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.