[发明专利]用于短脉冲激光器的任意触发的增益控制

权利要求书

1.一种控制瞬态光放大器的增益的方法，包括：

连续地泵浦所述瞬态光放大器，从而增加所述瞬态光放大器的储存能量，所述瞬态光放大器的储存能量与三个增加的能级相关：

动态平衡的下边界；

所述动态平衡的上边界；以及

目标级，其限定用于将高能量输入脉冲放大到更高能量输出脉冲的储存能量；

通过在高重复频率下将来自源的低能量控制脉冲传递到所述瞬态光放大器来将所述瞬态光放大器的储存能量保持在所述动态平衡中；以及

基于接收到触发：

停止向所述瞬态光放大器传递低能量控制脉冲，

等待所述泵浦将所述瞬态光放大器的储存能量增加到所述目标级，

将所述高能量输入脉冲传递到所述瞬态光放大器，

将所述高能量输入脉冲放大到更高能量输出脉冲，从而将所述瞬态光放大器的储存能量降低到低于所述目标级并且低于所述动态平衡的下边界的耗尽级，以及

输出所述更高能量输出脉冲。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述源包括具有大于5兆赫兹(MHz)的脉冲重复频率的短脉冲激光源；以及脉冲拾取器，其光学连接到所述短脉冲激光源，以控制来自所述短脉冲激光源的激光脉冲的发射和能量。

3.根据权利要求2所述的方法，其中控制所述激光脉冲的所述发射和能量包括：

通过所述脉冲拾取器传递、部分地传递或阻挡来自所述短脉冲激光源的激光脉冲。

4.根据权利要求2所述的方法，其中停止传递所述低能量控制脉冲包括：

通过所述脉冲拾取器阻挡来自所述短脉冲激光源的激光脉冲。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述短脉冲激光源或所述脉冲拾取器中的至少一个提供亚微秒响应时间。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述低能量控制脉冲、所述高能量输入脉冲和所述更高能量输出脉冲具有小于一微秒的脉冲宽度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述动态平衡的中心能级更接近所述目标级和所述耗尽级的中心能级而不是所述目标级或所述耗尽级。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述触发和输出所述更高能量输出脉冲之间的时间延迟在5纳秒和100纳秒之间。

9.一种激光设备，包括：

瞬态光放大器，所述瞬态光放大器具有与三个增加的能级相关的储存能量：

动态平衡的下边界，其中与所述瞬态光放大器的储存能量相关的耗尽级低于所述动态平衡的下边界；

所述动态平衡的上边界；以及

限定用于将高能量输入脉冲放大到更高能量输出脉冲的储存能量的目标级；

泵，所述泵用于增加所述瞬态光放大器的储存能量；

源，所述源用于将低能量控制脉冲或所述高能量输入脉冲传递到所述瞬态光放大器；以及

控制器，所述控制器被配置为：

通过请求所述源以高重复频率向所述瞬态光放大器传递低能量控制脉冲来将所述瞬态光放大器的储存能量保持在所述动态平衡中；

等待接收触发；以及

基于接收到所述触发：

停止向所述瞬态光放大器传递低能量控制脉冲，以及

当所述瞬态光放大器的储存能量达到所述目标级时，请求所述源向所述瞬态光放大器传递所述高能量输入脉冲。

10.根据权利要求9所述的激光设备，其中，所述源包括激光二极管。

11.根据权利要求10所述的激光设备，其中，当停止传递所述低能量控制脉冲时，所述控制器被配置为：

控制所述激光二极管以防止所述激光二极管发射脉冲。

12.根据权利要求9所述的激光设备，其中，所述源包括提供所述低能量控制脉冲作为连续波低平均功率控制束的连续波激光器以及提供所述高能量输入脉冲的第二激光器。