[发明专利]用于材料处理的激光装置

说明书

一种用于材料处理、特别是用于对人眼(12)进行激光处理的激光装置(10)，所述激光装置包括脉冲激光束(16)的源(14)；检测器系统，所述检测器系统用于对通过辐射耦合输出而从所述激光束产生的多个部分光束(16’，16”)进行光电检测并提供相应检测信号，以及评估单元(24)，所述评估单元连接至所述检测器系统、用于评估所述检测信号。所述检测器系统的第一检测元件(32)提供第一检测信号，所述信号基于单光子吸收。所述检测器系统的第二检测元件(34)提供第二检测信号，所述信号基于双光子吸收。在某些实施例中，所述控制单元将所述两个检测信号的测得信号强度变成彼此的比值。假设所述激光束(16)的脉冲重复率均匀并且所述激光装置的平均功率不变，则所得比值的变化可以追溯到所述激光束16的脉冲持续时间或/和波前的变化。因为控制单元启动合适的对策，因此可以在激光装置的发射操作期间维持激光束的光束质量。

技术领域

本披露涉及一种用于材料处理的激光装置。

背景技术

用于处理各种各样的材料的超短脉冲激光器的重要性越来越高。特别地，超短脉冲激光辐射可以用于在材料深处、即在表面下方的透明材料(对于辐射波长透明)中产生切割。在这里讨论的处于皮秒、飞秒或阿托秒范围内的短脉冲持续时间的情况下，激光辐射与材料之间的负责材料分离(破坏)的非线性相互作用过程主要集中在光束焦点的区域上，使得可以实现高切割准确度，同时限制不期望的附带损伤区。特别是在医疗应用中，例如在基于激光的眼睛手术中，伴随超短脉冲持续时间的、实现辐射与组织之间的期望相互作用所需的相对较低的能量密度是非常有利的。

超短脉冲激光器、特别是激光器制造商作为“全套”系统交付给顾客的超短脉冲激光器是高度复杂的系统，这些系统通常需要持续监测和调整脉冲参数以将材料处理的效果维持在期望水平。在使用超短脉冲辐射的激光器应用中，辐射与材料之间的相互作用主要基于非线性过程，所述非线性过程需要一定强度和能量密度。这可以通过辐射脉冲的强聚焦来实现，其结果是在待处理的材料中，在极小的体积内可以出现非常高的峰值强度(例如大于10TW/cm²)和能量密度(例如大于500J/cm³)。

一旦确定了待处理的特定材料的最佳脉冲参数集，通常需要将脉冲性能维持在一定范围内(不太低也不太高)的一致处理，以便使期望的主要相互作用效果与任何不期望的可能有害的副效应保持平衡。当监测激光束的光束质量时，通常可以区分两种方法：顺序法和同步法。在顺序法中，从时间上说在实际材料处理之前在单独的上游测试步骤中进行测试，在所述步骤中，例如通过测试处理样本片或直接在光束焦点的位置处直接测量某些光束参数。另一方面，在同步法中，光束测试在实际材料处理期间进行。这两种方法可以描述为离线方法(顺序)和在线方法(同步)。在使用超短脉冲激光辐射的材料处理中，在目标区域中脉冲间稳定的峰值强度是进行可靠和有效处理的关键参数。因此在这种类型的应用中，期望对峰值强度进行在线监测。

从WO 2011/060707 A1中已知一种用于监测激光束质量的在线方法。在这一点中，用于材料处理的一部分激光束被耦合输出并且聚焦在非线性晶体上，其中，通过非共振频率混合产生激光束的基本波长的二次谐波。倍频的转换效率与施加到晶体上的激光脉冲的峰值强度成正比并且因此取决于(主)激光束的脉冲的峰值强度。在可以排除其他影响因素的情况下，二次谐波的功率变化可以相应地追溯到光束质量和/或脉冲持续时间的变化。

发明内容