KUR PULS - LASER MIT VERSTÄRKER UND EINSTELLBARER PULSFOLGE

Die Erfindung betrifft einen Kurzpuls-Laser, insbesondere zur Erzeugung von Laserpulsen im ps-Bereich zur Anwendung im industriellen und wissenschaftlichen Umfeld. Die Erfindung beschäftigt sich dabei mit dem Wunsch nach einer möglichst genauen Einstellung der Pulsenergie bei gleichzeitig hoher Wirtschaftlichkeit.

In industriellen Anlagen ist es erforderlich, einen Kurzpuls-Laser während eines Bearbeitungsprozesses an- und abzuschalten. Insbesondere wird dies beispielsweise beim Beschriften oder Bearbeiten von Werkstücken erforderlich. Dazu müssen in der Regel einzelne Laserpulse getriggert werden, oder aber es muss eine Serie von Laserpulsen möglichst konstanter oder individuell programmierbarer Pulsenergie abgerufen werden.

Bei einem kontinuierlich gepumpten Verstärkersystem stellt der Ein- und Ab- schaltprozess zur Einstellung von Laserpulsen vorgegebener Energie ein Problem dar. Während der Betriebspausen, also in Phasen von nicht ausgeblendeten Laserpulsen des Seed-Laseroszillators, wird in den aktiven Medien der Verstärkersysteme Energie gespeichert. Diese gespeicherte Energie führt zu einer starken Überhöhung der Energie der ersten verstärkten Laserpulse, wenn der Verstärker nach dem Ende der Betriebspause wieder von Laserpulsen aus dem Seed- Laseroszillator durcheilt wird, obgleich die Laserpulse aus dem Seed- Laseroszillator eine konstante Energie aufweisen.

Eine heute bekannte Lösung des angesprochenen Problems sieht vor, die Verstärkerkette mit einem Pulszug fester, einstellbarer Wiederholfrequenz kontinuierlich zu betreiben, was zu einem Pulszug aus Laserpulsen konstanter Energie führt. Diese Laserpulse werden nachfolgend mit einem geeigneten optischen Schalter, insbesondere mittels eines elektrooptischen oder akustooptischen Modulators (EOM, AOM), moduliert bzw. an- und abgeschaltet.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Nachteiligerweise führt der kontinuierliche Betrieb des Kurzpuls-Lasers zu unerwünscht hohen Betriebskosten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kurzpuls-Laser anzugeben, der bei möglichst wirtschaftlichem Betrieb eine möglichst genaue Einstellung der Pulsenergie der Laserpulse ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in einer ersten Variante durch die Merkmale des Anspruch 1 gelöst. Demnach ist ein Kurzpuls-Laser mit einem Seed- Laseroszillator, mit einem steuerbaren Pulspicker zum Auskoppeln eines Laserpulses oder einer Sequenz von Laserpulsen und mit einer dem Pulspicker nachgeschalteten Verstärkereinheit zum Verstärken der ausgekoppelten Laserpulse vorgesehen, wobei die Verstärkereinheit wenigstens eine erste Verstärkerstufe und einen steuerbaren ersten Pumplaser umfasst, und wobei weiter eine Steuereinheit umfasst ist, die eingerichtet ist, den Pulspicker und/oder den ersten Pumplaser zum Erreichen einer vorgegebenen Energie der nachverstärkten Laserpulse zu steuern.

Mit anderen Worten sieht die Erfindung vor, die Leistung eines Puls-Pickers zwischen dem Seed-Laseroszillator und der Verstärkereinheit und/oder die Leistung der Verstärkereinheit durch eine entsprechende Steuerung des Puls-Pickers und/oder des ersten Pumplasers zu modulieren. Sowohl durch eine entsprechende Ansteuerung des Pulspickers als auch des Pumplasers wird es möglich, die Energie des aus dem Seed-Laseroszillators ausgekoppelten Laserpulses so zu beeinflussen bzw. zu verändern, dass der verstärkte Laserpuls die gewünschte vorgegebene Pulsenergie aufweist. Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, bei der Ansteuerung des Pulspickers und/oder des ersten Pumplasers die gespeicherte Energie im aktiven Medium der Verstärkereinheit zu berücksichtigen, so dass gerade nach einem Abschalten der ausgekoppelten Laserpulse, also nach einer Betriebspause, beim Wiedereinschalten auch die ersten verstärkten Laserpulse die gewünschte Pulsenergie aufweisen. Es ist demnach nicht notwendig, die Verstärkereinheit während der Betriebspausen mit einem ausgekoppelten Pulszug aus dem Seed-Laseroszillator zu betreiben.

Insbesondere ermöglicht es die Erfindung aber auch, durch die angegebene Steuerung einen Pulszug mit Laserpulsen jeweils vorgegebener frei gewählter Pulsenergie zu erzeugen. Die unter Berücksichtigung der physikalischen Daten oder des jeweiligen Betriebszustandes der aktiven Medien und/oder des optischen Schalters bzw. Pulspickers erforderlichen Steuerparameter können beispielsweise in einem nichtflüchtigen Speicher hinterlegt oder mittels eines entsprechend hinterlegten funktionalen Zusammenhangs gewonnen werden.

Der Seed-Laseroszillator kann insbesondere als ein modengekoppelter Festkörperlaser oder als ein modengekoppelter Faserlaser ausgebildet sein. Auch sind prinzipiell andere geeignete Seed-Pulsquellen vorstellbar.

Die Erfindung ist nicht auf einen bestimmten Pulspicker bzw. optischen Schalter festgelegt. Grundsätzlich eignen sich alle optischen Schalter, die mit entsprechender Ansteuerung einer Modulation der Energie des ausgekoppelten Laserpulses erlauben. Bevorzugt ist der Pulspicker ein akustooptischer Modulator, wobei die Steuereinheit zu einer Einstellung des den akustooptischen Modulator treibenden HF-Signals, insbesondere zu einer Änderung der Amplitude und/oder der Frequenz des HF-Signals, eingerichtet ist. Über die Amplitude und/oder die Frequenz des HF-Signals kann die Energie des ausgekoppelten Laserpulses in relativ einfacher Art und Weise vorhersagbar eingestellt werden.

Weiter bevorzugt ist der erste Pumplaser eine Laserdiode, wobei die Steuereinheit zu einer Steuerung des die Laserdiode treibenden Signals, insbesondere zu einer PWM-Taktung (Pulsweitenmodulation) einer an der Laserdiode anliegenden Versorgungsspannung, eingerichtet ist. Durch eine entsprechende PWM-Taktung der Versorgungsspannung wird die Energie der Laserstrahlung des Pumplasers unmittelbar beeinflusst, wodurch die Pulsenergie des verstärkten Laserpulses einstellbar bzw. vorhersagbar wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Verstärkereinheit eine zweite Verstärkerstufe mit einem zweiten steuerbaren Pumplaser, wobei die Steuereinheit zusätzlich eingerichtet ist, den zweiten Pumplaser zum Erreichen einer vorgegebenen Energie der nachverstärkten Laserpulse anzusteuern. Hierdurch wird eine zusätzliche Möglichkeit zur Einstellung der Pulsenergie des Laserpulses gegeben.

Bevorzugt ist auch der zweite Pumplaser eine Laserdiode, wobei die Steuereinheit zu einer Steuerung des die Laserdiode treibenden Signals, insbesondere zu einer PWM-Taktung einer an der Laserdiode anliegenden Versorgungsspannung, eingerichtet ist.

Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit eingerichtet, aus der Pulswiederholfrequenz des Seed-Laseroszillators ein Startsignal abzuleiten und dem Startsignal eine erste Verzögerungszeit aufzuschalten, einem Triggersignal eine zweite Verzögerungszeit aufzuschalten und zur Auskopplung eines gewünschten Laserpulses vorgegebenen Energie oder zur Auskopplung einer Sequenz von gewünschten Laserpulsen jeweils vorgegebener Energie eine Steuerphase des Pulspickers mit dem verzögerten Startsignal und eine Steuerphase des oder jeden Pumplasers jeweils mit einem verzögerten Triggersignal zu starten.

Mit anderen Worten wird die Steuerphase des Pulspickers auf die Pulsfolge des Seed-Laseroszillators synchronisiert, so dass nach der entsprechenden ersten Verzögerungszeit ein Laserpuls oder eine Sequenz von Laserpulsen aus dem Pulszug synchron ausgekoppelt wird. Dabei wird beispielsweise das Treibersignal für den Pulspicker, wie beispielsweise das HF-Signal für einen akustooptischen Modulator, in seiner Amplitude entsprechend moduliert. Insbesondere ist dabei darauf zu achten, dass die Breite des zur Auskopplung jeweils modulierten HF- Signals, welches bevorzugt durch ein Burst-Signal gegeben ist, kürzer ist als der Abstand zwischen den Laserpulsen des Pulszugs des Seed-Laseroszillators. Dadurch kann ein Einzelpuls ebenso wie eine fest programmierbare Abfolge von Einzelpulsen mit gewünschter Energie zur Nachverstärkung ausgekoppelt werden. Die Steuerphasen der Pumplaser sind mit entsprechenden zweiten Verzöge- rungszeiten an ein externes Triggersignal gekoppelt. Über das Zusammenspiel aus erster und zweiter Verzögerungszeit wird erreicht, dass die Pumpenergie vor dem Auskoppeln des Laserpulses und dem Durchlaufen der Verstärkereinheit mit Vorlaufzeit bereits in das aktive Medium eingebracht ist, so dass beim Durchlaufen die gewünschte Verstärkung auftritt.

Bevorzugt wird die Verstärkereinheit während der Betriebspausen, d.h. in den Zeiten ohne ausgekoppelte Seed-Laserpulse, mit konstanter Energie betrieben, so dass die aktiven Medien auf einer Solltemperatur gehalten werden. In den Steuerphasen wird die Energie des Pumplaserlichts angehoben. Beispielsweise geschieht dies im Falle von Laserdioden durch eine Erhöhung der Einschaltdauer (Spannung liegt an) innerhalb einer PWM-Taktphase der Versorgungsspannung.

Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit eingerichtet, die an die Pulsfolge des Seed-Laseroszillators gekoppelte erste Verzögerungszeit unter Berücksichtigung einer zum Erreichen der geforderten Energie des verstärkten Laserpulses notwendigen Vorlaufzeit der Verstärkereinheit zu ermitteln. Dadurch wird Bezug auf die in dem jeweiligen Verstärkermedium speicherbare Energie genommen. Während der Vorlaufzeit wird in die Verstärkereinheit bereits Pumpenergie eingebracht, ehe der Laserpuls nach der ersten Verzögerungszeit zur Verstärkung aus dem Seed-Laseroszillator ausgekoppelt wird.

Zweckmäßigerweise ist die Steuereinheit weiter dazu eingerichtet, zur Ermittlung der ersten Verzögerungszeit aus der Vorlaufzeit zusätzlich das PWM-Taktsignal der Versorgungsspannung einer als Pumplaser eingesetzten Laserdiode zu berücksichtigen. Mit anderen Worten wird nach Erhalt des externen Triggersignals anhand des PWM-Taktsignals ein nächstmöglicher Startzeitpunkt der Steuerphase der Laserdioden ermittelt (also die zweite Verzögerungszeit) und unter Hinzufügung der vorgesehenen Vprlaufzeit die notwendige erste Verzögerungszeit ermittelt.

Die notwendigen Parameter und Zusammenhänge zur Ermittlung der für eine bestimmte Pulskonfiguration erforderlichen Verzögerungs- und Vorlaufzeiten sind unter Berücksichtigung der physikalischen Daten oder des jeweiligen Betriebszustandes der aktiven Medien und/oder des optischen Schalters bzw. Pulspickers bevorzugt - wie bereits erwähnt - in einem nichtflüchtigen Speicher hinterlegt oder werden aus einem entsprechend hinterlegten funktionalen Zusammenhang gewonnen.

Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß in einer zweiten Variante durch die Merkmale des Anspruchs 11 gelöst. Demnach ist ein Kurzpuls-Laser mit einer gepulsten Laserdiode zum Erzeugen eines Laserpulses oder einer Sequenz von Laserpulsen und mit einer der gepulsten Laserdiode nachgeschalteten Verstärkereinheit zum Verstärken der ausgekoppelten Laserpulse vorgesehen, wobei die Verstärkereinheit wenigstens eine Verstärkerstufe und einen steuerbaren ersten Pumplaser umfasst, wobei weiter eine Steuereinheit umfasst ist, die eingerichtet ist, die gepulste Laserdiode und/oder den ersten Pumplaser zum Erreichen einer vorgegebenen Energie der nachverstärkten Laserpulse zu steuern.

Mit anderen Worten ist vorliegend der Seed-Laseroszillator durch eine gepulste Laserdiode ersetzt, die als eine Seed-Laserquelle dient. Im Falle einer gepulsten Laserdiode kann ein Pulspicker entfallen, da seine Funktionalität durch die gepulste Laserdiode als solche bereitgestellt wird. Die Steuerung der gepulsten Laserdiode zum Erreichen einer vorgegebenen Energie der nachverstärkten Laserpulse geschieht über eine Einstellung der Amplitude des die Laserdiode treibenden Stroms. Insbesondere ist die gepulste Laserdiode als eine sogenannten Gain- Switched-Laserdiode ausgebildet.

Die Triggerung der gepulsten Laserdiode und die Triggerung der Steuerphasen des oder jeden Pumplasers wird bevorzugt unmittelbar von einem externen Triggersignal abgeleitet.

Die vorliegend beschriebene zweite Variante beruht auf derselben grundlegenden erfinderischeren Idee wie die erste Variante. Anstelle des Pulspickers wird unmittelbar die gepulste Laserdiode zu einer Anpassung der Pulsenergie angesteuert. Die zweite Variante ist mit allen vorbeschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen der ersten Variante kombinier- bzw. weiterbildbar, die sich nicht auf einen Pulspicker beziehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden durch eine Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 : schematisch den grundsätzlichen Aufbau eines Kurzpuls-Lasers mit einer Energiesteuerung der ausgekoppelten Laserpulse, sowie

Fig. 2 - 4: verschiedene Signalfolgen zur Erläuterung einer Energiesteuerung eines Einzelpulses, einer frei programmierbaren Pulsfolge und eines definierten Pulszuges.

Aus Fig. 1 wird schematisch der grundsätzliche Aufbau eines Kurzpuls-Lasers 1 mit einer Energiesteuerung der ausgekoppelten Laserpulse ersichtlich. Der dargestellte Kurzpuls-Laser 1 umfasst einen Seed-Laseroszillator 2, aus dessen kontinuierlichem Pulszug mittels eines Pulspickers 4 einzelne Laserpulse oder Abfolgen von Laserpulsen bzw. Pulssequenzen ausgekoppelt werden können. Zur Verstärkung der ausgekoppelten Laserpulse ist eine oder mehrere Verstärkerstufen 5,6 vorgesehen, die beispielsweise als Faserverstärker oder Festkörperverstärker realisiert sein können.

Der Seed-Laseroszillator 2 ist beispielsweise als ein modengekoppelter Festkörperlaser gegeben, wobei zur Auskopplung der Laserpulse ein entsprechend ver- spiegelter Endspiegel vorgesehen ist. Zur Pulserzeugung ist im Laseroszillator ein sättigbarer Absorber vorgesehen. Als laseraktiver Festkörper ist beispielsweise ein Nd:YV0 ₄ -Kristall eingesetzt. Der sättigbare Absorber ist beispielsweise ein geeignetes Halbleitermaterial wie InGaAs. Der Seed-Laseroszillator 2 liefert beispielsweise bei einer Wellenlänge von 1.064 nm Pulse mit einer Pulslänge von 10 ps bis 1 ns und einer Pulsenergie im sub-nJ-Bereich. Die Pulswiederholungsrate des Seed-Laseroszillators 2 beträgt beispielhaft 65 MHz. Als Pulspicker 4 ist ein akustooptischer Modulator (AOM) eingesetzt. Mittels eines HF-Signals werden in einem solchen Modulator akustische Wellen erzeugt, an denen Laserpulse gebeugt und dadurch ausgekoppelt werden. Über den Pulspicker 4 können Pulssequenzen mit einer Pulswiederholungsrate zwischen 0 Hz (Einzelpuls) und 20 MHz ausgekoppelt werden. Die ausgekoppelten Pulse können in der ersten Verstärkerstufe 5 auf etwa 500 nJ vorverstärkt werden. Nach dem Durchlaufen der zweiten Verstärkerstufe 6 kann eine Pulsenergie von bis zu 1 mJ erzielt werden. Als Pumplaser sowohl für die erste Verstärkerstufe 5 als auch für die zweite Verstärkerstufe 6 sind Laserdioden 8, 9 eingesetzt.

Zur Auskopplung von Einzelpulsen vorgegebener Energie oder einer Abfolge von Einzelpulsen jeweils vorgegebener Energie weist der Kurzpuls-Laser 1 eine Steuereinheit 10 auf. Die Steuereinheit 10 ist hierbei steuerungstechnisch mit dem Seed-Laseroszillator 2, mit dem akustooptischen Modulator 7 des Pulspickers 4 sowie mit den Laserdioden 8, 9 der ersten Verstärkerstufe 5 und der zweiten Verstärkerstufe 6 verbunden.

Zur Ermittlung der jeweiligen Steuerparameter ist ein zentraler Mikrocontroller 12 umfasst. Dazu erhält der Mikrocontroller 12 vom Seed-Laseroszillator 2 ein Synchronisationssignal (SYNC), welches aus der Pulsfolge des Laseroszillators unmittelbar abgeleitet ist. Durch Modulation des HF-Signals (HF AOM) wird der akustooptische Modulator 7 des Pulspickers 4 zur gezielten Auskopplung von Laserpulsen angesteuert. Dabei wird die Energie des ausgekoppelten Laserpulses durch eine entsprechende Amplitudenmodulation des HF-Signals gesteuert. Die Laserdioden 8 und 9 der Verstärkerstufen 5, 6 werden jeweils mittels eines modulierten Spannungssignals (PWM Diode 1 , PWM Diode 2) getrieben. Die von den Laserdioden 8, 9 in die jeweilige Verstärkereinheit eingebrachte Pumpleistung und damit der jeweilige Verstärkungsfaktor wird im Spannungssignal durch eine getaktete Variation der Einschaltdauer (PWM Taktung) gesteuert. Die Auskopplung eines Laserpulses oder einer Abfolge von Laserpulsen erfolgt auf eine externe Anfrage 14. Jedes der Steuersignale ist hinsichtlich seiner Lage bzw. Phase 15, 17, 19 und seiner Amplitude 16, 18, 20 einstellbar. Durch die anhand von gespeicherten Tabellen oder funktionalen Zusammenhängen ermittelten Einstellparameter für die Verzögerungszeiten, Phasen und Amplituden der jeweiligen Steuersignale wird erreicht, dass der vom Pulspicker 4 ausgekoppelte Laserpuls nach Durchlaufen der Verstärkereinheiten 5, 6 die vorgegebene Energie aufweist. Gleiches gilt entsprechend für eine Abfolge von Pulsen. Insbesondere können in einer Abfolge von Pulsen den einzelnen Laserpulsen selbst jeweils spezifische Energien zugeordnet werden. Mithin ist die Erzeugung von Pulssequenzen mit frei programmierbaren Energien möglich.

In den Fig. 2 bis 4 ist das grundlegende Konzept zur Energiesteuerung der ausgekoppelten Laserpulse für einen Kurzpuls-Lasern 1 entsprechend Fig. 1 anhand von jeweils 5 Signalabfolgen nochmals verdeutlicht. Fig. 2 zeigt hierbei die Steuerung zur Auskopplung eines Einzelpulses gewünschter Energie. In Fig. 3 ist die Steuerung zur Auskopplung einer Abfolge von Pulsen jeweils beliebig vorgegebener Energie dargestellt. In Fig. 4 ist die Steuerung zur Auskopplung einer Abfolge von Pulsen mit kontinuierlich ansteigender Energie verdeutlicht.

Als zentrales Synchronisationssignal oder Master Clock 21 dient die Pulsfolge 30 des Seed-Laseroszillators 2. Entsprechend weist das Synchronisationssignal 21 eine der Pulswiederholungsrate entsprechende Frequenz von 65 MHz auf. Durch ein externes Triggersignal 22 wird die Ausgabe eines Laserpulses mit vorgegebener Energie oder einer Abfolge von Laserpulsen mit jeweils vorgegebener Energie angefordert. Zur Anforderung weist das Triggersignal 22 einen positiven High- Pegel 32 auf. Die Auskopplung eines Laserpulses oder einer Abfolge von Laserpulsen geschieht mittels eines HF-Signals 23, welches dem akustooptischen Modulator 7 des Pulspickers 4 (siehe Fig. 1 ) anliegt. Dazu wird ein entsprechendes Burst-Signal 33 erzeugt, also ein zeitlich begrenztes in der Amplitude moduliertes HF-Signal. Die Trägerfrequenz beträgt hierbei 260 MHz, was der vierfachen Frequenz des Synchronisationssignals 21 entspricht. Hierdurch kann das Burst- Signal 33 vergleichsweise einfach auf einen auszukoppelnden Laserpuls synchronisiert werden. Weiter sind die modulierten Spannungssignale 24 und 25 dargestellt, die den Laserdioden 8, 9 der Verstärkerstufen 5, 6 anliegen. Es wird deren PWM-Taktung, also die getaktete Variation der Einschaltdauer, ersichtlich. Ausgehend von der positiven Flanke eines High-Pegels 32 im Triggersignal 22 werden abhängig von der gewünschten Pulsenergie Vorlaufzeiten T1 und T2 für erste Verstärkerstufe 5 bzw. zweite Verstärkerstufe 6 ermittelt. Über die Vorlaufzeiten T1 , T2 werden beispielsweise unter Einbeziehung der Fluoreszenzlebensdauer der Verstärkermedien die speicherbaren Pumpenergien berücksichtigt. Unter Berücksichtigung der PWM-Taktsignale 24, 25 werden weiter die jeweils zum Einschalten der entsprechenden Steuerphasen 34, 35 der Laserdioden 8, 9 noch erforderlichen Verzögerungszeiten D11 und D12 ermittelt. In den Steuerphasen 34, 35 wird zur Einbringung von Pumpenergie die Einschaltdauer des Spannungssignals innerhalb eines PWM-Taktes vergrößert. In den Betriebspausen, also außerhalb der Steuerphasen 34, 35, werden die Laserdioden 8, 9 mit einer verringerten Spannung (die Einschaltzeiten sind reduziert) betrieben, um die Verstärkereinheiten 5, 6 auf einer Solltemperatur zu halten.

Abhängig von den notwendigen Vorlaufzeiten T1 , T2 und den nötigen Verzögerungszeiten D11 , D12 zum Ändern des PWM-Signals werden des weiteren erste Verzögerungszeiten D01 und D02 ermittelt, die die Phasenlage und den Startzeitpunkt für ein Burst-Signal 33 zum Auskoppeln des noch zu verstärkenden Laserpulses angeben. Die ersten Verzögerungszeiten D01 und D02 sind hierbei über das Synchronisationssignal 21 unmittelbar an die Pulsabfolge 30 des Seed- Laseroszillators 2 gekoppelt. Das Burst-Signal 33 kann dementsprechend synchron zu einem auszukoppelnden Laserpuls 30 des Seed-Laseroszillators 2 erzeugt werden.

Durch Einstellen der ersten Verzögerungszeiten D01 , D02, der zweiten Verzögerungszeiten D11 , D12 und der Vorlaufzeiten T1 , T2 wird schließlich erreicht, dass mittels des Burst-Signals 33 ein Laserpuls geeigneter Energie derart ausgekoppelt wird, dass er in den nachfolgenden Verstärkerstufen 5, 6 die gewünschte Verstärkung auf die angeforderte Endenergie erfährt.

Für einen einzelnen Laserpuls vorgegebener Energie werden gemäß Fig. 2 die Laserdioden 8, 9 nach Ablauf der zweiten Verzögerungszeiten D11 , D12 in ihren Steuerphasen 34, 35 jeweils mit einer durch Verlängerung der Einschaltzeiten erhöhten Versorgungsspannung betrieben. Mittels des anhand der ersten Verzögerungszeiten D01 , D02 festgelegten Burst-Signals 33 wird ein einzelner Laserpuls aus der Pulsabfolge 30 ausgekoppelt und über die in den Verstärkerstufen 5, 6 gespeicherte Pumpenergie vorhersagbar verstärkt. Es resultiert ein ausgekoppelter Einzelpuls mit der gewünschten Energie.

Gemäß Fig. 3 werden die Spannungssignale 24, 25 mit einem entsprechenden PWM-Muster derart betrieben, dass eine Abfolge von Pulsen mit jeweils frei programmierter Energie ausgekoppelt wird. Zur Auskopplung wird eine Folge von jeweils auf die Pulsabfolge 30 synchronisierten Burst-Signalen 33 erzeugt, deren Amplitude unterschiedlich moduliert ist.

In Fig. 4 werden in den Steuerphasen 34, 35 der Laserdioden 8, 9 die Einschaltzeiten der PWM-Taktung kontinuierlich erhöht. Ebenfalls wird in einer Abfolge von Burst-Signalen 33 deren Amplitude kontinuierlich erhöht. Es resultiert eine ausgekoppelte Abfolge von Laserpulsen, deren Energie gesteuert kontinuierlich zunimmt.

Bezugszeichenliste

1 Kurzpuls-Laser

2 Seed-Laseroszillator

4 Pulspicker

5 erste Verstärkerstufe

6 zweite Verstärkerstufe

7 AOM

8 erste Laserdiode9 zweite Laserdiode 10 Steuereinheit

12 Mikrocontroller

14 externe Anfrage

15 Lage HF-Signal

16 Amplitude HF-Signal

17. 19 Lage PWM

18. 20 Amplitude PWM

21 Synchronisationssignal (Master Clock)

22 externes Triggersignal

23 HF-Signal AOM

24 PWM Diode 1 , erste Verstärkerstufe

25 PWM Diode 2, zweite Verstärkerstufe 30 Abfolge von Pulsen

32 High-Pegel

33 Burst

34 Steuerphase

35 Steuerphase

D01 , D02 erste Verzögerungszeit

D11 , D12 zweite Verzögerungszeit

T1 , T2 Vorlaufzeit