[发明专利]在激光系统中引导激光射束的反射镜装置和激光射束的射束引导方法

说明书

本发明涉及根据权利要求1前序部分的在激光系统中引导激光射束的反射镜装置，还涉及具有这种激光装置的激光系统和根据权利要求15前序部分的激光射束的射束引导方法。

在产生超短脉冲即脉冲持续时间为毫微微秒级或微微秒级的脉冲的激光系统中，通常需要在端面反射镜之间有大的间距，例如当需要低脉冲重复率时，即一般小于-30MHz。这样的激光系统的谐振器除了大的长度(>4m)外应该具有紧凑的结构、对光学元件的例如因温度变化、机械振动等引起的偶然移动的高度不敏感性以及简单的可实现性。

这种激光系统的一个例子是根据脉冲出射或腔倒空原理的模式耦合激光装置，例如以Nd:YV04为激光器介质并且在500kHz重复率下具有7.8W平均功率和15.6μJ脉冲能量和在1MHz重复率下具有10W平均功率和10μJ脉冲能量。这样的激光系统例如被用于材料加工。

在现有技术中描述了不同的方法，其中如此布置两个或更多的反射镜，光线或者说激光射束在这些反射镜之间被多次反射并由此能在小的基本面上增加总路径长度。

通常，该布置结构按照首次报告的作者来命名，例如White单元(JU.White，J.Opt.Soc.Am.32,285(1942))、Hanst单元(P.L.Hanst,Adv.Environ.Sei.Technol.2,91(1971))或者可能用得最多的单元即Herriott单元(D.R.Herriott和H.J.Schulte，Appl.Opt.4,883(1965)以及US 3437954)。以下将举例详细描述Herriott单元。

涉及多次反射经过或者说按照多次反射布置形式的这种Herriott单元在最简单的布置中由作为限定该单元的端面反射镜的两个反射镜构成，至少其中一个反射镜具有凹面，这两个反射镜彼此间隔一段距离布置。该反射镜装置本身构成一个光学谐振器，光在该谐振器中被多次反射并且在反射过一定次数后自动重复。此时在端面反射镜上形成一个环绕的位于椭圆或圆上的反射点图案。一般，射束在经过一次该单元后即在即将面临的相同光路重复之前又从反射镜装置中被出射。为了在利用光学谐振器情况下实现出射，在该单元内的闭合光路通过单独的反射镜或通过在其中一个端面反射镜上的多个孔被中断(参见例如Kowalevicz等人的“Design principles of q-preserving multipass-eavity femtosecond lasers”J.Opt.Soc.Am.B，第23卷，第4期，2006年4月)。

Kowalevicz等人的公开文献(“Generation of 150nj pulses from a ultiple-pass cavity Kerr-lens modelocked Ti:AL201 oscilator”Optic Letters Opt.Soc.Am.，第23卷，第17期，2003年9月)以及SENNAROGLU A,FUJIMOTO J G等人(“Compact Femtosecond Lasers Based on Novel Multipass Cavities”IEEE Journal of Quantum Electronics，第40卷，第5期，2004年5月)示出了用于已知的多次反射型Herriott单元的例子，在这里，在端面反射镜上的反射点“旋转(Umlauf)”(顺时针或逆时针进行)之后，一个回反射元件可以使射束返回。

另一个折光反射镜装置例如由EP1588461公开，在此如此布置两个反射平面，激光射束在每个反射面上被多次反射并且光路具有入射折射装置的射束和从折射装置射出的射束，在这里，反射面彼此以大于0度的张角定向。因此，这样的直线布置造成光路的曲折走向，在这里，该反射点在两个反射表面上位于一条线上并且具有变化的距离。因而在此布置中，只能在一个平面内即以两维方式利用供射束折射装置用的空间。

因而在迄今的反射镜装置，反射次数受限于通行状况或者射束折射只在一个平面内进行。

本发明的一个任务在于提供一种更好的激光系统，尤其是二极管抽运的模式耦合型激光系统。

另一任务在于提供这样的激光系统，它具有更高的结构紧凑性和/或更加的稳健性。

这些任务通过权利要求1或15或者从属权利要求的主题来完成或加以方案改进。