Способ установки связанных с энергией параметров лазерного импульса - заявка 2016145587 на патент на изобретение в РФ

1. Способ (300; 400) установки энергии импульсного сфокусированного лазерного излучения, при этом способ включает в себя этапы:
- установления (310; 410) соотношения между пороговой энергией импульса, необходимой, чтобы вызвать необратимое повреждение в материале, и длительностью импульса, при этом соотношение позволяет получить пороговую энергию импульса при каждой из множества длительностей импульса, при этом упомянутое множество длительностей импульса включает одну или более длительностей импульса в диапазоне от 200 фс и менее;
- определения (320; 420) соотнесенной пороговой энергии импульса на основании установленного соотношения для заданной длительности импульса в диапазоне от 200 фс и менее; и
- настройки (330; 430) энергии импульса лазерного излучения на основании определенной соотнесенной пороговой энергии импульса,
причем соотношение задает уменьшение пороговой энергии импульса при уменьшении длительности импульса в диапазоне от 200 фс и менее.
2. Способ (300; 400) по п. 1, где соотношение представляет собой уменьшение пороговой энергии импульса по существу в виде функции кубического корня из длительности импульса.
3. Способ (300; 400) по п. 1 или 2, где соотношение задает пороговую энергию импульса как значение не более 0,35 мкДж при длительности импульса 300 фс или менее.
4. Способ (300; 400) по любому из пп. 1-3, где соотношение задает пороговую энергию импульса как значение в диапазоне от 0,15 мкДж до 0,30 мкДж при длительности импульса 200 фс.
5. Способ (300; 400) по любому из пп. 1-4, где соотношение задает пороговую энергию импульса как значение в диапазоне от 0,05 мкДж до 0,10 мкДж при длительности импульса 10 фс.
6. Способ (400) по любому из пп. 1-5, где этап установления (410) включает в себя:
- испускание (412) на объект последовательности импульсов лазерного излучения для каждой из множества опорных длительностей импульса свыше 200 фс, чтобы создать участок повреждений для каждого импульса последовательности, причем энергию импульса настраивают по-разному для каждого импульса этой последовательности;
- определение (414) размера каждого участка повреждений;
- определение (416) опорной пороговой энергии импульса для каждой из упомянутого множества опорных длительностей импульса на основании определенных размеров участков повреждений, созданных при соответствующей опорной длительности импульса; и
- определение (418) соотношения на основании определенных опорных пороговых энергий импульса.
7. Способ (400) по п. 6, где каждую опорную пороговую энергию импульса определяют на основании экстраполяции до нулевого размера определенных размеров участков повреждений, созданных при соответствующей опорной длительности импульса.
8. Способ (400) по п. 6 или 7, где определение (418) соотношения включает в себя определение линейной аппроксимации пороговой энергии импульса в зависимости от длительности импульса.
9. Способ (300; 400) по любому из пп. 1-8, где соотношение устанавливают между длительностью импульса и, вместо пороговой энергии импульса, пороговой плотностью энергии импульса, необходимой, чтобы вызвать необратимое повреждение в материале, причем соотношение задает уменьшение пороговой плотности энергии импульса при уменьшении длительности импульса в диапазоне от 200 фс и менее, и при этом соотнесенную пороговую плотность энергии импульса определяют вместо соотнесенной пороговой энергии импульса, а плотность энергии импульса лазерного излучения настраивают на основании определенной соотнесенной пороговой плотности энергии импульса.
10. Способ (300; 400) по п. 9, где соотношение задает пороговое значение плотности энергии импульса как значение не более 1,80 Дж•см-2 при длительности импульса 300 фс или менее.
11. Способ (300; 400) по п. 9 или 10, где соотношение задает пороговую плотность энергии импульса как значение в диапазоне от 0,80 Дж•см-2 до 1,50 Дж•см-2 при длительности импульса 200 фс.
12. Способ (300; 400) по любому из пп. 9-11, где соотношение задает плотность энергии импульса как значение в диапазоне от 0,20 Дж•см-2 до 0,50 Дж•см-2 при длительности импульса 10 фс.
13. Способ (300; 400) по любому из пп. 1-12, где соотношение устанавливают для диаметра фокуса лазерного излучения не более 10 мкм, или 7 мкм, или 5 мкм, причем диаметр фокуса представляет собой диаметр части импульса, содержащей 86% энергии импульса излучения.
14. Способ (300; 400) по любому из пп. 1-13, где повреждение включает в себя фотодеструкцию, вызванную лазерно-индуцированным оптическим пробоем материала.
15. Способ (400) по любому из пп. 6-14, где объект представляет собой небиологический материал или биологический материал, взятый после смерти.
16. Способ (300; 400) по любому из пп. 1-15, включающий в себя направление (440) лазерного излучения, имеющего настроенную энергию импульса, на небиологический материал или биологический материал, чтобы создать надрез в материале.
17. Способ (300; 400) по п. 16, где материал представляет собой ткань человеческого глаза.
18. Лазерное устройство (500), содержащее:
- источник (510) пучка сверхкороткоимпульсного лазерного излучения;
- набор (520) компонентов для направления и формирования пучка во времени и пространстве;
- блок (530, 535) управления, хранящий данные, представляющие соотношение между пороговой энергией импульса, необходимой, чтобы вызвать необратимое повреждение в материале, и длительностью импульса, при этом соотношение позволяет получить пороговую энергию импульса для каждой из множества длительностей импульса, при этом упомянутое множество длительностей импульса включает в себя одну или более длительностей импульса в диапазоне от 200 фс и менее, причем соотношение задает уменьшение пороговой энергии импульса при уменьшении длительности импульса в диапазоне от 200 фс и менее, причем блок управления выполнен с возможностью определения для данной длительности импульса в диапазоне от 200 фс и менее соотнесенной пороговой энергии импульса на основании хранимых данных и определения целевой энергии импульса для пучка на основании определенной соотнесенной пороговой энергии импульса.
19. Лазерное устройство (500) по п. 18, где блок (530) управления выполнен с возможностью вывода визуального представления определенной целевой энергии импульса на устройство (540) вывода.
20. Лазерное устройство (500) по п. 18 или 19, где блок (530) управления выполнен с возможностью автоматической настройки определенной целевой энергии импульса для пучка.
21. Лазерное устройство (500) по любому из пп. 18-20, где соотношение представляет собой уменьшение пороговой энергии импульса по существу в виде функции кубического корня из длительности импульса.
22. Лазерное устройство (500) по любому из пп. 18-21, где соотношение задает пороговую энергию импульса как значение не более 0,35 мкДж при длительности импульса 300 фс или менее.
23. Лазерное устройство (500) по любому из пп. 18-22, где соотношение задает пороговую энергию импульса как значение в диапазоне от 0,15 мкДж до 0,30 мкДж при длительности импульса 200 фс.
24. Лазерное устройство (500) по любому из пп. 18-23, где соотношение задает пороговую энергию импульса как значение в диапазоне от 0,05 мкДж до 0,1 мкДж при длительности импульса 10 фс.
25. Лазерное устройство (500) по любому из пп. 18-24, где пучок представляет собой гауссов пучок, имеющий параметр M2 не более 1,15 или 1,1.
Наверх