Procedimiento de generación de al menos un impulso y/o al menos una secuencia de impulsos con al menos una propiedad del impulso específica tal como:

la energía del impulso, la duración, intensidad máxima, forma del impulso y/o temporización en un sistema de láser, que comprende una cavidad amplificadora (10) y una fuente de impulsos semilla (50), y dicho procedimiento comprende las siguientes etapas:

supervisión de un procedimiento de amplificación en la cavidad amplificadora (10) y obtención de datos acerca de al menos una propiedad del impulso de al menos un impulso y/o la al menos una secuencia de impulsos;

comparación de la propiedad del impulso con los datos de referencia y formación de una señal de salida;

control de al menos unos medios de conmutación (40) en el interior de la cavidad amplificadora (10) en función de la señal de salida, comprendiendo la etapa de introducción, emisión y/o retención de al menos un impulso en la cavidad amplificadora (10), de tal manera que la al menos una propiedad de la al menos una secuencia de impulsos y/o el al menos un impulso en una salida del sistema de láser posea sustancialmente un valor especifico, caracterizado porque los datos de referencia comprenden datos recibidos procedentes de un disparador externo (70);

dispositivo de entrada de ajustes de usuario;

la fuente de impulsos semilla (50), que emite un impulso semilla dirigido hacia el amplificador de láser;

unos medios de supervisión (61), que supervisan el avance de un proceso de una aplicación en el que toma parte el al menos un impulso y/o la al menos una secuencia de impulsos; y/o unos datos previos obtenidos por los medios de detección (20) durante un proceso de amplificación en la cavidad amplificadora (10), y en el que los datos de referencia se pueden actualizar, particularmente de forma dinámica.

Procedimiento de generación de al menos un impulso y/o secuencia de impulsos con parámetros controlables.

La invención se refiere a un procedimiento de generación de al menos un impulso y/o una secuencia o secuencias de impulsos con parámetros controlables tales como: energía del impulso, duración del impulso, sincronización del impulso, valor máximo de energía del impulso, forma del impulso, frecuencia de repetición del impulso, y temporización y/o parámetros obtenidos a partir de ellos; así como un programa informático. En particular, la invención se refiere a una generación de secuencias de impulsos controlables de impulsos ultracortos (del orden de femto y el picosegundo) .

El gran abanico de campos de aplicación incluye, si bien no exclusivamente: el procesamiento de materiales con láser, aplicaciones médicas de láseres como, por ejemplo, microqueratoma por láser LMK, cirugía refractiva de la córnea, fs-LASIK, neurocirugía por láser, tecnología y/o procesamiento de datos de medición óptica.

TÉCNICA ANTERIOR

Las tecnologías ópticas (fotónica) se están usando cada vez más, en particular, en los campos del procesamiento de materiales con láser, por ejemplo, en nanotecnología o para la manipulación precisa de material biológico. De particular interés e importancia resulta la interacción de luz láser y un material con impulsos de láser muy cortos (de 10-12 a 10-15 seg) que se basa en procesos físicos fundamentalmente nuevos y se puede usar ventajosamente para el procesamiento de materiales de alta precisión.

Los sistemas convencionales de láser de impulsos ultracortos están construidos y optimizados para generar secuencias de impulsos con una frecuencia de repetición de impulsos constante (es decir, una sincronización constante o una distancia temporal constante entre dos impulsos consecutivos) y con energías de impulso constantes. En particular, cuando se construyen láseres pulsantes, hasta ahora estos sistemas se están optimizando para una frecuencia de repetición de impulsos fija (es decir, la secuencia de impulsos se genera de forma asíncrona con respecto a la aplicación de destino y con una distancia constante de impulso a impulso. La sincronización del impulso o impulsos únicos pertenecientes a la secuencia de impulsos generada de manera continua (también denominada tren de impulsos) , por ejemplo cono un procedimiento externo o con una aplicación de destino en tales sistemas se suele materializar con la ayuda de otros elementos ópticos (conmutador óptico) que pueden desacoplar (separar) o seleccionar un impulso único o varios impulsos de la secuencia de impulsos ya generada. Este procedimiento es caro y no resulta eficaz, ya que no se hace uso de gran parte de la energía generada.

Aparte de la sincronización de la emisión de impulsos de láser con acontecimientos externos (es decir, la temporización de los impulsos únicos en la secuencia de impulsos) , otro parámetro importante es la energía del impulso. En los sistemas de láser convencionales se pueden generar impulsos con la energía que se desee mediante la introducción de pérdidas variables en el haz útil generado. Esto se lleva a cabo, por ejemplo, induciendo cambios en la polarización juntamente con un elemento óptico con transmisión en función de la polarización. No obstante, con los medios técnicos disponibles, esto solo resulta posible con una alta inercia temporal. Por ejemplo, consideremos una configuración mecánica que pueda cambiar la polarización de un haz de láser hasta alcanzar una orientación deseada en 0, 1 seg y una frecuencia de repetición de impulsos de 10 kHz (impulsos separados por 100 microsegundos) . Por lo tanto, hasta ahora, la energía de los impulsos en una secuencia de impulsos solo se puede controlar a lo largo de 1000 impulsos o más, mientras que para muchas aplicaciones resulta deseable cambiar la energía de impulso a impulso.

Por ejemplo, se lleva a cabo un intento de controlar las propiedades de los impulsos dentro de la cavidad del láser con el fin de lograr características estables de impulso a impulso (normalmente una secuencia de impulsos con una frecuencia de repetición constante y una pequeña variación de las energías de los impulsos únicos) con un láser por conmutación Q (conmutación Q: modulación de la cavidad del láser) .

En el documento US-A-5 982 790 se describe un sistema y un procedimiento para reducir la variación en la energía y la potencia máxima de impulso a impulso en diversos tipos de láseres de impulsos, en particular láseres por conmutación Q. El sistema láser descrito en el documento comprende una cavidad de láser que posee un medio emisor de láser bombeado mediante un dispositivo de bombeo para entregar energía de bombeo al medio. El sistema también incluye un dispositivo detector y unos circuitos para determinar las magnitudes de los impulsos de láser, tales como las amplitudes máximas de los impulsos, las energías de los impulsos, las anchuras de los impulsos u otros parámetros de medición de los impulsos. El sistema comprende también un mecanismo de realimentación que está comunicado con el dispositivo de bombeo y que garantiza la estabilidad de impulso a impulso aumentando la energía de impulso cuando la magnitud de impulso del impulso i-ésimo supera una magnitud media de los impulsos y disminuyéndola cuando es menor que la magnitud media de los impulsos. Otra posibilidad consiste en que el mecanismo de realimentación esté comunicado con el dispositivo de conmutación que controla el factor de pérdida variable del conmutador Q para lograr la estabilidad de la energía y del valor máximo de los impulsos.

En el documento US-A-6 339 604 se describe un sistema de láser de impulsos que incluye una bomba de láser, una varilla de láser, un reflector interpuesto entre la bomba de láser y la varilla de láser, a través del cual entra en la varilla de láser la energía procedente de la bomba de láser, un reflector de salida a través del cual se emite energía desde la varilla de láser, un conmutador interpuesto entre la varilla de láser y el reflector de salida y un dispositivo de control. Cuando está cerrado, el conmutador hace que la energía se almacene en la varilla de láser y, cuando está abierto, permite la emisión de energía desde la varilla de láser durante un periodo de emisión. El dispositivo de control permite que un impulso primario emitido desde la varilla de láser durante el periodo de emisión incida sobre una pieza y, posteriormente, bloquea o elimina la emisión de láser secundaria de la pieza que se produce durante el periodo de emisión tras la emisión del impulso primario. El sistema de láser de impulsos se aplica a lo largo de un intervalo de frecuencias de repetición, para hacer que la energía láser se emita durante una pluralidad de periodos de emisión a cada frecuencia de repetición. Al menos una parte de la energía láser emitida durante los periodos de emisión se dirige hacia la estructura de destino. El conmutador se mantiene cerrado durante un periodo de tiempo predeterminado y fijo antes de cada periodo de emisión independientemente de la frecuencia de repetición del impulso de láser primario dentro del intervalo de repetición con el fin de almacenar energía en la varilla de láser. La bomba funciona de manera continua a una potencia constante.

Con láseres de impulsos en el intervalo de los nanosegundos, basados en el principio de la conmutación Q (control de las pérdidas en la cavidad) , la duración del impulso y la energía del impulso no se pueden ajustar de manera independiente mediante la variación del tiempo de amplificación. Es decir, al aumentar la energía del impulso, la duración del impulso también aumenta considerablemente. Además, estos sistemas están destinados a la generación de impulsos de nanosegundos, en lugar de a la generación de impulsos ultracortos en el intervalo de los pico a los femtosegundos.

En el documento EP-A-0 609 978, se muestra un sistema de láser para generar al menos un impulso con al menos una propiedad específica. El sistema de láser comprende una cavidad amplificadora, al menos unos medios de detección para supervisar un proceso en la cavidad amplificadora y una conexión física entre el fotodiodo y unos medios de conmutación.

HANKLA A. K., en OPTICS LETTERS, vol. 22, n.º 22, 15/11/1997, pág. 1713, describe una fuente de láser de onda de batido e impulso corto sintonizable que funciona a 1 μm. Al salir del amplificador regenerativo, el haz se transmite a través de dos rebanadores de impulsos, reduciendo el preimpulso a menos de 10-8 con... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de generación de al menos un impulso y/o al menos una secuencia de impulsos con al menos una propiedad del impulso específica tal como: la energía del impulso, la duración, intensidad máxima, forma del impulso y/o temporización en un sistema de láser, que comprende una cavidad amplificadora (10) y una fuente de impulsos semilla (50) , y dicho procedimiento comprende las siguientes etapas:

supervisión de un procedimiento de amplificación en la cavidad amplificadora (10) y obtención de datos acerca de al menos una propiedad del impulso de al menos un impulso y/o la al menos una secuencia de impulsos;

comparación de la propiedad del impulso con los datos de referencia y formación de una señal de salida;

control de al menos unos medios de conmutación (40) en el interior de la cavidad amplificadora (10) en función de la señal de salida, comprendiendo la etapa de introducción, emisión y/o retención de al menos un impulso en la cavidad amplificadora (10) , de tal manera que la al menos una propiedad de la al menos una secuencia de impulsos y/o el al menos un impulso en una salida del sistema de láser posea sustancialmente un valor especifico, caracterizado porque los datos de referencia comprenden datos recibidos procedentes de un disparador externo (70) ;

dispositivo de entrada de ajustes de usuario;

la fuente de impulsos semilla (50) , que emite un impulso semilla dirigido hacia el amplificador de láser;

unos medios de supervisión (61) , que supervisan el avance de un proceso de una aplicación en el que toma parte el al menos un impulso y/o la al menos una secuencia de impulsos; y/o unos datos previos obtenidos por los medios de detección (20) durante un proceso de amplificación en la cavidad amplificadora (10) , y en el que los datos de referencia se pueden actualizar, particularmente de forma dinámica.

2. Procedimiento de generación de secuencias de impulsos según la reivindicación 1, en el que los impulsos en la salida del sistema de láser son impulsos ultracortos, en particular, impulsos del orden del femto o el picosegundo.

3. Programa informático que comprende instrucciones que, una vez cargadas en un ordenador, llevan a cabo el procedimiento de generación de secuencias de impulsos según las reivindicaciones 1 o 2.