本發(fā)明涉及一種具有用于放大激光的多通放大器的激光系統(tǒng)，其中該多通放大器包括激光活性介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、為了在多通放大器中放大入射的激光，需要激光活性介質(zhì)。為了在激光活性介質(zhì)中產(chǎn)生放大運(yùn)行所需的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，用來(lái)自泵浦激光器的、具有合適波長(zhǎng)的泵浦光來(lái)照射激光活性介質(zhì)。以這種方式存儲(chǔ)在激光活性介質(zhì)中的能量通過(guò)來(lái)自種子激光器的、具有合適波長(zhǎng)(其不同于泵浦光波長(zhǎng))的激光的入射而由于受激輻射得到利用，由此種子激光被放大。

2、為了提高激光系統(tǒng)中的放大效率，目標(biāo)通常是最大化泵浦輻射和/或種子輻射在激光活性介質(zhì)內(nèi)行進(jìn)的路徑長(zhǎng)度。因此，主要使用所謂的多通放大器。在此，一方面通過(guò)使用合適的光學(xué)器件以幾何方式引導(dǎo)泵浦光束通過(guò)激光活性介質(zhì)來(lái)引導(dǎo)泵浦光多次通過(guò)激光活性介質(zhì)。另一方面，根據(jù)多通道概念，還使用另一合適的光學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)引導(dǎo)種子光束以及因此引導(dǎo)待放大的激光束多次通過(guò)激光活性介質(zhì)，然后經(jīng)放大的激光束得到利用以用于最終使用。在此應(yīng)當(dāng)注意的是，不同于例如再生放大器，在這種多通放大器中，種子光束在其通過(guò)時(shí)被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)幾何上不同的路徑。這尤其是具有以下優(yōu)點(diǎn)，即放大器組件內(nèi)的耦合輸入和耦合輸出純粹以幾何方式發(fā)生，并且例如不需要(像例如在再生激光放大系統(tǒng)中的情況那樣)光學(xué)開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行主動(dòng)耦合輸入或耦合輸出。

3、一般來(lái)說(shuō)，激光放大系統(tǒng)的激光活性介質(zhì)可以具有非常不同的幾何形狀，并且特別是根據(jù)其縱橫比(即介質(zhì)的深度或高度與其橫向范圍之間的比例)可以具有各種優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在此，活性介質(zhì)內(nèi)的光學(xué)強(qiáng)度起著特別重要的作用，對(duì)于不同的縱橫比，光學(xué)強(qiáng)度可能有很大不同。尤其是當(dāng)縱橫比明顯小于1時(shí)(例如在光纖激光系統(tǒng)中)，即使在相對(duì)較低的功率下，光學(xué)強(qiáng)度也會(huì)達(dá)到非常大的值，從而促成非線性行為。因此，可實(shí)現(xiàn)的功率很大程度上受到激光活性介質(zhì)的幾何形狀的影響。

4、然而，無(wú)論激光活性介質(zhì)的幾何形狀如何，激光活性介質(zhì)中都存在熱效應(yīng)，這會(huì)對(duì)光束質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。一般而言，未轉(zhuǎn)換成耦合輸出的、經(jīng)放大的光束的激光功率的泵浦光主要產(chǎn)生熱量，即激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載。該熱負(fù)載尤其是在多通放大器中特別相關(guān)，因?yàn)橛捎谳椛涞亩啻瓮ㄟ^(guò)，累積在活性介質(zhì)中的熱功率相應(yīng)地較高。

5、該熱負(fù)載可以近似地量化為泵浦功率與提取功率(即激光放大系統(tǒng)的激光輸出功率)之間的差。

6、盡管通常對(duì)激光放大系統(tǒng)中的活性介質(zhì)進(jìn)行冷卻，介質(zhì)中的熱負(fù)載還是會(huì)導(dǎo)致不期望的熱致光學(xué)效應(yīng)。這尤其是由于由泵浦光引起的加熱導(dǎo)致介質(zhì)的透鏡效應(yīng)發(fā)生改變并因此導(dǎo)致上述不期望的光學(xué)效應(yīng)。

7、為了在可變的激光輸出功率下仍實(shí)現(xiàn)恒定的光束參數(shù)和恒定的光束質(zhì)量，以往的激光放大系統(tǒng)是在特定的、給定的、具有光束質(zhì)量高的特點(diǎn)的激光輸出功率下運(yùn)行。為了改變輸出功率，使用布置在后方的光學(xué)元件來(lái)降低或調(diào)整功率，而不是改變泵浦功率和/或種子功率。這種類(lèi)型的運(yùn)行也稱(chēng)為工作點(diǎn)運(yùn)行。

8、因此，在工作點(diǎn)運(yùn)行下，激光系統(tǒng)需要布置在后方的額外部件，以便實(shí)現(xiàn)激光輸出功率的期望的可調(diào)節(jié)性。這提高了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。

9、從文獻(xiàn)de?102019131507?a1中已知一種再生碟片激光放大器，其中種子激光的脈沖能量可以在耦合輸入到諧振器之前被衰減，以便在放大時(shí)間有偏差和/或重復(fù)率發(fā)生變化的情況下不會(huì)獲得經(jīng)放大的輸出激光脈沖的脈沖能量的偏差。

10、通過(guò)對(duì)種子激光脈沖能量進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃p(這可以在重復(fù)率發(fā)生變化時(shí)通過(guò)改變放大時(shí)間(即激光束在諧振器中的循環(huán)次數(shù))來(lái)維持脈沖能量恒定)，然而，系統(tǒng)的提取激光功率也會(huì)發(fā)生變化，這會(huì)改變活性介質(zhì)(這里尤其是激光活性碟片)中的熱負(fù)載。為了抵消由此產(chǎn)生的碟片的溫度變化，可以匹配系統(tǒng)的泵浦功率以補(bǔ)償熱負(fù)載變化，從而抑制不期望的熱致光學(xué)效應(yīng)。

11、因此，根據(jù)de?102019131507?a1，熱負(fù)載維持被設(shè)計(jì)成在激光脈沖的重復(fù)率范圍上保持熱負(fù)載恒定。然而，所描述的系統(tǒng)并非被設(shè)計(jì)用于保證在激光系統(tǒng)的被提取的激光輸出功率的范圍上維持熱負(fù)載。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于已知的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種用于放大激光的經(jīng)改進(jìn)的激光系統(tǒng)，該激光系統(tǒng)確保在激光輸出功率范圍上幾乎恒定的光束質(zhì)量和光束參數(shù)。

2、該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1所述特征的激光系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。有利的改進(jìn)方案自從屬權(quán)利要求、說(shuō)明書(shū)和附圖中得出。

3、因此，提出了一種激光系統(tǒng)，其包括：用于放大激光以提供經(jīng)放大的輸出光束的多通放大器、尤其是多通碟片激光放大器；以及控制單元，其中該多通放大器包括激光活性介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，控制單元被配置成用于使激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載在輸出光束的激光輸出功率范圍內(nèi)保持基本恒定，該熱負(fù)載由至少兩個(gè)不同的功率源決定。

4、多通放大器的活性介質(zhì)可以被設(shè)計(jì)成碟片狀，其中碟片狀的活性介質(zhì)包括所有那些橫向尺寸明顯大于其厚度的形狀。然而，碟片狀的活性介質(zhì)也包括一個(gè)和/或多個(gè)透射碟片，其可以在一側(cè)或兩側(cè)涂覆有抗反射涂層。此外，多通放大器的活性介質(zhì)不是必須具有碟片形狀，而是還可以具有其他幾何形狀。

5、具有多通放大器的激光系統(tǒng)的激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載主要由泵浦激光器所使用的泵浦功率和種子激光器的種子功率決定，這些激光器被配置成用于照射激光活性介質(zhì)。在激光活性介質(zhì)中被吸收、但未通過(guò)種子輻射所引起的受激輻射而在激光活性介質(zhì)中被提取的那些泵浦輻射主要作為熱量累積在激光活性介質(zhì)中。如果初步考慮僅限于激光放大所需的這些功率源(泵浦功率和種子功率)，而不排除促使熱量輸入激光活性介質(zhì)和/或從激光活性介質(zhì)中導(dǎo)出熱量的其他功率源，則激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載p熱可以近似計(jì)算為

6、p熱＝p泵浦-p提取＝p泵浦-k(p泵浦)p種子，

7、其中p泵浦是泵浦激光器的泵浦功率，p提取是經(jīng)放大的激光輸出光束的提取功率。后者在下文中被稱(chēng)為激光輸出功率。在第二個(gè)等號(hào)之后，使用p提?。絢(p泵浦)p種子。因此，激光輸出功率p提取與種子功率p種子成正比，其中比例系數(shù)k(p泵浦)是放大系數(shù)，而該放大系數(shù)又是泵浦功率p泵浦的函數(shù)。放大系數(shù)k與泵浦功率p泵浦之間的具體函數(shù)關(guān)系本質(zhì)上取決于所使用的激光活性激光介質(zhì)的能級(jí)結(jié)構(gòu)。但一般而言，只要激光活性介質(zhì)沒(méi)有被過(guò)高的泵浦功率破壞和/或其特性改變到不再可能進(jìn)行正常激光運(yùn)行的程度，就可以說(shuō)放大系數(shù)k隨著泵浦功率p泵浦的增大而增大。

8、從上述考慮因素和熱負(fù)載方程可以看出，泵浦功率的增大會(huì)導(dǎo)致熱負(fù)載p熱的增大或減小，具體取決于所使用的(恒定的)種子功率p種子和當(dāng)前的放大系數(shù)k。

9、然而，對(duì)于常見(jiàn)的放大系數(shù)k和通常使用的種子功率p種子，可以假設(shè)泵浦功率p泵浦的增大也會(huì)導(dǎo)致熱負(fù)載p熱的增大。

10、只要種子功率造成的放大不飽和，則種子功率p種子的增大在有限的(恒定的)泵浦功率p泵浦下通常又會(huì)導(dǎo)致熱負(fù)載p熱的降低。

11、優(yōu)選地，激光輸出功率的范圍在多通放大器的可實(shí)現(xiàn)的激光輸出功率的整個(gè)范圍上延伸或者僅在該范圍的一部分上延伸。換句話說(shuō)，熱負(fù)載可以在預(yù)定的輸出功率范圍內(nèi)保持基本恒定，從而可以省去用于調(diào)整功率的、布置在后方的元件，同時(shí)可以保持高光束質(zhì)量。

12、尤其是，輸出光束的激光脈沖的重復(fù)率是恒定的。優(yōu)選地，輸出光束的激光脈沖的重復(fù)率在輸出光束的激光輸出功率范圍上是恒定的，在該范圍上，激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載借助于控制單元保持基本恒定。尤其是，輸出光束的激光脈沖的重復(fù)率在輸出光束的激光輸出功率范圍上不改變。

13、激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載“基本保持恒定”這一術(shù)語(yǔ)在本文中被理解為熱負(fù)載具有±10％、優(yōu)選±5％、特別優(yōu)選±2％的最大相對(duì)波動(dòng)。

14、然而，本發(fā)明在由于種子功率和泵浦功率的變化而引起的熱負(fù)載變化方面不限于上述示例。而是，還包括由種子功率p種子和/或泵浦功率p泵浦的變化引起的熱負(fù)載p熱的任何其他變化。

15、此外，除了種子功率和泵浦功率之外，也可以設(shè)想其他功率源可以對(duì)激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載產(chǎn)生(正或負(fù)的)影響，還可以對(duì)激光輸出功率產(chǎn)生直接影響。

16、尤其是，本發(fā)明利用熱負(fù)載p熱與種子功率和泵浦功率之間的特殊關(guān)系，以通過(guò)適當(dāng)?shù)仄ヅ浞N子功率和泵浦功率而在激光輸出功率范圍上保持熱負(fù)載基本恒定。由此，可以實(shí)現(xiàn)這樣的激光系統(tǒng)，即通過(guò)其實(shí)現(xiàn)了可變的激光輸出功率，同時(shí)維持恒定的熱負(fù)載。后者尤其改進(jìn)了經(jīng)放大的輸出光束的可用性，因?yàn)槠涔馐|(zhì)量和光束參數(shù)可以通過(guò)熱負(fù)載維持而在完整激光輸出功率范圍上保持幾乎恒定。

17、因此，優(yōu)選地作為對(duì)激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載有貢獻(xiàn)的功率源設(shè)置有種子激光器和泵浦激光器，該種子激光器和泵浦激光器被配置成用于照射激光活性介質(zhì)，其中控制單元被配置成用于在激光輸出功率范圍內(nèi)共同地匹配種子激光器的種子功率和泵浦激光器的泵浦功率，使得激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載基本恒定。

18、優(yōu)選地，控制單元被配置成用于通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)和/或通過(guò)數(shù)學(xué)模型和/或通過(guò)映射表來(lái)匹配對(duì)激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載有貢獻(xiàn)的功率源的功率，從而使激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載在激光輸出功率范圍上保持基本恒定。

19、優(yōu)選地，控制單元被配置成用于使輸出光束的優(yōu)選由束腰直徑和/或束腰位置和/或衍射指數(shù)定義的光束質(zhì)量和/或至少一個(gè)光束參數(shù)在激光輸出功率范圍上保持基本恒定，其中優(yōu)選地，該光束質(zhì)量和/或光束參數(shù)在激光輸出功率范圍上具有±10％、優(yōu)選±5％、特別優(yōu)選±2％的最大相對(duì)波動(dòng)。

20、在此，光束參數(shù)基本上由束腰直徑和束腰位置給定，其中光束質(zhì)量主要由經(jīng)放大的輸出光束的衍射指數(shù)表征。

21、優(yōu)選地，可以設(shè)置監(jiān)測(cè)裝置來(lái)監(jiān)測(cè)光束質(zhì)量和光束參數(shù)，尤其是監(jiān)測(cè)經(jīng)放大的輸出激光束的束腰直徑、束腰位置和衍射指數(shù)。

22、在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，泵浦激光器被配置成用于在激光活性介質(zhì)上產(chǎn)生膨脹的、不清晰的泵浦光斑。以這種方式，可以實(shí)現(xiàn)激光活性介質(zhì)的更均勻的行為，由此可以進(jìn)一步提高光束質(zhì)量。

23、優(yōu)選地，泵浦激光器被配置成用于在激光活性介質(zhì)上產(chǎn)生泵浦光斑，該泵浦光斑的直徑為種子光束的直徑的1至1.5倍或者(當(dāng)多個(gè)種子光束照射到激光活性介質(zhì)上時(shí))為由種子光束在激光活性介質(zhì)上產(chǎn)生的種子光斑的直徑的1至1.5倍。由此可以避免或減少泵浦體積的邊緣區(qū)域?qū)馐|(zhì)量產(chǎn)生影響，從而可以進(jìn)一步提高光束質(zhì)量。

24、優(yōu)選地，設(shè)置有溫度測(cè)量單元，其被配置成用于通過(guò)活性介質(zhì)的溫度測(cè)量來(lái)確定激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載。以這種方式，可以監(jiān)測(cè)熱負(fù)載的恒定保持。溫度測(cè)量單元也可以被設(shè)置用于調(diào)整功率源，從而使熱負(fù)載保持基本恒定。

25、除了種子功率和泵浦功率之外，還可以使用外部功率源來(lái)維持激光放大系統(tǒng)的激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載。與種子功率和泵浦功率相比，這些功率源對(duì)激光系統(tǒng)的激光輸出功率沒(méi)有直接影響，但對(duì)熱負(fù)載有直接影響。然而，為了準(zhǔn)確起見(jiàn)，應(yīng)該注意的是，熱負(fù)載所引起的激光活性介質(zhì)的溫度變化也會(huì)對(duì)激光輸出功率產(chǎn)生間接影響。但這種影響應(yīng)該被忽略。

26、特別地，可以使用用于冷卻的器件，即用于從激光活性介質(zhì)導(dǎo)出熱量的器件。因此，可以設(shè)置冷卻單元，其作為散熱器可以降低激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載。冷卻單元從介質(zhì)中導(dǎo)出的相應(yīng)冷卻功率可以量化為p冷卻。例如，可以使用與激光活性介質(zhì)熱接觸的水冷裝置。在此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，為激光活性介質(zhì)提供冷卻功率p冷卻的任何其他方法也是合適的。

27、此外，可以使用用于加熱的器件，即用于將熱量輸入到激光活性介質(zhì)中的器件。因此，可以設(shè)置加熱元件，其作為熱源可以增大激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載。加熱元件引入到介質(zhì)中的相應(yīng)加熱功率可以量化為p加熱。例如，可以使用指向激光活性介質(zhì)的輻射加熱器。在此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，為激光活性介質(zhì)提供加熱功率p加熱的任何其他方法也是合適的。

28、因此，優(yōu)選地，對(duì)激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載有貢獻(xiàn)的功率源可以包括：被配置成用于冷卻激光活性介質(zhì)的冷卻單元的冷卻功率；和/或被配置成用于加熱激光活性介質(zhì)的加熱元件的加熱功率，這些功率對(duì)輸出光束的激光輸出功率沒(méi)有直接影響。

29、優(yōu)選地，控制單元被配置成用于：在恒定的種子功率和變化的泵浦功率的情況下，匹配加熱元件的加熱功率和/或冷卻單元的冷卻功率，使得激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載在激光輸出功率范圍上基本恒定；或者在恒定的泵浦功率和變化的種子功率的情況下，匹配加熱元件的加熱功率和/或冷卻單元的冷卻功率，使得激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載在激光輸出功率范圍上基本恒定；或者在最大的泵浦功率和變化的種子功率的情況下，通過(guò)借助于輔助諧振器和/或吸收器有針對(duì)性地耦合輸出泵浦功率來(lái)匹配有效射到激光活性介質(zhì)上的泵浦功率，使得激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載在激光輸出功率范圍上基本恒定。

30、為了量化激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載，還可以設(shè)置溫度測(cè)量單元，其可以測(cè)量激光活性介質(zhì)的溫度。例如，溫度測(cè)量單元可以是指向活性介質(zhì)的紅外熱像儀。在此，適合于測(cè)量激光活性介質(zhì)的溫度的任何其他裝置也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

31、激光輸出功率的范圍(在該范圍上介質(zhì)的熱負(fù)載保持恒定)可以在系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的整個(gè)激光輸出功率上延伸或者僅在該范圍的一部分上延伸。換句話說(shuō)，該范圍可以是其中仍維持了光束質(zhì)量的任意范圍。

32、為了匹配對(duì)激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載有貢獻(xiàn)的功率源、尤其是功率變量p泵浦、p種子、p冷卻和p加熱，設(shè)置有控制單元，該控制單元根據(jù)適當(dāng)?shù)囊?guī)定來(lái)匹配功率源以維持熱負(fù)載。

33、在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，控制單元可以被配置成用于在激光系統(tǒng)的激光輸出功率范圍上同時(shí)匹配種子功率p種子和泵浦功率p冷卻，使得激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載是恒定的，其中加熱元件的加熱功率和冷卻元件的冷卻功率為零或恒定。特別優(yōu)選地，冷卻功率可以是恒定的，而加熱功率為零，從而使激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載雖恒定但保持得盡可能低。

34、在典型情況下，泵浦功率p泵浦的增大/減小還會(huì)導(dǎo)致熱負(fù)載p熱的增大/減小，而種子功率p種子的增大/減小又會(huì)導(dǎo)致熱負(fù)載p熱的減小/增大，對(duì)此，可以同時(shí)增大/減小功率p泵浦和p種子，使得激光輸出功率持續(xù)地增大/減小，同時(shí)熱負(fù)載保持恒定。對(duì)于這種情況，不需要對(duì)加熱功率和/或冷卻功率進(jìn)行額外的匹配。然而，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，激光-激光活性介質(zhì)仍然由冷卻單元以恒定的冷卻功率進(jìn)行冷卻，以減少對(duì)光束質(zhì)量具有負(fù)面影響的熱致光學(xué)效應(yīng)，甚至防止對(duì)激光活性介質(zhì)的熱致破壞。

35、在一個(gè)替代性的實(shí)施方式中，即使在恒定的種子功率下，也可以借助于控制單元來(lái)維持熱負(fù)載。相應(yīng)地，可以?xún)H增大/減小泵浦功率，以便持續(xù)地增大/減小激光輸出功率。由此產(chǎn)生的熱負(fù)載變化可以通過(guò)適當(dāng)?shù)仄ヅ浼訜嵩募訜峁β屎?或冷卻單元的冷卻功率來(lái)補(bǔ)償。

36、在典型的示例性情況下，在恒定的種子功率下，泵浦功率的增大/減小也會(huì)導(dǎo)致熱負(fù)載的增大/減小，這可以通過(guò)冷卻單元的冷卻功率的相應(yīng)的增大/減小和/或通過(guò)加熱元件的加熱功率的減小/增大來(lái)補(bǔ)償。

37、在另一替代性的實(shí)施方式中，即使在恒定的泵浦功率下，也可以借助于控制單元來(lái)維持熱負(fù)載。相應(yīng)地，可以?xún)H增大/減小種子功率，以便持續(xù)地增大/減小激光輸出功率。由此產(chǎn)生的熱負(fù)載變化可以通過(guò)適當(dāng)?shù)仄ヅ浼訜嵩募訜峁β屎?或冷卻單元的冷卻功率來(lái)補(bǔ)償。

38、在典型的示例性情況下，在恒定的泵浦功率下，種子功率的增大/減小會(huì)導(dǎo)致熱負(fù)載的減小/增大，這可以通過(guò)加熱元件的加熱功率的相應(yīng)的增大/減小和/或通過(guò)冷卻單元的冷卻功率的減小/增大來(lái)補(bǔ)償。

39、在另一實(shí)施方式中，即使在最大(恒定的)泵浦功率下，也可以借助于控制單元來(lái)維持熱負(fù)載。相應(yīng)地，可以?xún)H增大/減小種子功率，以便持續(xù)地增大/減小激光輸出功率。由此產(chǎn)生的熱負(fù)載的減小/增大可以通過(guò)借助于輔助諧振器適當(dāng)?shù)伛詈陷敵鏊肷涞谋闷止β蕘?lái)補(bǔ)償，從而使激光活性介質(zhì)中的熱負(fù)載恒定。也可以使用吸收器代替輔助諧振器，該吸收器可以補(bǔ)償熱負(fù)載的上述減小/增大。

40、控制單元可以通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)和/或通過(guò)數(shù)學(xué)模型和/或通過(guò)映射表來(lái)保持對(duì)激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載有貢獻(xiàn)的功率源的功率恒定。

41、當(dāng)手動(dòng)調(diào)節(jié)功率源時(shí)，控制單元可以由激光系統(tǒng)的熟練操作者來(lái)實(shí)現(xiàn)。操作者可以根據(jù)前述實(shí)施方式調(diào)節(jié)對(duì)熱負(fù)載有貢獻(xiàn)的功率，使得熱負(fù)載在激光輸出功率范圍上是恒定的。

42、替代性地，控制單元可以使用數(shù)學(xué)模型來(lái)計(jì)算對(duì)熱負(fù)載有貢獻(xiàn)的功率，使得熱負(fù)載在激光輸出功率范圍上是恒定的。為此，必須已知熱負(fù)載p熱與影響熱負(fù)載的功率源的盡可能準(zhǔn)確的函數(shù)相關(guān)性，尤其是其與種子功率和泵浦功率的相關(guān)性。這種類(lèi)型的數(shù)學(xué)模型可以例如通過(guò)電子控制單元(例如計(jì)算機(jī))中的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)與激光系統(tǒng)中對(duì)熱負(fù)載有貢獻(xiàn)的功率源相連接并可以相應(yīng)地控制這些功率源。例如，在給定的激光輸出功率下，電子控制單元可以根據(jù)前述實(shí)施方式通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算來(lái)指定對(duì)熱負(fù)載有貢獻(xiàn)的功率，并通過(guò)控制功率源在激光輸出功率范圍上保持這些功率恒定。

43、用于通過(guò)控制單元維持熱負(fù)載的另一替代方案可以通過(guò)預(yù)制映射表來(lái)完成。該映射表的特征在于，針對(duì)給定的激光輸出功率，指定了對(duì)熱負(fù)載有貢獻(xiàn)的功率的合適值，這些值在激光輸出功率范圍上促成熱負(fù)載的維持。映射表可以例如預(yù)先計(jì)算或憑經(jīng)驗(yàn)確定。

44、例如，可以使用電子控制單元(例如計(jì)算機(jī))，其使用預(yù)制的映射表來(lái)根據(jù)前述實(shí)施方式控制功率源并由此在激光輸出功率范圍上保持熱負(fù)載恒定。

45、通過(guò)用于在激光輸出功率范圍上保持激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載的本發(fā)明控制單元，將開(kāi)頭討論的熱致光學(xué)效應(yīng)(尤其是激光活性介質(zhì)的透鏡效應(yīng)的改變)保持在幾乎恒定的水平。因此，經(jīng)放大的輸出光束的光束質(zhì)量和光束參數(shù)，尤其是其束腰直徑、束腰位置和衍射指數(shù)也將保持幾乎恒定，至少比不具備熱負(fù)載維持的激光系統(tǒng)更恒定。

46、尤其是，光束質(zhì)量或光束參數(shù)的上述值的最大相對(duì)波動(dòng)為最大±10％、優(yōu)選±5％、特別優(yōu)選±2％。

47、為了定量地檢查光束質(zhì)量和光束參數(shù)，激光放大系統(tǒng)可以包括用于監(jiān)測(cè)經(jīng)放大的輸出激光束的光束質(zhì)量和光束參數(shù)的監(jiān)測(cè)裝置。例如，光束質(zhì)量和光束參數(shù)可以通過(guò)ccd相機(jī)來(lái)監(jiān)測(cè)，可以將輸出光束的一部分耦合輸入到該相機(jī)中。在此，不排除用于測(cè)量光束質(zhì)量和光束參數(shù)的替代性裝置。

48、上述目的還通過(guò)具有權(quán)利要求12所述特征的用于放大種子激光束的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

49、對(duì)應(yīng)地，提出了一種方法，該方法用于在具有激光活性介質(zhì)的多通放大器中放大種子激光束以提供經(jīng)放大的輸出光束。根據(jù)本發(fā)明，使由至少兩個(gè)不同的功率源決定的、激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載在激光輸出功率范圍上保持基本恒定，其中使激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載優(yōu)選恒定地保持在±10％、優(yōu)選±5％、特別優(yōu)選±2％的范圍內(nèi)。

50、優(yōu)選地，對(duì)激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載有貢獻(xiàn)的功率源包括種子激光器的種子功率和泵浦激光器的泵浦功率，該種子激光器和泵浦激光器被配置成用于照射激光活性介質(zhì)，其中，在激光輸出功率范圍上共同地匹配種子激光器的種子功率和泵浦激光器的泵浦功率，使得激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載保持基本恒定。

51、優(yōu)選地，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)和/或通過(guò)數(shù)學(xué)模型和/或通過(guò)映射表來(lái)匹配對(duì)激光活性介質(zhì)的熱負(fù)載有貢獻(xiàn)的功率源的功率，從而使激光活性介質(zhì)上的熱負(fù)載保持基本恒定。

52、優(yōu)選地，使輸出光束的尤其由束腰直徑和/或束腰位置和/或衍射指數(shù)定義的光束質(zhì)量和/或至少一個(gè)光束參數(shù)保持基本恒定，其中優(yōu)選地，光束質(zhì)量和/或光束參數(shù)在激光輸出功率范圍上具有±10％、優(yōu)選±5％、特別優(yōu)選±2％的最大相對(duì)波動(dòng)。