) umfasst.
13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Skalierungseinrichtung (12, 112) einen Multiplizierer umfasst.
14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationssignalermittler (113) einen insbesondere rücksetzbaren Zähler (120) umfasst und in Abhängigkeit des Zählers ein Kompensationssignal aus dem
Kompensationssignalspeicher (114) ausgelesen wird.
15. Lasersystem (1, 100) mit einem Laser (2), der einen
Anregungslaser (3) aufweist, der von einem Treiber (5) angesteuert ist, wobei eine Anordnung (7, 107) nach einem der Ansprüche 10 bis 14 vorgesehen ist, die mit dem Treiber (5) verbunden ist.
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