消激光系統(tǒng)10內(nèi)由光路差異另外引入的像差的方式來改變初級激光束的波前，可以空間調(diào)制次級激光束，使得光學(xué)元件14的經(jīng)歷更大的光路差異的初級激光束的部分通過其傳播的那些部分經(jīng)受更大強(qiáng)度的次級激光束，進(jìn)而用于當(dāng)利用激光束冷卻光學(xué)元件時引起光學(xué)元件的相應(yīng)部分熱收縮，從而降低由初級激光束的相應(yīng)部分經(jīng)歷的通過光學(xué)元件的光路的長度。例如，參見將空間調(diào)制的次級激光束的不同部分定義為具有或高強(qiáng)度或低強(qiáng)度的圖3的網(wǎng)格52。如所示出的，空間調(diào)制的次級激光束的具有高強(qiáng)度的部分(諸如左上部分52a)位置上與經(jīng)歷了更大的光路差異的初級激光束的部分(諸如網(wǎng)格50的左上部分50a)對應(yīng)。
[0031]繼續(xù)上述實(shí)施例，也可以空間調(diào)制次級激光束，使得光學(xué)元件14的經(jīng)歷更小的光路差異的初級激光束的部分通過其傳播的那些部分經(jīng)受更小強(qiáng)度的次級激光束，進(jìn)而用于引起光學(xué)元件的相應(yīng)部分熱收縮，從而將由初級激光束的相應(yīng)部分經(jīng)歷的通過光學(xué)元件的光路的長度減小，基本比由次級激光束的更大強(qiáng)度的部分產(chǎn)生的光路的長度的減少小的量。例如，參見示出空間調(diào)制的次級激光束的相應(yīng)部分具有低強(qiáng)度的圖3的網(wǎng)格52的左下部分52b。如所示出的，空間調(diào)制的次級激光束的具有低強(qiáng)度的部分(諸如左下部分52b)位置上與經(jīng)歷了更小的光路差異的初級激光束的部分(諸如網(wǎng)格50的左下部分50b)對應(yīng)。因此，空間調(diào)制的次級激光束以或部分或全部抵消在激光系統(tǒng)10內(nèi)由初級激光束另外經(jīng)歷的光路差異的方式有效地改變通過相應(yīng)光學(xué)元件不同部分的光路。然后，如圖2的框40所示可輸出得到的初級激光束。
[0032]空間調(diào)制的次級激光束在上述實(shí)施例中被描述為引起光學(xué)元件14的相應(yīng)部分熱收縮。替換地，諸如由于利用不同的波長，空間調(diào)制的次級激光束可以被配置為引起光學(xué)元件的相應(yīng)部分熱膨脹。在此替換實(shí)施方式中，可以控制光學(xué)元件的相應(yīng)部分的熱膨脹從而抵消激光系統(tǒng)10內(nèi)由初級激光束另外經(jīng)歷的光路差異。
[0033]通過舉例的方式，像散(astigmatism)是由m = -1并且η = 2的Zernike多項式定義的光學(xué)運(yùn)算。由于像散，初級激光束的波前在缺少次級激光源16的情況下可具有薯片分布(potato chip profile)。通過修改薯片分布(potato chip profile)的倒轉(zhuǎn)中的光路差異而抵消象散的方式可控地引入光學(xué)元件14的熱收縮，得到的初級激光束具有改善的波束質(zhì)量同時具有更平坦的波前。
[0034]可以在以預(yù)定、固定的方式空間調(diào)制次級激光束的靜態(tài)模式下操作激光系統(tǒng)10。在這個實(shí)施方式中，可以通過具有固定設(shè)計的校正器板實(shí)施空間光調(diào)制器18。替換地，可以時間相關(guān)的方式操作激光系統(tǒng)，其中以隨著時間而改變的預(yù)定方式空間調(diào)制次級激光束。例如，以時間相關(guān)的方式空間調(diào)制次級激光束，空間調(diào)制以遵循激光系統(tǒng)的啟動的預(yù)定方式改變直至激光系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定的狀態(tài)操作，這時可以固定次級激光束的空間調(diào)制。
[0035]更進(jìn)一步地，可以自適應(yīng)的方式操作激光系統(tǒng)10。在這個示例性實(shí)施方式中，激光系統(tǒng)可以包括波前傳感器20，被配置為測量初級激光束的波前。這個示例性實(shí)施方式的激光系統(tǒng)也包括控制器22 (諸如計算機(jī)、處理器等)，其響應(yīng)于波前傳感器并且更具體地響應(yīng)于通過波前傳感器測量的初級激光束的波前。控制器被配置為基于如通過波前傳感器測量的初級激光束的波前來控制通過空間光調(diào)制器18提供的次級激光束的空間調(diào)制。因此，控制器被配置為從通過波前傳感器測量的初級激光束的波前來確定波前的比波前的其他部分經(jīng)歷更大的光路差異的那些部分。此實(shí)施方式的控制器然后相應(yīng)地控制空間光調(diào)制器來調(diào)制次級激光束，從而產(chǎn)生具有被配置為抵消在初級激光束的波前中的光路差異的空間強(qiáng)度模式的空間調(diào)制的次級激光束。如圖1所示，控制器也可以與次級激光源16通信，從而諸如通過控制次級激光束的波長和/或功率、通過控制次級激光束是否是持續(xù)的波或被脈沖調(diào)制等來控制次級激光源的操作。
[0036]在示例性實(shí)施方式中，波前傳感器20被配置為隨著時間的推移(諸如以預(yù)定頻率)重復(fù)地測量初級激光束的波前。在這個示例性實(shí)施方式中，控制器22也被配置為基于通過波前傳感器隨著時間的推移測量的初級激光束的波前的變化來修改通過空間光調(diào)制器18提供的次級激光束的空間調(diào)制。因此，甚至當(dāng)光學(xué)像差改變時，激光系統(tǒng)10可以調(diào)節(jié)由激光系統(tǒng)的光學(xué)部件引入的光學(xué)像差的變化并且可以不同地空間調(diào)制次級激光束從而抵消光學(xué)像差。
[0037]空間調(diào)制的次級激光束可以被配置為以各種方式入射在激光介質(zhì)12或另一光學(xué)元件14上。在示例性實(shí)施方式中，空間調(diào)制的次級激光束與初級激光束共同傳播通過激光系統(tǒng)10的一個或多個光學(xué)部件。在這方面，空間調(diào)制的次級激光束傳播通過激光系統(tǒng)的多個部件，空間調(diào)制的次級激光束僅影響摻雜有被具有次級激光束的波長的光激勵的摻雜劑的光學(xué)元件。代替與初級激光束共同傳播通過激光系統(tǒng)的多個光學(xué)部件，空間調(diào)制的次級激光束可以被注入到具有涂層的單個部件(諸如反射鏡、透鏡等)，所述涂層用于反射具有次級激光束的波長的光而不用于反射具有初級激光束的波長的光。相反，光學(xué)部件的反射涂層可以透射具有初級激光束的波長的光。因此，空間調(diào)制的次級激光束可以被注入到光學(xué)部件并且然后通過反射表面反射出激光系統(tǒng)10從而僅傳播通過相應(yīng)光學(xué)部件而不傳播通過激光系統(tǒng)的其他光學(xué)部件。
[0038]如所描述的，示例性實(shí)施方式的激光系統(tǒng)和方法引起激光介質(zhì)12或另一光學(xué)元件14的相應(yīng)部分熱收縮或熱膨脹從而相應(yīng)地改變初級激光束的波前。例如，可以引起激光介質(zhì)或另一光學(xué)元件的相應(yīng)部分熱膨脹或熱收縮從而引入抵消由激光系統(tǒng)10另外引進(jìn)的光學(xué)像差的光路差異，使得得到的初級激光束的波前具有期望的形狀和波束質(zhì)量，諸如通過去除軸對稱的波前誤差和非軸對稱的波前誤差兩者。除了抵消光學(xué)像差并且相應(yīng)地改善初級激光束的波前和波束質(zhì)量之外，激光系統(tǒng)也可以或可替換地被配置為從系統(tǒng)去除大量熱能或?qū)⒋罅繜崮芗尤胂到y(tǒng)。
[0039]雖然上述實(shí)施方式包括單個次級激光源16，但是其他實(shí)施方式的激光系統(tǒng)10可以包括用于生成具有相同或不同的波長的兩個以上的次級激光束的兩個以上的次級激光源。例如，兩個以上的次級激光源可以被配置為引起激光介質(zhì)12或另一光學(xué)元件14的不同部分熱收縮或熱膨脹。通過舉例的方式但不限于，次級激光源中的一個可以被配置為引起光學(xué)元件的邊緣部分熱膨脹，并且另一個次級激光源可以被配置為引起光學(xué)元件的中心部分熱收縮。此外或替換地，激光系統(tǒng)可以包括用于生成具有相同或不同的波長的兩個以上的初級激光束的兩個以上的激光介質(zhì)。示例性實(shí)施方式的激光系統(tǒng)也可以包括兩個以上的控制器22和/或兩個以上的空間光調(diào)制器18。
[0040]在圖4中描述另一個示例性實(shí)施方式。除了如上所述的激光介質(zhì)62之外，這個示例性實(shí)施方式的激光系統(tǒng)60包括摻雜的PTR玻璃光學(xué)元件的形式的光學(xué)元件64。PTR玻璃光學(xué)元件被配置為從激光介質(zhì)接收初級激光束，或直接通過一個或多個其他光學(xué)部件傳播或在通過一個或多個其他光學(xué)部件傳播之后。PTR玻璃光學(xué)元件可以用于各種目的。例如，在激光介質(zhì)包括多個激光源的實(shí)施方式中，PTR玻璃光學(xué)元件可以被配置為將來自激光源的初級激光束結(jié)合為單個初級激光束。在這方面，PTR玻璃光學(xué)元件可以用作光柵。
[0041]為了修改PTR玻璃光學(xué)元件64的溫度，該實(shí)施方式的激光系統(tǒng)60也可以包括被配置為產(chǎn)生次級激光束的次級激光源66 (諸如二極管激光器)。雖然初級激光束和次級激光束可具有相同的波長，但是示例性實(shí)施方式的次級激光束具有與初級激光束的波長不同的波長。因此，在這個示例性實(shí)施方式中將初級激光束和次級激光束的波長彼此分開。這個示例性實(shí)施方式的激光系統(tǒng)被配置為使得次級激光束入射在PTR玻璃光學(xué)元件上。由于PTR玻璃光學(xué)元件摻雜有通過次級激光束(S卩，通過具有次級激光束的波長的光)激勵的一種或多種摻雜劑，可以修改(諸如穩(wěn)定)摻雜的PTR玻璃光學(xué)元件的溫度。PTR玻璃光學(xué)元件所摻雜的摻雜劑不僅被次級激光束激勵，而且相對于初級激光束的波長的光優(yōu)先吸收次級激光束的波長的光。雖然PTR玻璃光學(xué)元件可以根據(jù)初級激光束和次級激光束的相對波長包括各種類型的摻雜劑，但是示例性實(shí)施方式的PTR玻璃光學(xué)元件可以包括但不限于釹(Nd)摻雜劑、銩(Tm)摻雜劑或