使激光器系統(tǒng)中的噪聲最小化的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及使激光器系統(tǒng)中的噪聲最小化的方法。激光器系統(tǒng)具有對(duì)到二極管激光器的不同部分的電流進(jìn)行獨(dú)立控制的兩個(gè)或更多個(gè)分離的接觸器。所述方法包括：確定激光器系統(tǒng)的發(fā)射中的噪聲；將噪聲與閾值比較；如果噪聲高于閾值，則調(diào)節(jié)供應(yīng)至兩個(gè)或更多個(gè)分離的接觸器中的第一接觸器的電流，直到噪聲低于閾值；如果噪聲高于閾值并且供應(yīng)至第一接觸器的電流處于最低電流閾值水平，則調(diào)節(jié)供應(yīng)至兩個(gè)或更多個(gè)分離的接觸器中的第二接觸器的電流。
【專(zhuān)利說(shuō)明】使激光器系統(tǒng)中的噪聲最小化的方法
[0001 ] 本申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)日為2011年9月14日、國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/DK2011/050344、國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?01180043884.3、發(fā)明名稱(chēng)為“具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器的激光器系統(tǒng)”的專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及頻率轉(zhuǎn)換的二極管激光器系統(tǒng)的應(yīng)用。本發(fā)明具體涉及高功率可調(diào)、低噪、頻率轉(zhuǎn)換的二極管激光器系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及不同的應(yīng)用，包括但不限于，諸如將頻率轉(zhuǎn)換的二極管激光器系統(tǒng)用于在固體激光震蕩器和放大器中的增益介質(zhì)的光學(xué)栗浦的應(yīng)用、光譜應(yīng)用和醫(yī)療應(yīng)用等。
【背景技術(shù)】
[0003]二極管激光器以一個(gè)頻率或頻率區(qū)間輸出輻射，另外二極管激光器可以另外的頻率或頻率區(qū)間發(fā)射輻射，但是該頻率或頻率區(qū)間可能不是所需的頻率區(qū)間。因此需要提供允許所發(fā)射的輻射被轉(zhuǎn)換成所需的頻率或頻率區(qū)間的系統(tǒng)。在本說(shuō)明書(shū)中術(shù)語(yǔ)頻率和波長(zhǎng)可利用頻率和波長(zhǎng)之間的物理關(guān)系來(lái)互換。
[0004]在諸如US5644584等的公開(kāi)文獻(xiàn)中描述了相關(guān)的系統(tǒng)和方法，其中公開(kāi)了包含耦接到光學(xué)非線性材料的準(zhǔn)相位匹配波導(dǎo)的分布式布拉格反射鏡或分布式反饋可調(diào)二極管激光器的激光器系統(tǒng)。
[0005]通常激光器系統(tǒng)的輸出可具有許多用途，例如作為測(cè)量系統(tǒng)中的光源、生成短光脈沖等的系統(tǒng)?，F(xiàn)有系統(tǒng)具有一些缺點(diǎn)，諸如可導(dǎo)致高維護(hù)和高成本的高復(fù)雜性。
[0006]因此，改進(jìn)的激光器系統(tǒng)將是有利的，尤其容易冷卻的更有效的激光器系統(tǒng)將是有利的。
[0007]此外，提供具有低強(qiáng)度噪聲的激光器系統(tǒng)將是有利的，因?yàn)檫@種噪聲類(lèi)型是特別不利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供使激光器系統(tǒng)中的噪聲最小化的方法。激光器系統(tǒng)具有對(duì)到二極管激光器的不同部分的電流進(jìn)行獨(dú)立控制的兩個(gè)或更多個(gè)分離的接觸器。本發(fā)明的方法包括以下步驟:
[0009]-確定激光器系統(tǒng)的發(fā)射中的噪聲；
[0010]-將噪聲與閾值比較；
[0011]-如果噪聲高于閾值，則調(diào)節(jié)供應(yīng)至所述兩個(gè)或更多個(gè)分離的接觸器中的第一接觸器的電流，直到噪聲低于所述閾值；
[0012]-如果噪聲高于閾值并且供應(yīng)至所述第一接觸器的電流處于最低電流閾值水平，則調(diào)節(jié)供應(yīng)至所述兩個(gè)或更多個(gè)分離的接觸器中的第二接觸器的電流。
[0013]在本發(fā)明的另一方面中，通過(guò)提供包含提供在第一波長(zhǎng)區(qū)間中的輻射的二極管激光器和具有輸入和輸出的輻射轉(zhuǎn)換器單元的裝置來(lái)達(dá)到上述目的和一些其他目的，其中，第一波長(zhǎng)區(qū)間包含近紅外輻射，輻射轉(zhuǎn)換器配置成從在輸入處的二極管激光器接收第一波長(zhǎng)區(qū)間的輻射，輻射轉(zhuǎn)換器單元配置成將第一波長(zhǎng)區(qū)間的輻射轉(zhuǎn)換成為第二波長(zhǎng)區(qū)間中的輻射并且該輸出配置為輸出轉(zhuǎn)換的輻射，第二波長(zhǎng)區(qū)間具有在第一波長(zhǎng)區(qū)間外的一個(gè)端點(diǎn)，并且其中，通過(guò)主動(dòng)控制注入電流來(lái)降低二極管激光器的噪聲特性。
[0014]有利地，可通過(guò)主動(dòng)控制注入電流來(lái)降低二極管激光器的噪聲特性，例如，通過(guò)主動(dòng)控制供應(yīng)到二極管激光器的電流來(lái)優(yōu)化激光器的強(qiáng)度噪聲特性。
[0015]噪聲可出自一些源。由于激光器效應(yīng)(S卩，所發(fā)射的光量)的變化，在激光器系統(tǒng)中出現(xiàn)強(qiáng)度噪聲。所發(fā)射的光的量將隨著時(shí)間而變化或波動(dòng)。其他類(lèi)型的噪聲如頻率噪聲或相位噪聲出現(xiàn)，其中，所發(fā)射的光的頻率或相位將略微變化。強(qiáng)度噪聲主要因供應(yīng)到激光器的電流中的變化和噪聲以及來(lái)自模跳(mode-hop)的變化和噪聲而引起，S卩，激光器將從以一個(gè)頻率發(fā)射光而跳躍到以相鄰的頻率發(fā)射光。在這些模跳附近，激光器將更加不穩(wěn)定，因此更吵雜。一種解決方案是以這樣的兩個(gè)模跳頻率之間的頻率發(fā)射光，以?xún)?yōu)化激光器系統(tǒng)的噪聲特性。可通過(guò)對(duì)供應(yīng)到激光器的電流進(jìn)行濾波來(lái)降低源自電流的噪聲。
[0016]在具有對(duì)到二極管激光器的不同部分的電流進(jìn)行獨(dú)立控制的兩個(gè)或更多個(gè)分離的接觸器的激光器系統(tǒng)中，可執(zhí)行下列的步驟來(lái)優(yōu)化，即，最小化噪聲:
[0017]例如通過(guò)使用光電二極管來(lái)確定發(fā)射中的噪聲，
[0018]將噪聲與閾值相比較，
[0019]如果噪聲比閾值高，則調(diào)節(jié)供應(yīng)到接觸器中一個(gè)(例如第一接觸器)的電流，直到噪聲比閾值低，
[0020]如果噪聲比閾值高并且供應(yīng)到上述的一個(gè)接觸器的電流處于某一最低電流閾值水平，則調(diào)節(jié)供應(yīng)到另一接觸器(例如第二接觸器)的電流。
[0021]供應(yīng)到第一接觸器的電流處于最低電流閾值水平并且供應(yīng)到第二接觸器的電流將被調(diào)節(jié)，供應(yīng)到第一接觸器的電流可再次升高使得這兩個(gè)電流在預(yù)定范圍內(nèi)。
[0022]本發(fā)明特別地但非排他地有利于獲取具有低噪聲的信號(hào)。本發(fā)明還特別地但非排他地有利于獲取低強(qiáng)度噪聲的信號(hào)。
[0023]本發(fā)明的另一方面提供了在激光器系統(tǒng)中光學(xué)栗浦目標(biāo)激光器的方法，該激光器系統(tǒng)包含提供第一頻率的輻射的激光器源，該激光器源光學(xué)連接到頻率轉(zhuǎn)換器的輸入，該頻率轉(zhuǎn)換器配置成將第一頻率的輻射轉(zhuǎn)換成為不同的第二頻率，目標(biāo)激光布置為與頻率轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行光通信。該方法包括以下步驟:從激光器源發(fā)射輻射、在頻率轉(zhuǎn)換器處接收輻射、在頻率轉(zhuǎn)換器中將輻射從第一頻率轉(zhuǎn)換成為第二頻率、在目標(biāo)激光器處提供第二頻率的輻射以使得目標(biāo)激光器被光學(xué)栗浦，并且其中通過(guò)主動(dòng)控制注入電流來(lái)降低二極管激光器的強(qiáng)度、噪聲特性。
[0024]本發(fā)明的另一方面提供包括設(shè)置包含二極管激光器和輻射轉(zhuǎn)換器單元的裝置的步驟的方法，該二極管激光器提供在第一波長(zhǎng)區(qū)間中的輻射，其中第一波長(zhǎng)區(qū)間包括近紅外福射，該福射轉(zhuǎn)換器單元具有輸入和輸出，該福射轉(zhuǎn)換器配置成在輸入從二極管激光器接收第一波長(zhǎng)區(qū)間中的輻射，該輻射轉(zhuǎn)換器單元配置成將第一波長(zhǎng)區(qū)間中的輻射轉(zhuǎn)換成為第二波長(zhǎng)區(qū)間中的輻射并且該輸出配置成輸出所轉(zhuǎn)換的輻射，該第二波長(zhǎng)區(qū)間具有在第一波長(zhǎng)區(qū)間之外的一個(gè)端點(diǎn)。該方法包括在輻射轉(zhuǎn)換器單元中轉(zhuǎn)換來(lái)自二極管激光器的輻射、將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換后的輻射引導(dǎo)到所需的區(qū)域并且通過(guò)主動(dòng)控制注入電流來(lái)降低二極管激光器的強(qiáng)度、噪聲特性的步驟。
[0025]本發(fā)明的各個(gè)方面可以分別與其他方面合并。根據(jù)參考所述實(shí)施例的以下說(shuō)明，本發(fā)明的這些和其他的方面將變得明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0026]下面將關(guān)于附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法。附圖示出了實(shí)施本發(fā)明的一種方式并且不被解釋為限制落在所附的權(quán)利要求集的范圍內(nèi)的其他可能的實(shí)施例。
[0027]圖1是示出DPSS(d1de pumped solid state，二極管栗浦固體)激光器栗浦的鈦藍(lán)寶石激光器的框圖；
[0028]圖2是示出二極管激光器栗浦的鈦藍(lán)寶石激光器的框圖；
[0029]圖3是示出0PS(optically pumped semiconductor，光學(xué)栗浦半導(dǎo)體)激光器栗浦的鈦藍(lán)寶石激光器的框圖；
[0030]圖4是示出倍頻二極管激光器栗浦的鈦藍(lán)寶石激光器的框圖；
[0031 ]圖5和6示意性地示出了鈦藍(lán)寶石的吸收和發(fā)射帶；
[0032]圖7是提供光譜組束的激光器系統(tǒng)的示意圖；
[0033]圖8是組合兩個(gè)偏振激光束的激光器系統(tǒng)的示意圖；
[0034]圖9是頻率轉(zhuǎn)換的、不相干組合的、二極管激光器栗浦的鈦藍(lán)寶石激光器系統(tǒng)的示意性框圖；
[0035]圖10是倍頻的、相干組合的、二極管激光器栗浦的鈦藍(lán)寶石激光器系統(tǒng)的示意性框圖；
[0036]圖11是用于治療的激光器系統(tǒng)的示意性框圖；
[0037]圖12是用于測(cè)量目的的激光器系統(tǒng)的示意性框圖；
[0038]圖13是第一方法的步驟的示意圖；以及
[0039]圖14是第二方法的步驟的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]圖1是示出DPSS激光器栗浦的鈦藍(lán)寶石激光器的框圖。在用于提供紫外和可見(jiàn)光譜范圍中的、波長(zhǎng)低于700nm尤其波長(zhǎng)為約500nm的高功率激光的系統(tǒng)中，DPSS激光器是激光源的通用選擇。這些DPSS激光器通常基于增益介質(zhì):摻釹釔鐵石榴石(Nd:YAG)、摻釹釔原釩(Nd: YV04)、摻釹釔氟化鋰(Nd: YLF)或摻有釹、鐿、銩、鈥、鐠或鉺的類(lèi)似材料。這些DPSS激光材料提供了在可見(jiàn)和近紅外光譜范圍中的發(fā)射波長(zhǎng)的廣泛選擇?？梢?jiàn)光譜范圍中的發(fā)射波長(zhǎng)可直接使用，但近紅外波長(zhǎng)需要頻率轉(zhuǎn)換成到可見(jiàn)或紫外光譜范圍。該頻率轉(zhuǎn)換通常實(shí)現(xiàn)為二次諧波發(fā)生(SHG，second harmonic generat1n)或和頻發(fā)生(SFG，sumfrequency generat1n)或這些的組合。一種特別的應(yīng)用是通過(guò)基于釹的激光器的SHG來(lái)生成綠光。這些增益介質(zhì)所提供的基本輻射的波長(zhǎng)是約1064nm。來(lái)自這些增益介質(zhì)的基本輻射的倍頻產(chǎn)生約532nm的光。一種用于UV和可見(jiàn)光譜范圍的激光器是倍頻OPS激光器。這些激光器基于與DPSS激光器相同的概念。主要的區(qū)別是增益材料，OPS激光器中的增益材料是半導(dǎo)體芯片，但在DPSS激光器中的增益材料通常是晶體。圖3中示出了包含OPS激光器的系統(tǒng)。
[0041]高功率、可見(jiàn)的激光源用于廣泛的應(yīng)用，包括其他激光源的栗浦、分光術(shù)應(yīng)用和醫(yī)療應(yīng)用。
[0042]對(duì)于生成具有小于約100飛秒(fs)的持續(xù)時(shí)間的超短激光脈沖，摻鈦藍(lán)寶石(鈦藍(lán)寶石)是激光材料的選擇。鈦藍(lán)寶石具有覆蓋700-900nm的光譜范圍的寬增益帶寬。鈦藍(lán)寶石的吸收帶也相對(duì)寬，其中帶寬覆蓋460-600nm的光譜范圍的，吸收峰值是約490nm的波長(zhǎng)。
[0043]然而適于栗浦鈦藍(lán)寶石激光器的倍頻DPSS激光器和OPS激光器不便宜并且鈦藍(lán)寶石激光器的多達(dá)約50%的成本可歸因于栗浦激光器。倍頻DPSS激光器的尺寸還非常大并可與栗浦的鈦藍(lán)寶石激光器的尺寸相當(dāng)。通常倍頻DPSS激光器和鈦藍(lán)寶石激光器作為分離的單元來(lái)運(yùn)行并且需要精確對(duì)齊。這導(dǎo)致最終激光器系統(tǒng)的復(fù)雜性相對(duì)較高。在包含鈦藍(lán)寶石激光震蕩器和鈦藍(lán)寶石激光放大器的激光器系統(tǒng)中，復(fù)雜性進(jìn)一步增強(qiáng)。這里需要精確對(duì)齊兩個(gè)倍頻DPSS激光器。
[0044]對(duì)于激光器尤其是超快激光器的許多應(yīng)用，低噪操作很重要。在DPSS激光器中，諸如圖1所示，噪聲可出自若干地方。二極管激光器栗浦源具有馳豫振蕩噪聲和電流引起的噪聲。由于半導(dǎo)體中重組時(shí)間短，所以馳豫振蕩頻率很高，通常在GHz的范圍。由于典型的固體激光器材料的載體壽命相對(duì)長(zhǎng)(10-1000微秒)，來(lái)自二極管激光器的馳豫振蕩噪聲對(duì)DPSS激光器噪聲僅具有非常小的影響。激光器二極管中的電流引起的噪聲通常出自供應(yīng)到二極管激光器的電流并且通常在kHz范圍內(nèi)。這種噪聲被直接傳遞到DPSS激光器輸出。此外，DPSS激光器通常呈現(xiàn)出在幾十kHz的范圍中的馳豫振蕩噪聲。DPSS激光器的噪聲將傳遞到DPSS激光器所栗浦的激光器中。在測(cè)量應(yīng)用中這將增加信噪比。
[0045]DPSS激光器的另一限制是需要主動(dòng)冷卻基板或重復(fù)循環(huán)的冷卻器以將熱量從激光頭移除。這將增加最終激光器系統(tǒng)的復(fù)雜性、成本和尺寸。
[0046]目前，用于鈦藍(lán)寶石激光器系統(tǒng)栗浦的倍頻DPSS激光器的成本和復(fù)雜性相對(duì)較高，這將鈦藍(lán)寶石激光器的應(yīng)用限制于對(duì)成本不敏感的應(yīng)用。相信，當(dāng)較小和較便宜的栗浦源可得到時(shí)，將顯著地?cái)U(kuò)展鈦藍(lán)寶石激光器系統(tǒng)的潛在應(yīng)用。
[0047]在生物醫(yī)學(xué)中，激光器用于很多應(yīng)用中，包括診斷和治療許多疾病。特別是，對(duì)于許多治療方案，使用高功率激光器。在可見(jiàn)光譜范圍中的激光器的應(yīng)用示例可以是，激光凝固視網(wǎng)膜中的血管和治療血管病變。在激光凝固視網(wǎng)膜中的血管中，由血液強(qiáng)烈吸收的激光入射在目標(biāo)血管上并且該血管通過(guò)血液凝固來(lái)閉合。對(duì)于這種治療方案，通常使用綠-黃光譜范圍中的激光。對(duì)于不同的血管病變(例如鮮紅斑痣或毛細(xì)血管擴(kuò)張)的治療，激光被病變處的血管吸收。血液凝固并且病變被移除或減少。這里通常使用綠-黃光譜范圍中的激光，因?yàn)檫@種光被血液中的血紅蛋白強(qiáng)烈吸收。用于激光凝固和治療血管病變的、具有充足輸出功率和適當(dāng)波長(zhǎng)的激光源限于DPSS激光器和OPS激光器。這些激光器具有復(fù)雜和昂貴的缺點(diǎn)，從而限制了治療方法的使用。
[0048]在UV和可見(jiàn)光譜范圍中的高功率激光器存在許多另外的應(yīng)用。
[0049]使用半導(dǎo)體激光器作為鈦藍(lán)寶石激光器的栗浦源，尤其是使用基于InGaN的二極管激光器和光學(xué)栗浦半導(dǎo)體(OPS)激光器依然很復(fù)雜。與DPSS相比，使用直接發(fā)射的半導(dǎo)體激光器作為鈦藍(lán)寶石激光器的栗浦源可產(chǎn)生不是很復(fù)雜的系統(tǒng)。在Opt.Lett.34,3334，2009中論述了使用二極管激光器作為鈦藍(lán)寶石激光器的栗浦源。這里IW 452nm GaN二極管激光器用作提供19mW連續(xù)波鈦藍(lán)寶石激光功率的栗浦源。圖2中示出了具有栗浦鈦藍(lán)寶石激光器的InGaN 二極管激光器的系統(tǒng)。除了低功率效率，短栗浦波長(zhǎng)還導(dǎo)致?lián)p耗增加。高功率二極管激光器通常被開(kāi)發(fā)為在橫向方向上光束質(zhì)量降低的廣域二極管激光器。該光束質(zhì)量的降低將減少鈦藍(lán)寶石激光器的腔光束和栗浦光束之間的重疊并且導(dǎo)致相對(duì)低的效率?？赏ㄟ^(guò)使用480-600nm范圍中的較長(zhǎng)波長(zhǎng)，來(lái)避免短波長(zhǎng)引起的損耗。在該波長(zhǎng)范圍中高功率二極管激光器不可用。由于OPS激光器波長(zhǎng)可根據(jù)鈦藍(lán)寶石的吸收帶而調(diào)整并且OPS激光器擁有良好的光束質(zhì)量，因此使用OPS激光器將導(dǎo)致高轉(zhuǎn)換效率。然而，OPS激光器的復(fù)雜性和價(jià)格類(lèi)似于倍頻DPSS激光器，并且如同倍頻DPSS激光器，將限制鈦藍(lán)寶石激光器的應(yīng)用。
[0050]本發(fā)明的實(shí)施例的各個(gè)元件可以諸如單個(gè)單元、多個(gè)單元或作為分離的功能單元的一部分等任何適當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)在物理上、功能上和邏輯上實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明可在單個(gè)單元中實(shí)現(xiàn)，或在物理和功能上分布在不同的單元和處理器之間。
[0051]圖5示意性地示出了偏振吸收截面。相比于現(xiàn)有技術(shù)，可通過(guò)以下方面優(yōu)化頻率轉(zhuǎn)換光束的噪聲特性。在現(xiàn)有技術(shù)中由下述過(guò)程生成噪聲。在DPSS激光器中，噪聲可出自若干地方。二極管激光器栗浦源的噪聲主要是馳豫振蕩噪聲和電流引起的噪聲。由于半導(dǎo)體中的重組時(shí)間很短，馳豫振蕩頻率很高，通常在GHz的范圍。由于典型的固體激光器材料的載體壽命相對(duì)長(zhǎng)(通常10-1000微秒)，來(lái)自二極管激光器的馳豫振蕩噪聲對(duì)DPSS激光器噪聲具有很小的影響。激光器二極管中的電流引起的噪聲通常出自供應(yīng)到二極管激光器的電流并且通常在kHz的范圍。這種噪聲直接傳遞到DPSS激光器的輸出。此外，DPSS激光器呈現(xiàn)出通常在幾十到幾百kHz范圍中的馳豫振蕩噪聲。存在使源自栗浦二極管激光器和馳豫振蕩的噪聲最小化的方式，但會(huì)增加最終激光器系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。在C.C.Harb等(JOSA B，14,11,2936，1997)中很好地闡述了二極管栗浦激光器噪聲和DPSS激光器的噪聲之間的相關(guān)性。這里表明，DPSS激光器明顯增加了激光器處理中的噪聲。在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)噪聲主要源于二極管激光源。電流源上的噪聲濾波器可抑制電流引起的噪聲。馳豫振蕩噪聲將存在于激光器輸出中。對(duì)于這里描述的應(yīng)用，馳豫振蕩頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于待由激光器系統(tǒng)栗浦的固體激光器材料的截止頻率，因此不影響最終激光器系統(tǒng)噪聲性能。最終激光器系統(tǒng)的低頻噪聲將由低頻功率波動(dòng)引起，該低頻功率波動(dòng)由激光器固定件的熱變化所引起。激光器固定件的冷卻系統(tǒng)對(duì)于這些低頻熱變化很重要。在超速激光器系統(tǒng)例如飛秒鈦藍(lán)寶石激光器系統(tǒng)中，栗浦功率的變化將導(dǎo)致所獲取的光譜發(fā)生變化，進(jìn)而脈沖寬度發(fā)生變化。對(duì)于許多應(yīng)用，脈沖寬度恒定是極其重要的。在本發(fā)明中，由于近紅外二極管激光器的高效率和高度局部化的熱源，可以在維持最終激光器系統(tǒng)所需的高功率穩(wěn)定度的同時(shí)，通過(guò)純被動(dòng)方式來(lái)有效地冷卻二極管激光器?？傊?，因?yàn)橄艘粋€(gè)噪聲成分，本發(fā)明可改進(jìn)整個(gè)激光器系統(tǒng)的整體噪聲特性。
[0052]圖4示意性地示出了包含提供第一波長(zhǎng)區(qū)間的輻射的二極管激光器10的裝置。該裝置包含具有輸入和輸出的輻射轉(zhuǎn)換器單元12。輻射轉(zhuǎn)換單元12配置成從在輸入處的二極管激光器10接收第一波長(zhǎng)區(qū)間中的輻射。輻射轉(zhuǎn)換器單元12配置成將第一波長(zhǎng)區(qū)間中的輻射轉(zhuǎn)換成為第二波長(zhǎng)區(qū)間中的輻射并且該輸出配置為輸出所轉(zhuǎn)換的輻射，該第二波長(zhǎng)區(qū)間具有在第一波長(zhǎng)區(qū)間之外的一個(gè)端點(diǎn)。可在頻率轉(zhuǎn)換之后，例如通過(guò)使用分光器選取小部分的光信號(hào)，然后可將該光信號(hào)用于監(jiān)視該系統(tǒng)的操作，例如確定光學(xué)效應(yīng)、噪聲特性和/或作為參考光束或信號(hào)。
[0053]轉(zhuǎn)換單元12的輸出光學(xué)耦接到激光器腔14。激光器腔優(yōu)選地是鈦藍(lán)寶石激光器腔。在現(xiàn)有的優(yōu)選實(shí)施例中，第一波長(zhǎng)區(qū)間包括近紅外輻射。第一波長(zhǎng)區(qū)間可依賴(lài)于針對(duì)輻射源所選擇的激光器類(lèi)型。
[0054]圖7示意性地示出了光譜組束。不同波長(zhǎng)的光被組合在光譜組束(Spectral beamcombining, SBC)中。在圖7中，在元件20中組合來(lái)自?xún)蓚€(gè)激光器16和18的兩個(gè)光束，該元件20可以是光柵或棱鏡等?？梢愿叩男?大于90%的效率)執(zhí)行該組合。該結(jié)果提供了允許和頻發(fā)生(sum frequency generat1n，SFG)的兩個(gè)頻率，SFG與倍頻同樣有效。使用具有波長(zhǎng)LI和L2的兩個(gè)激光器，所得的SFG光束將具有L3=1/(1/L1 + 1/L2)的波長(zhǎng)。原則上可組合多于兩個(gè)的光束并且仍然得到有效的頻率轉(zhuǎn)換，但這需要更多的非線性晶體。
[0055]圖8示意性地示出了偏振耦合，在圖8中兩個(gè)偏振光束22和24被組合。使用偏振分束器(polarized beam splitter，PBS)26。所得的光束將包含兩個(gè)偏振。光可具有相同或不同的頻率，隨后可以進(jìn)行倍頻或和頻發(fā)生以獲得所需波長(zhǎng)。兩個(gè)光束的組合可以非常高效(>90%)，但耦合多于兩個(gè)的光束可能導(dǎo)致更低的效率。
[0056]在實(shí)施例中，二極管激光器包括波長(zhǎng)穩(wěn)定的錐形二極管激光器。
[0057]有利地，可通過(guò)主動(dòng)控制注入電流來(lái)調(diào)節(jié)二極管激光器的噪聲特性。這允許將激光器系統(tǒng)的輸出中的噪聲調(diào)節(jié)到所需的水平。通常該水平應(yīng)該越低越好。不可思議的是，控制注入電流允許容易地調(diào)整噪聲水平并且可實(shí)現(xiàn)相對(duì)低的噪聲水平。
[0058]在實(shí)施例中，二極管激光器提供以單一頻率輸出的輻射。一些二極管激光器可提供多個(gè)頻率的輻射輸出，但單一頻率輸出是優(yōu)選的。
[0059]主動(dòng)控制注入電流提供了大量有利的可能性，例如，可通過(guò)主動(dòng)控制注入電流來(lái)優(yōu)化二極管激光器的光束質(zhì)量和/或通過(guò)主動(dòng)控制注入電流來(lái)優(yōu)化二極管激光器的光譜線寬。
[0060]在實(shí)施例中，通過(guò)使用外腔來(lái)執(zhí)行二極管激光器的波長(zhǎng)穩(wěn)定化。在實(shí)施例中，可使用單片集成結(jié)構(gòu)執(zhí)行二極管激光器的波長(zhǎng)穩(wěn)定化。
[0061]優(yōu)選地二極管激光器提供大于I瓦特的輸出。二極管激光器可提供諸如2瓦特、3瓦特、4瓦特、5瓦特或任何其他適當(dāng)值等任何功率水平。
[0062]在實(shí)施例中，二極管激光器可具有兩個(gè)或更多個(gè)用于注入電流的電接觸器。其被構(gòu)想為允許容易地控制注入電流并且確保與二極管激光器的安全接觸。在實(shí)施例中，使用對(duì)到二極管激光器的不同部分的電流獨(dú)立地進(jìn)行控制的兩個(gè)分離的接觸器來(lái)執(zhí)行注入電流的主動(dòng)控制。如果存在多于兩個(gè)的接觸器，則可使用分離的接觸器中的僅兩個(gè)接觸器，以強(qiáng)度(intensity)噪聲最優(yōu)的方式操作激光器來(lái)執(zhí)行對(duì)注入電流的主動(dòng)控制。
[0063]可以如下若干方式構(gòu)造輻射轉(zhuǎn)換器單元:在一個(gè)實(shí)施例中，輻射轉(zhuǎn)換器單元包括非線性光學(xué)材料。非線性光學(xué)材料被構(gòu)想為允許轉(zhuǎn)換信號(hào)的頻率或波長(zhǎng)，即增頻轉(zhuǎn)換或降頻轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換可是倍頻方法，但是可實(shí)施諸如0.5、2.0或2.5倍等其他因數(shù)的頻率轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地使用和頻發(fā)生或差頻發(fā)生(difference generating)來(lái)執(zhí)行除倍頻之外的任何其他轉(zhuǎn)換。
[0064]在特定的實(shí)施例中，非線性光學(xué)材料可是周期性極化晶體和/或雙折射晶體和/或波導(dǎo)和/或光子晶體和/或非線性光纖或其任何組合。
[0065]在實(shí)施例中，輻射轉(zhuǎn)換器單元包括外諧振腔，在外諧振腔中放置非線性材料。
[0066]在有利的實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括配置成冷卻二極管激光器的被動(dòng)冷卻系統(tǒng)。不可思議的是，在大多數(shù)配置中這足以冷卻激光器。在大多數(shù)其他激光器系統(tǒng)中需要主動(dòng)冷卻。使用被動(dòng)冷卻較簡(jiǎn)單并且通常比主動(dòng)冷卻更為可靠。此外，主動(dòng)冷卻需要能量和更昂貴的復(fù)雜部件。
[0067]在實(shí)施例中，激光器系統(tǒng)包括布置成輸出兩個(gè)偏振輸出光束的兩個(gè)二極管激光器。具體地，這兩個(gè)偏振輸出光束可具有不同的偏振。更優(yōu)選的是，該裝置輸出作為兩個(gè)偏振輸出光束的組合的光束。在實(shí)施例中，這兩個(gè)偏振輸出光束具有不同的波長(zhǎng)。這可用在兩個(gè)偏振輸出光束相干或不相干地組合的實(shí)施例中。在實(shí)施例中，激光器系統(tǒng)包括多于兩個(gè)的二極管激光器，例如，3、4、5或更多個(gè)二極管激光器。圖9示意性地示出了來(lái)自?xún)蓚€(gè)或更多個(gè)二極管激光源28的光信號(hào)被不相干地組合30的系統(tǒng)，所述二極管激光源28被設(shè)置作為各個(gè)二極管激光器或激光器陣列。該組合的信號(hào)是在其被用于栗浦鈦藍(lán)寶石激光器腔34之前在32處被轉(zhuǎn)換的頻率。可例如通過(guò)使用分光器在頻率轉(zhuǎn)換之后來(lái)選取小部分的光信號(hào)，然后該光信號(hào)可用于監(jiān)視該系統(tǒng)的操作，例如確定光學(xué)效應(yīng)、噪聲特性和/或作為參考光束或信號(hào)。
[0068]圖10示出了類(lèi)似于圖9的系統(tǒng)，但這里使用相干組合器36并且頻率轉(zhuǎn)換器是倍頻器。如同圖9的系統(tǒng)，可例如通過(guò)使用分光器在頻率轉(zhuǎn)換之后來(lái)選取小部分的光信號(hào)，然后該光信號(hào)可用于監(jiān)視該系統(tǒng)的操作，例如，確定光學(xué)效應(yīng)、噪聲特性和/或作為參考光束或信號(hào)。
[0069]如在實(shí)施例中的其他部分提到的，輻射轉(zhuǎn)換器單元使來(lái)自二極管激光器的輻射頻率倍增。
[0070]在實(shí)施例中，輻射轉(zhuǎn)換器單元通過(guò)和頻混合第一光譜范圍中的輻射來(lái)產(chǎn)生輻射。當(dāng)組合兩個(gè)或更多個(gè)光束時(shí)，這也可用。
[0071]該輻射轉(zhuǎn)換器單元可以通過(guò)差頻混合第一頻譜范圍中的輻射來(lái)產(chǎn)生輻射。
[0072]在實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括調(diào)制器單元，該調(diào)制器單元配置成調(diào)制來(lái)自二極管激光器的輻射。不可思議的是，這允許增強(qiáng)由系統(tǒng)發(fā)射的輻射或光的調(diào)制。當(dāng)使用固體激光器時(shí)，這是不可能的。
[0073]在實(shí)施例中，通過(guò)向二極管激光器注入調(diào)制電流來(lái)直接調(diào)制該二極管激光器。不可思議的是，由于其還允許獲得激光器系統(tǒng)的低噪聲特性，因此特別有利。
[0074]在實(shí)施例中，二極管激光器是廣域二極管激光器和/或單模式二極管激光器。二極管激光器的選擇可依賴(lài)于轉(zhuǎn)換器單元和所需波長(zhǎng)的選擇。
[0075]在實(shí)施例中，二極管激光器由二極管激光器的陣列所組成。這可通過(guò)組合若干二極管激光器的輸出來(lái)提高從該系統(tǒng)輸出的功率。此外，各個(gè)二極管激光器可具有不同的波長(zhǎng)輸出，替代地各個(gè)二極管激光器可具有類(lèi)似的或相同的波長(zhǎng)輸出。
[0076]在實(shí)施例中，激光器系統(tǒng)還可包括波長(zhǎng)選擇設(shè)備。這可允許從所發(fā)射的輻射中選擇波長(zhǎng)。在實(shí)施例中，波長(zhǎng)選擇設(shè)備是光學(xué)帶通濾波器、光學(xué)低通濾波器、光學(xué)高通濾波器、衍射光柵、體布拉格光柵、光纖布拉格光柵、棱鏡或干涉濾波器或其任何組合。
[0077]在實(shí)施例中，輸出耦接到光纖。如在本說(shuō)明書(shū)中其他部分所描述的，光纖可用于將所發(fā)射的輻射引導(dǎo)到期望的區(qū)域。
[0078]在實(shí)施例中，第二波長(zhǎng)區(qū)間是300nm-600nm，諸如330nm-550nm、400nm-450nm、300nm-330nm、330nm-400nm、400nm-450nm、450nm-500nm、500nm-550nm、550nm-600nm等。
[0079]在實(shí)施例中，第二波長(zhǎng)區(qū)間是150011111-6000腿，諸如150011111-2000腿、200011111-2500nm、2500nm-3000nm、3000nm-3500nm、3500nm-4000nm、4000nm-4500nm、4500nm-5000nm、5000nm_5500nm、5500nm-6000nm、1700nm-5700nm、2000nm-5000nm、3000nm-4000nm等。
[0080]在實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括配置成接收第二波長(zhǎng)區(qū)間的輻射的激光器。這是有利的，因?yàn)榈诙ㄩL(zhǎng)區(qū)間可以是激光器的吸收帶。
[0081 ]在實(shí)施例中，激光器包括鈦藍(lán)寶石激光器并且第二波長(zhǎng)區(qū)間包括鈦藍(lán)寶石的峰值吸收。這是有利的，因?yàn)槿缭诒菊f(shuō)明書(shū)中的其他部分所描述的鈦藍(lán)寶石激光器可被光學(xué)栗浦以產(chǎn)生超短脈沖，。
[0082]圖13是示出在激光器系統(tǒng)中光學(xué)栗浦目標(biāo)激光器的方法42的步驟的示意性框圖，該激光器系統(tǒng)包括提供第一頻率的輻射的激光源，該激光源光學(xué)地連接到頻率轉(zhuǎn)換器的輸入，頻率轉(zhuǎn)換器配置成將第一頻率的輻射轉(zhuǎn)換成不同的第二頻率，目標(biāo)激光器被布置成與頻率轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行光通信，該方法包括:從激光源發(fā)射輻射的步驟44、在頻率轉(zhuǎn)換器處接收輻射的步驟46、在頻率轉(zhuǎn)換器中將輻射從第一頻率轉(zhuǎn)換到第二頻率的步驟48、在目標(biāo)激光器處提供第二頻率的輻射以使得目標(biāo)激光器被光學(xué)栗浦的步驟50。
[0083]該方法還可包括，第二頻率在目標(biāo)激光器的吸收帶內(nèi)。其優(yōu)勢(shì)在于:在目標(biāo)激光器中可吸收盡可能多的輻射。第二頻率可以小于100%的方式與目標(biāo)激光器的吸收帶重疊。在實(shí)施例中，目標(biāo)激光器是鈦藍(lán)寶石激光器。
[0084]圖14示意性地示出了方法52的步驟，所述方法52包含:提供裝置的步驟54，所述裝置54包括提供第一波長(zhǎng)區(qū)間中的輻射的二極管激光器和具有輸入和輸出的輻射轉(zhuǎn)換器單元，該輻射轉(zhuǎn)換器配置成從在輸入處的二極管激光器接收第一波長(zhǎng)區(qū)間的輻射，該輻射轉(zhuǎn)換器單元配置成將第一波長(zhǎng)區(qū)間的輻射轉(zhuǎn)換成第二波長(zhǎng)區(qū)間的輻射并且該輸出配置成輸出所轉(zhuǎn)換的輻射，該第二波長(zhǎng)區(qū)間具有在第一波長(zhǎng)區(qū)間之外的一個(gè)端點(diǎn)；在輻射轉(zhuǎn)換器單元中轉(zhuǎn)換來(lái)自二極管激光器的輻射的步驟56;以及將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換后的輻射引導(dǎo)至所期望的區(qū)域的步驟58。
[0085]在實(shí)施例中，所期望的區(qū)域在人或動(dòng)物上。例如，所期望的區(qū)域可是人或動(dòng)物的皮膚區(qū)域。在圖11中，這被示出為人的手38。在圖11中，該系統(tǒng)已被簡(jiǎn)化為僅示出了NIR(近紅外輻射)二極管激光源和頻率轉(zhuǎn)換器。對(duì)于治療目的，已發(fā)現(xiàn)黃光譜范圍或綠光譜范圍中的光特別有利。在圖11的實(shí)施例中，可在頻率轉(zhuǎn)換之后例如通過(guò)使用分光器來(lái)選取小部分的光信號(hào)，然后該光信號(hào)可用于監(jiān)視系統(tǒng)的操作，例如，確定光學(xué)效應(yīng)、噪聲特性和/或作為參考光束或信號(hào)。
[0086]在實(shí)施例中，該裝置用于治療血管疾病和/或眼疾病。
[0087]在實(shí)施例中，該裝置用于熒光診斷。這可以是有利的用途，因?yàn)榧す馄飨到y(tǒng)的噪聲特性非常適于執(zhí)行熒光診斷。
[0088]在實(shí)施例中，該裝置用于分光術(shù)。當(dāng)執(zhí)行分光術(shù)時(shí)，信號(hào)包含少量噪聲是非常有利的。圖12示意性地示出了來(lái)自NIR二極管激光源的信號(hào)在行經(jīng)樣本進(jìn)而在檢測(cè)器處被檢測(cè)之前進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換。在圖12的實(shí)施例中，可在頻率轉(zhuǎn)換之后例如通過(guò)使用分光器選取小部分的光信號(hào)，然后該光信號(hào)可用于監(jiān)視該系統(tǒng)的操作，例如，確定光學(xué)效應(yīng)、噪聲特性和/或作為參考光束或信號(hào)。
[0089]在實(shí)施例中，該裝置發(fā)射在藍(lán)和/或紫外光譜范圍中的光。這對(duì)于諸如在本說(shuō)明書(shū)中提到的應(yīng)用等特殊應(yīng)用特別有利。
[0090]在實(shí)施例中，該裝置用于流式細(xì)胞儀。這是有利的應(yīng)用，因?yàn)樵跍y(cè)量系統(tǒng)中光信號(hào)中的低噪聲提供改進(jìn)的檢測(cè)。
[0091]雖然已經(jīng)結(jié)合特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但該實(shí)施例不應(yīng)以任何方式解釋成限于所呈現(xiàn)的示例。本發(fā)明的范圍根據(jù)所附的權(quán)利要求組來(lái)解釋。在權(quán)利要求的語(yǔ)境中，術(shù)語(yǔ)“包括(comprising)”或“包括(comprises)”不排除其他的可能元件或步驟。另外，所提到的諸如“一個(gè)(a)”或“一個(gè)(an)”等引用不應(yīng)解釋為排除多個(gè)。關(guān)于附圖中示出的元件的附圖標(biāo)記在權(quán)利要求中的使用也不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明的范圍。此外，在不同的權(quán)利要求中提到的各個(gè)特征可能被有利地合并，并且在不同的權(quán)利要求中所提到的這些特征不排除特征組合并非可能的和有利的情形。
[0092]此外，本發(fā)明還可以通過(guò)下述方式來(lái)實(shí)施。
[0093]1.一種裝置，包括:
[0094]-提供第一波長(zhǎng)區(qū)間的輻射的二極管激光器，
[0095]-具有輸入和輸出的輻射轉(zhuǎn)換器單元，所述輻射轉(zhuǎn)換器配置成從在所述輸入處的所述二極管激光器接收所述第一波長(zhǎng)區(qū)間的輻射，其中所述第一波長(zhǎng)區(qū)間包括近紅外輻射，所述輻射轉(zhuǎn)換器單元配置成將所述第一波長(zhǎng)區(qū)間的輻射轉(zhuǎn)換成第二波長(zhǎng)區(qū)間的輻射并且所述輸出配置成輸出所轉(zhuǎn)換的輻射，所述第二波長(zhǎng)區(qū)間具有在所述第一波長(zhǎng)區(qū)間之外的一個(gè)端點(diǎn)，
[0096]其中，通過(guò)主動(dòng)控制注入電流來(lái)降低所述二極管激光器的噪聲特性。
[0097]2.根據(jù)附記I所述的裝置，其中，通過(guò)主動(dòng)控制所述注入電流來(lái)優(yōu)化所述二極管激光器的光束質(zhì)量。
[0098]3.根據(jù)附記I或2所述的裝置，其中，通過(guò)主動(dòng)控制所述注入電流來(lái)降低所述二極管激光器的強(qiáng)度噪聲特性。
[0099]4.根據(jù)附記1-3中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，通過(guò)主動(dòng)控制所述注入電流來(lái)優(yōu)化所述二極管激光器的光譜線寬。
[0100]5.根據(jù)附記1-4中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述二極管激光器包括波長(zhǎng)穩(wěn)定的錐形二極管激光器。
[0101]6.根據(jù)附記1-5中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述二極管激光器提供以單一頻率輸出的輻射。
[0102]7.根據(jù)附記1-6中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，使用對(duì)到所述二極管激光器的不同部分的電流進(jìn)行獨(dú)立地控制的兩個(gè)分離的接觸器來(lái)執(zhí)行所述注入電流的主動(dòng)控制。
[0103]8.根據(jù)附記1-7中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，使用外部腔來(lái)實(shí)現(xiàn)所述二極管激光器的波長(zhǎng)穩(wěn)定化。
[0104]9.根據(jù)附記1-8中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，通過(guò)使用單片集成結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述二極管激光器的波長(zhǎng)穩(wěn)定化。
[0105]10.根據(jù)附記9所述的裝置，其中，所述單片集成結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)是光柵。
[0106]11.根據(jù)附記1-10中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述二極管激光器提供大于I瓦特的輸出。
[0107]12.根據(jù)附記1-11中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述二極管激光器具有用于所述注入電流的兩個(gè)或更多個(gè)電接觸器。
[0108]13.根據(jù)附記1-12中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述輻射轉(zhuǎn)換器單元包括非線性光學(xué)材料。
[0109]14.根據(jù)附記13所述的裝置，其中，所述非線性光學(xué)材料是周期性極化晶體和/或雙折射晶體和/或波導(dǎo)和/或光子晶體和/或非線性光纖或其任何組合。
[0110]15.根據(jù)附記13或14中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述輻射轉(zhuǎn)換器單元包括外諧振腔，在所述外諧振腔中放置非線性材料。
[0111]16.根據(jù)附記1-15中的任一項(xiàng)所述的裝置，還包括配置成冷卻所述二極管激光器的被動(dòng)冷卻系統(tǒng)。
[0112]17.根據(jù)附記1-16中的任一項(xiàng)所述的裝置，包括輸出兩個(gè)偏振輸出光束的兩個(gè)二極管激光器。
[0113]18.根據(jù)附記17所述的裝置，其中，所述兩個(gè)偏振輸出光束具有不同的偏振。
[0114]19.根據(jù)附記17或18所述的裝置，其中，所述裝置輸出作為兩個(gè)偏振輸出光束的組合的光束。
[0115]20.根據(jù)附記17-19中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述兩個(gè)偏振輸出光束具有不同的波長(zhǎng)。
[0116]21.根據(jù)附記17-20中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述兩個(gè)偏振輸出光束相干或不相干地組合。
[0117]22.根據(jù)附記1-21中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述輻射轉(zhuǎn)換器單元使來(lái)自所述二極管激光器的輻射的頻率倍增。
[0118]23.根據(jù)附記1-22中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述輻射轉(zhuǎn)換器單元通過(guò)和頻混合第一光譜范圍中的輻射來(lái)生成輻射。
[0119]24.根據(jù)附記1-23中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述輻射轉(zhuǎn)換器單元通過(guò)二次諧波發(fā)生和/或差頻混合和/或和頻混合第一光譜范圍中的輻射來(lái)生成輻射。
[0120]25.根據(jù)附記1-24中的任一項(xiàng)所述的裝置，還包括配置成調(diào)制來(lái)自所述二極管激光器的輻射的調(diào)制器單元，其中，通過(guò)將調(diào)制電流注入到所述二極管激光器來(lái)直接調(diào)制所述二極管激光器。
[0121]26.根據(jù)附記25所述的裝置，其中，通過(guò)將調(diào)制電流注入所述二極管激光器來(lái)直接調(diào)制所述二極管激光器。
[0122]27.根據(jù)附記1-26中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述二極管激光器是廣域二極管激光器和/或單模二極管激光器。
[0123]28.根據(jù)附記1-27中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述二極管激光器由二極管激光器陣列組成。
[0124]29.根據(jù)附記1-28中的任一項(xiàng)所述的裝置，還包括波長(zhǎng)選擇設(shè)備。
[0125]30.根據(jù)附記29所述的裝置，其中所述波長(zhǎng)選擇設(shè)備是光學(xué)帶通濾波器、光學(xué)低通濾波器、光學(xué)高通濾波器、衍射光柵、體布拉格光柵、光纖布拉格光柵、棱鏡或干涉濾波器或其任何組合。
[0126]31.根據(jù)附記1-30中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述輸出耦接到光纖。
[0127]32.根據(jù)附記1-31中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述第二波長(zhǎng)區(qū)間是330nm-600nmo
[0128]33.根據(jù)附記1-31中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述第二波長(zhǎng)區(qū)間是1500nm-6000nmo
[0129]34.根據(jù)附記1-33中的任一項(xiàng)所述的裝置，還包括配置成接收所述第二波長(zhǎng)區(qū)間的福射的激光器。
[0130]35.根據(jù)附記34所述的裝置，其中，所述激光器包括鈦藍(lán)寶石激光器并且所述第二波長(zhǎng)區(qū)間包括鈦藍(lán)寶石的峰值吸收。
[0131]36.—種在激光器系統(tǒng)中光學(xué)栗浦目標(biāo)激光器的方法，所述激光器系統(tǒng)包括提供第一頻率的輻射的二極管激光器源，所述二極管激光器源光學(xué)連接到頻率轉(zhuǎn)換器的輸入，所述頻率轉(zhuǎn)換器配置成將所述第一頻率的輻射轉(zhuǎn)換成不同的第二頻率，所述目標(biāo)激光器布置成與所述頻率轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行光通信，所述方法包括以下步驟:
[0132]-從所述二極管激光器源發(fā)射輻射，
[0133]-在所述頻率轉(zhuǎn)換器處接收輻射，
[0134]-在所述頻率轉(zhuǎn)換器中將所述輻射從第一頻率轉(zhuǎn)換成第二頻率，
[0135]-在所述目標(biāo)激光器處提供所述第二頻率的輻射以使所述目標(biāo)激光器被光學(xué)栗浦，并且
[0136]-其中通過(guò)主動(dòng)控制所述注入電流來(lái)降低所述二極管激光器的噪聲特性。
[0137]37.根據(jù)附記36所述的方法，其中，所述第二頻率在所述目標(biāo)激光器的吸收帶內(nèi)。
[0138]38.根據(jù)附記36或37所述的方法，其中，所述目標(biāo)激光器是鈦藍(lán)寶石激光器。
[0139]39.—種包括以下步驟的方法:
[0140]-設(shè)置包括提供第一波長(zhǎng)區(qū)間的輻射的二極管激光器和具有輸入和輸出的輻射轉(zhuǎn)換器單元的裝置，其中，所述第一波長(zhǎng)區(qū)間包括近紅外輻射，所述輻射轉(zhuǎn)換器配置成從在所述輸入處的二極管激光器接收第一波長(zhǎng)區(qū)間的輻射，所述輻射轉(zhuǎn)換器單元配置成將第一波長(zhǎng)區(qū)間的輻射轉(zhuǎn)換成第二波長(zhǎng)區(qū)間的輻射并且所述輸出配置成輸出所轉(zhuǎn)換的輻射，所述第二波長(zhǎng)區(qū)間具有在所述第一波長(zhǎng)區(qū)間之外的一個(gè)端點(diǎn)，
[0141 ]-在所述輻射轉(zhuǎn)換器單元中轉(zhuǎn)換來(lái)自所述二極管激光器的輻射，
[0142]-將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換后的輻射引導(dǎo)至所期望的區(qū)域和/或空間，以及
[0143]-通過(guò)主動(dòng)控制所述注入電流來(lái)降低所述二極管激光器的噪聲特性。
[0144]40.根據(jù)附記39所述的方法，其中，所期望的區(qū)域在人或動(dòng)物上。
[0145]41.根據(jù)附記39所述的方法，其中，所期望的區(qū)域是人或動(dòng)物的皮膚區(qū)域。
[0146]42.根據(jù)附記41所述的方法，其中，所述裝置提供在黃光譜范圍和/或綠光譜范圍中的光。
[0147]43.根據(jù)附記39-42中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述裝置用于治療血管疾病和/或眼疾病。
[0148]44.根據(jù)附記39所述的方法，其中，所述裝置用于熒光診斷。
[0149]45.根據(jù)附記44所述的方法，其中，所述裝置用于分光術(shù)。
[0150]46.根據(jù)附記44所述的方法，其中，所述裝置發(fā)射藍(lán)和/或紫外光譜范圍中的光。
[0151]47.根據(jù)附記39所述的方法，其中，所述裝置用于流式細(xì)胞儀。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種使激光器系統(tǒng)中的噪聲最小化的方法，所述激光器系統(tǒng)具有對(duì)到二極管激光器的不同部分的電流進(jìn)行獨(dú)立控制的兩個(gè)或更多個(gè)分離的接觸器，所述方法包括以下步驟: -確定所述激光器系統(tǒng)的發(fā)射中的噪聲； -將所述噪聲與閾值比較； -如果所述噪聲高于所述閾值，則調(diào)節(jié)供應(yīng)至所述兩個(gè)或更多個(gè)分離的接觸器中的第一接觸器的電流，直到所述噪聲低于所述閾值； -如果所述噪聲高于所述閾值并且供應(yīng)至所述第一接觸器的電流處于最低電流閾值水平，則調(diào)節(jié)供應(yīng)至所述兩個(gè)或更多個(gè)分離的接觸器中的第二接觸器的電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中如果所述噪聲高于所述閾值并且供應(yīng)至所述第一接觸器的電流處于最低電流閾值水平，則調(diào)節(jié)供應(yīng)至第二接觸器的電流的步驟還包括:升高供應(yīng)至所述第一接觸器的電流以使兩個(gè)電流在預(yù)定范圍內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，包括:使用光電二極管來(lái)確定發(fā)射中的噪聲。4.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述噪聲是強(qiáng)度噪聲。5.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述二極管激光器是波長(zhǎng)穩(wěn)定的錐形二極管激光器。6.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述二極管激光器提供在第一波長(zhǎng)區(qū)間中的輻射，并且其中所述激光器系統(tǒng)包括具有輸入和輸出的輻射轉(zhuǎn)換器單元，其中所述輻射轉(zhuǎn)換器單元配置成: -在所述輸入處，從所述二極管激光器接收在第一波長(zhǎng)區(qū)間中的輻射； -將所接收的輻射轉(zhuǎn)換成在第二波長(zhǎng)區(qū)間中的輻射；以及 -在輸出處輸出所轉(zhuǎn)換的輻射。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第二波長(zhǎng)區(qū)間具有在所述第一波長(zhǎng)區(qū)間外的一個(gè)端點(diǎn)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第一波長(zhǎng)區(qū)間包括近紅外輻射。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述輻射轉(zhuǎn)換器單元包括非線性光學(xué)材料。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述非線性光學(xué)材料為周期性極化晶體和/或雙折射晶體和/或波導(dǎo)和/或光子晶體和/或非線性光纖或其任何組合。11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述輻射轉(zhuǎn)換器單元包括外諧振腔，在所述外諧振腔中放置非線性材料。12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述輻射轉(zhuǎn)換器單元使來(lái)自所述二極管激光器的輻射的頻率倍增。13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述輻射轉(zhuǎn)換器單元通過(guò)和頻混合第一光譜范圍中的福射來(lái)產(chǎn)生福射。14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述輻射轉(zhuǎn)換器單元通過(guò)二次諧波發(fā)生和/或差頻混合和/或和頻混合第一光譜范圍中的輻射來(lái)生成輻射。15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第二波長(zhǎng)區(qū)間為300nm至600nm。16.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述第二波長(zhǎng)區(qū)間為1500nm至6000nm。17.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述二極管激光器以單一頻率輸出來(lái)提供輻射。18.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用外部腔來(lái)執(zhí)行所述二極管激光器的波長(zhǎng)穩(wěn)定化。19.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用單片集成結(jié)構(gòu)來(lái)執(zhí)行所述二極管激光器的波長(zhǎng)穩(wěn)定化。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述單片集成結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)是光柵。21.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述二極管激光器提供大于I瓦特的輸出。22.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述激光器系統(tǒng)還包括配置成冷卻所述二極管激光器的被動(dòng)冷卻系統(tǒng)。23.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述激光器系統(tǒng)包括輸出兩個(gè)偏振輸出光束的兩個(gè)二極管激光器。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述兩個(gè)偏振輸出光束具有不同的偏振。25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述激光器系統(tǒng)輸出作為兩個(gè)偏振輸出光束的組合的光束。26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述兩個(gè)偏振輸出光束具有不同的波長(zhǎng)。27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述兩個(gè)偏振輸出光束相干或不相干地組合。28.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述激光器系統(tǒng)包括配置成調(diào)制來(lái)自所述二極管激光器的輻射的調(diào)制器單元，并且其中通過(guò)將調(diào)制電流注入到所述二極管激光器來(lái)直接調(diào)制所述二極管激光器。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中通過(guò)將調(diào)制電流注入到所述二極管激光器來(lái)直接調(diào)制所述二極管激光器。30.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述激光器系統(tǒng)包括波長(zhǎng)選擇設(shè)備。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述波長(zhǎng)選擇設(shè)備是光學(xué)帶通濾波器、光學(xué)低通濾波器、光學(xué)高通濾波器、衍射光柵、體布拉格光柵、光纖布拉格光柵、棱鏡或干涉濾波器或其任何組合。32.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的方法，還包括:將所述激光器系統(tǒng)的輸出耦接至光纖。
【文檔編號(hào)】H01S3/0941GK105846299SQ201610178378
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2011年9月14日
【發(fā)明人】奧利·比耶林·延森, 彼特·埃斯基爾·安德森, 保羅·邁克爾·彼得森
【申請(qǐng)人】丹麥科技大學(xué)