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Die Erfindung bezieht sich auf einen parametrischen Oszillator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie auf ein entsprechendes Verfahren zum Erzeugen ultrakurzer Laserpulse.
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Ultrakurze Laserpulse, auch Femtosekunden-Pulse genannt, haben eine Dauer (FWHM) von weniger als einer Pikosekunde. Eine typische Pulsdauer eines Ultrakurzpulslasers liegt demnach beispielsweise bei 100 bis 200 Femtosekunden (fs). Ein gattungsgemäßes Lasersystem geht aus der
DE 199 07 722 A1 hervor.
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Wie dort beschrieben, wird zum Erzeugen ultrakurzer Laserpulse typischerweise ein laseraktiver Kristall mit hoher Verstärkungsbandbreite in einem Resonator verwendet. In dem laseraktiven Kristall wird durch Pumpen, beispielsweise mittels Pumplaserstrahlung, Inversion erzeugt. Durch Modenkopplung der vom Laserkristall durch stimulierte Emission abgegebenen Strahlung entstehen ultrakurze Laserpulse, die im Resonator umlaufen. Dispersionskompensationsmittel im Resonator gleichen die beim Durchlaufen des Laserkristalls auftretende Dispersion der Laserpulse aus, damit sich die Pulsdauer nicht verlängert. Als laseraktiver Kristall mit hoher Verstärkungsbandbreite wird häufig Titan-Saphir (Ti:Sa, Ti3+:Al2O3) verwendet.
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Nachteilig an herkömmlichen Verfahren und Lasersystemen zum Erzeugen ultrakurzer Pulse ist unter anderem, dass der Betrieb dieser Lasersysteme störanfällig ist, dass sich damit nur vergleichsweise moderate mittlere Laserleistungen erzielen lassen, und dass die verfügbaren Wellenlängenbereiche der ultrakurzen Laserpulse durch die Emissions-Bandbreite der Laserkristalle begrenzt sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit konstruktiv möglichst einfachen Mitteln ein Lasersystem und ein Verfahren zum Erzeugen ultrakurzer Laserpulse zur Verfügung zu stellen, mit denen einer oder mehrere der vorstehend genannten Nachteile vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungemäß gelöst durch einen parametrischen Oszillator mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bzw. durch ein Verfahren zum Erzeugen ultrakurzer Pulse mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Im erfindungsgemäßen parametrischen Oszillator wird im Resonator als Laserkristall ein optisch nichtlinearer Kristall eingesetzt, der dazu konfiguriert ist, mittels eines optisch-parametrischen Prozesses aus einem Pumpphoton ein Signal- und ein Idlerphoton zu erzeugen. Ein Kristall ist optisch nichtlinear, wenn er eine nichtlineare, d. h. intensitätsabhängige, Polarisierbarkeit oder Suszeptibilität aufweist. Durch seine optische Nicht-Linearität ist der Verstärkerkristall in der Lage, einen optisch-parametrischen Prozess stattfinden zu lassen, bei dem über die nichtlineare Drei-Wellen-Wechselwirkung aus der Pumplaserstrahlung Signal- und Idler-Strahlung erzeugt wird.
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Erfindungsgemäß ist der Resonator so angeordnet, dass ein aus den Signalphotonen gebildeter Signalpuls (und/oder ein aus den Idlerphotonen gebildeter Idlerpuls) den Verstärkerkristall entlang der optischen Achse des Resonators verlässt. Dadurch wird die Signalstrahlung (und/oder die Idlerstrahlung) wie bei einem optisch-parametrischen Oszillator (OPO) zurückgekoppelt, sodass die im Resonator umlaufende Strahlung bei jedem nachfolgenden Durchgang durch den Verstärkerkristall weiter verstärkt werden kann.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen parametrischen Oszillators liegt darin, dass sich damit sehr kurze Pulsdauern (im Bereich von wenigen Femtosekunden bis hin zu einigen zehn Femtosekunden) bei höheren mittleren Laserleistungen als in bisherigen Systemen erzeugen lassen. Ein erheblicher Vorteil liegt zudem darin, dass die Wellenlängen der ultrakurzen Laserpulse nicht mehr durch die Emissions-Bandbreite eines laseraktiven Kristalls begrenzt sind, sondern je nach Auswahl und Orientierung des Verstärkerkristall nahezu beliebige Wellenlängen zur Verfügung gestellt werden können.
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Als optisch nichtlinearer Verstärkerkristall mit einer hohen Verstärkungsbandbreite eignet sich beispielsweise ein Barium-Beta-Borat-Kristall (BBO-Kristall), oder ein periodisch bzw. aperiodisch gepolter Kristall, beispielsweise ein periodisch oder aperiodisch (z. B. ,chirped') gepolter Lithium-Niobat-Kristall. Als weitere Alternative bietet sich ein am oder nahe am Entartungspunkt betriebener Kristall an. Am Entartungspunkt betrieben wird ein Kristall, wenn bei dem optisch-parametrischen Prozess die Wellenlängen von Signal- und Idlerstrahlung gleich sind.
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Damit der Signalstrahl im Resonator zurückgeführt werden kann, muss bei dem optisch-parametrischen Prozess am Verstärkerkristall die Phasenanpassungsbedingung zwischen Pump-, Signal- und Idlerwelle erfüllt sein (kP = kS + kI). Der Phasenanpassungswinkel zwischen der Pumplaserstrahlung und der Signalstrahlung hängt vom verwendeten Verstärkerkristall ab. Um die Phasenanpassung zu erreichen, kann es vorteilhaft sein, wenn die Pumplaserstrahlung nicht-kollinear zur optischen Achse des Resonators auf den Verstärkerkristall gerichtet ist. Bei BBO beträgt der interne Phasenanpassungswinkel beispielsweise 2,4°. Wird die Pumplaserstrahlung unter diesem Winkel zur optischen Achse auf den Verstärkerkristall gerichtet, ist die Phasenanpassungsbedingung optimal erfüllt.
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Günstig ist es, wenn das Pumplasersystem einen Pumplaser und eine Frequenzkonversionsstufe aufweist, beispielsweise eine Frequenzverdopplungs-Stufe. Auf diese Weise erhält die Pumplaserstrahlung Photonen höherer Energie, sodass auch die durch den optisch-parametrischen Prozess erzeugte Signalstrahlung Photonen höherer Energie umfasst. Zudem kann durch die Frequenzkonversionsstufe erreicht werden, dass die Pumplaserstrahlung in einem Wellenlängenbereich liegt, bei dem die nichtlineare Suszeptibilität des Verstärkerkristalls besonders hoch ist, sodass auch die Effizienz des optisch-parametrischen Prozesses besonders hoch ist.
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Vorzugsweise handelt es sich bei der Pumplaserstrahlung um gepulste Laserstrahlung, beispielsweise um ultrakurze Laserpulse. Auf diese Weise können hohe Spitzen-Intensitäten erzielt werden, um die Effizienz des optisch-parametrischen Prozesses zu steigern.
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Wenn es sich bei der Pumplaserstrahlung um gepulste Laserstrahlung handelt, sollte die optische Länge des Resonators derart gewählt sein, dass die Umlaufzeit des Signalpulses im Resonator (oder ein ganzzahliges Vielfaches dieser Umlaufzeit) möglichst genau dem zeitlichen Abstand zwischen zwei Pulsen der Pumplaserstrahlung entspricht. Dadurch wird erreicht, dass der Signalpuls nach einem oder mehreren Umläufen im Resonator wieder genau mit einem Pumppuls überlagert wird. Der durch den neuen Pumppuls im Verstärkerkristall hervorgerufene optisch-parametrische Prozess verstärkt nun den im Resonator umlaufenden Signalpuls. Zudem wird die Effizienz des optisch-parametrischen Prozesses höher, da der Prozess vom Signalpuls ausgehen kann und nicht mehr aus dem Rauschen starten muss.
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Als Dispersionskompensationsmittel zum zumindest teilweisen, möglichst jedoch vollständigen Kompensieren der Dispersion der im Resonator umlaufenden Strahlung können beispielsweise ein Paar von optischen Keilen, ein Paar von Prismen und/oder ein oder mehrere dispersionskompensierende Spiegel vorgesehen sein. Paare von optischen Keilen oder Prismen haben dabei den Vorteil, dass sich je nach ihrer Stellung zueinander der Grad der Dispersionskompensation einstellen lässt.
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Um die Resonatorlänge ändern zu können, den Betrieb des parametrischen Oszillators stabilisieren zu können und die Effizienz zu optimieren, kann ein Endspiegel des Resonators auf einem Verschiebetisch oder an einem entsprechenden Stellglied montiert sein, auf dem er entlang der optischen Achse des Resonators beweglich ist. Zu diesem Zweck kann der Verschiebetisch beispielsweise piezoelektrisch mit Nanometer-Präzision angesteuert werden.
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Wenn ein dispersionskompensierender Spiegel im Resonator vorgesehen ist, hat dieser Spiegel vorzugsweise eine Reflexions-Bandbreite von mindestens einer Oktave, d. h. einen Reflexionsgrad von 99% oder mehr über einen Frequenzbereich von einer ersten Frequenz f bis zur doppelten Frequenz 2f. Auf diese Weise können mehr Moden der Laserstrahlung im Resonator angeregt werden, so dass sich die Pulsdauer der erzeugten Laserstrahlung verkürzt.
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In einer Alternative der Erfindung kann innerhalb des Resonators des parametrischer Oszillators ein Frequenzkonversionsmittel zum Umwandeln der Frequenz des Signalpulses vorgesehen sein, beispielsweise ein Frequenzverdoppler. Während die nicht-frequenzverdoppelte Signalstrahlung weiter im Resonator umläuft, könnte die frequenzverdoppelte Strahlung direkt über einen Auskoppelspiegel aus dem Resonator ausgekoppelt werden. Für die Nicht-Frequenzverdoppelte könnten die reflektierenden Elemente des Resonators dann im Idealfall einen Reflexionsgrad von 100% haben, um Verluste der Signalstrahlung aus dem Resonator zu verhindern.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Erzeugen ultrakurzer Laserpulse. Bei diesem Verfahren wird Pumpphotonen aufweisende, kohärente Pumplaserstrahlung auf einen in einem optischen Resonator angeordneten, optisch nichtlinearen Verstärkerkristall gerichtet, sodass im Verstärkerkristall mittels eines optisch-parametrischen Prozesses aus einem Pumpphoton ein Signal- und ein Idlerphoton erzeugt werden. Aus den Signalphotonen bildet sich ein im Resonator umlaufender Signalpuls. Ferner wird die Dispersion der im Resonator umlaufenden Strahlung durch Dispersionskompensationsmittel zumindest teilweise, möglichst jedoch vollständig kompensiert. Durch dieses Verfahren lässt sich ein stabiler Pulslaserbetrieb mit sehr kurzen Pulsdauern, hohen mittleren Leistungen und einer Vielzahl von unterschiedlichen Wellenlängen erzielen.
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Um die Phasenanpassungsbedingung für den optisch-parametrischen Prozess zu erfüllen und die Effizienz dieses optisch-parametrischen Prozesses zu erhöhen; kann es günstig sein, wenn die Pumplaserstrahlung unter einem Winkel zur optischen Achse des Resonators auf den Verstärkerkristall auftrifft.
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Der im Resonator umlaufende Signalpuls wird besonders stark verstärkt, wenn das Eintreffen eines Pulses der gepulsten Pumplaserstrahlung am Verstärkerkristall zeitlich synchronisiert wird mit dem Eintreffen des im Resonator umlaufenden Signalpulses am Verstärkerkristall. Diese Synchronisation kann erreicht werden, indem die Resonatorlänge zu einer Umlaufzeit des Signalpulses führt, die möglichst genau dem zeitlichen Abstand zwischen zwei (benachbarten oder nicht benachbarten) Pulsen der Pumplaserstrahlung entspricht.
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In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann innerhalb des Resonators eine Frequenzkonversion des Signalpulses, insbesondere eine Frequenzverdopplung, durchgeführt werden. Wie bereits erläutert, kann so im Idealfall jeglicher Verlust der nicht-frequenzkonvertierten Signalstrahlung aus dem Resonator verhindert werden, während nur der frequenzkonvertierte Anteil ausgekoppelt wird.
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Im Frequenzraum können die durch das erfindungsgemäße System bzw. durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugten, ultrakurzen Laserpulse als Modenkamm beschrieben werden. Rechnerisch lässt sich der Moden- oder Frequenzkamm beschreiben als fn = f0 + n Δf. Dabei ist Δf der Modenabstand benachbarter Moden, der genau der Pulswiederholfrequenz, d. h. der Repetitionsrate, des Resonators entspricht und der daher durch die optische Weglänge der Pulse im Resonator bestimmt ist. Die Offset-Frequenz f0 ergibt sich dadurch, dass sich die Gruppengeschwindigkeit für die im Oszillator umlaufenden Pulse, die die Repetitionsrate und damit den Modenabstand Δf bestimmt, von der Phasengeschwindigkeit der einzelnen Moden unterscheidet.
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Im erfindungsgemäßen parametrischen Oszillator und im erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, für die zwei Freiheitsgrade des Frequenzkamms, d. h. die Offset-Frequenz f
0 und den Modenabstand Δf, jeweils einen Stabilisator oder Regelkreis vorzusehen. Solche Stabilisatoren oder Regelkreise sind in der
DE 199 11 193 A1 , der
EP 1 161 782 B1 oder der
DE 100 44 404 C2 beschrieben. Um den Modenabstand zu verändern oder um ihn bei festgestellter Abweichung auf einen vorgegebenen Referenzwert einzustellen, kann der Stabilisator ein Stellglied ansteuern, das die optische Weglänge des Oszillators und damit die Pulswiederholfrequenz ändert. Beispielsweise kann das Stellglied ein Linearantrieb oder ein Piezoaktor für einen Resonatorspiegel des Resonators sein.
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Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher dargestellt.
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Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems oder (im vorliegenden Dokument synonym:) parametrischen Oszillators 1. Ein Pumplaser 2 und eine Frequenzverdopplungs-Stufe 3 bilden zusammen ein Pumplasersystem 4 des erfindungsgemäßen Oszillators oder Systems 1. Bei dem Pumplaser 2 handelt es sich um einen modengekoppelten infraroten Pumplaser. In der Frequenzverdopplungs-Stufe 3, beispielsweise einem Frequenzverdopplungs-Kristall, wird die Frequenz der vom Pumplaser 2 erzeugten Laserstrahlung verdoppelt. Optional kann das Pumplasersystem 4 noch eine Verstärkerstufe aufweisen. Die mit dem Pumplasersystem 4 erzeugte Strahlung hat eine mittlere Leistung von etwa 10 W bei einer zentralen Wellenlänge von 520 nm. Die Pulswiederholfrequenz beträgt etwa 35 MHz, die Pulsdauer 500 fs.
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Die aus dem Pumplasersystem 4 austretende kohärente Pumplaserstrahlung 5 wird über Umlenk- oder Pumpspiegel 6, 7 umgelenkt, die für die Pumplaserstrahlung 5 hochreflektierend sind. Jenseits des zweiten Pumpspiegels 7 durchläuft die Pumplaserstrahlung 5 ein Fokussierelement 8, beispielsweise eine Fokussierlinse. Das Fokussierelement 8 bündelt die Pumplaserstrahlung 5 zu einem Fokus, der sich nahe der Oberfläche oder im Inneren eines optisch nichtlinearen Kristalls 9 befindet.
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Der Verstärkerkristall 9 befindet sich in einem Resonator 10. Der Verstärkerkristall 9 hat eine hohe nichtlineare Suszeptibilität und ist dazu konfiguriert, mittels eines optisch-parametrischen Prozesses aus einem Pumpphoton der Pumplaserstrahlung 5 mittels Drei-Wellen-Mischung ein Signal- und Idlerphoton zu erzeugen.
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Ein erster Endspiegel M1 des Resonators 10 ist mit einem Stellglied verbunden, insbesondere mit einem piezoelektrischen Aktor, um mit Nanometer-Präzision entlang der optischen Achse 11 des Resonators 10 verschoben zu werden. Diese Verschiebebewegung ist durch einen Doppelpfeil angegeben. Durch eine Verschiebung des Endspiegels M1 wird die Resonatorlänge geändert. Dies bewirkt eine Änderung der Umlaufzeit des Signalpulses im Resonator 10 sowie eine Änderung des Modenabstands Δf des den parametrischen Oszillator 1 verlassenden Modenkamms.
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Zwischen einem zweiten Resonatorspiegel M2 und einem dritten Resonatorspiegel M3 befindet sich der nichtlineare Verstärkerkristall 9. Der zweite und der dritte Resonatorspiegel M2, M3 sind als konkave Spiegel ausgebildet, um die im Resonator 10 umlaufenden Signalpulse zu fokussieren bzw. nach dem Durchlaufen des Verstärkerkristalls 9 zu kollimieren. Der durch die beiden Konkavspiegel M2, M3 gebildete Fokus liegt im Inneren des Kristalls 9, insbesondere an dem Ort des durch die Fokussieroptik 8 gebildeten Fokus der Pumplaserstrahlung 5. Auf diese Weise wird die Effizienz des optisch-parametrischen Prozesses im Verstärkerkristall 9 erhöht.
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Über einen weiteren Resonatorspiegel M4 gelangt der im Resonator 9 umlaufende Signalpuls zu einem Auskoppelspiegel OC. Ein Teil der im Resonator 10 umlaufenden Signalpulse verlässt den Resonator 10 durch den Auskoppelspiegel OC in Form von ultrakurzen Laserpulsen bzw. in Form eines Modenkamms 12.
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Bei den ersten vier Resonatorspiegeln M1 bis M4 handelt es sich um dispersionskompensierende Spiegel, die Bandbreiten bis zu einer Oktave oder mehr unterstützen, d. h. eine extrem hohe Reflektivität über einen Frequenzbereich von einer Frequenz f bis zu mindestens der doppelten Frequenz 2f haben. Auf diese Weise unterstützen die dispersionskompensierenden Spiegel die Ausbildung von ultrakurzen Laserpulsen im Resonator 10. Beispielsweise kann es sich bei den Spiegeln M1 bis M4 um sogenannte ,chirped mirrors' oder ,double chirped mirrors' oder ,double chirped mirror pairs' handeln.
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Zwischen dem vierten Resonatorspiegel M4 und dem Auskoppelspiegel OC befindet sich ein Paar von optischen Keil-Substraten. Diese optischen Keile W1, W2 sind schräg zur optischen Achse 11 des Resonators 10 angeordnet und können in ihrer eigenen Hauptachse in Längsrichtung verschoben werden. Auf diese Weise dienen die Keil-Substrate W1, W2 zur Feineinstellung der Dispersionskompensation im Resonator 10.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Pump-Einstrahlgeometrie nicht-kollinear, d. h. am Verstärkerkristall 9 trifft die Pumplaserstrahlung 5 unter einem Winkel φ ungleich 0° zur optischen Achse 11 des Resonators 10 auf den Kristall 9. Der Winkel 4 dient zur Phasenanpassung zwischen der Pumplaserstrahlung 5 und der den Kristall 9 in Richtung der optischen Achse 11 des Resonators 10 verlassenden Signalstrahlung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei dem ein BBO-Kristall als Verstärkerkristall 9 dient, beträgt der Winkel φ 2,4°.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren bzw. im Betrieb des erfindungsgemäßen parametrischen Oszillators 1 erzeugt der Pumplaser 2 Femtosekunden-Laserpulse, deren Frequenz in der Frequenzkonversions-Stufe 3 verdoppelt wird. Die Pumplaserstrahlung 5 wird über die Spiegel 6, 7 unter dem Winkel φ zur optischen Achse 11 des Resonators, d. h. in nicht-kollinearer Einstrahlgeometrie, auf den Verstärkerkristall 9 gerichtet. Dabei wird die Pumplaserstrahlung 5 mittels der Fokussieroptik 8 auf bzw. in den Kristall 9 fokussiert.
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Im Verstärkerkristall 9 erfolgt ein optisch-parametrischer Prozess. Mittels Drei-Wellen-Mischung werden dabei aus einem Pumpphoton der Pumplaserstrahlung 5 ein Signalphoton und ein Idlerphoton gebildet. Je höher die Effizienz des optisch-parametrischen Prozesses ist, desto mehr Pumpphotonen werden in ein Signalphoton und in ein Idlerphoton umgewandelt.
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Die Signalphotonen verlassen den Verstärkerkristall 9 entlang der optischen Achse 11 des Resonators 10. Gemeinsam bilden die Signalphotonen einen breitbandigen, d. h. ultrakurzen Laserpuls, der als Signalpuls im Resonator 10 umläuft. Die Dispersion des Signalpulses wird durch die Dispersionskompensationsmittel, im vorliegenden Ausführungsbeispiel die dispersionskompensierenden Spiegel M1 bis M4 und die optischen Keile W1, W2, begrenzt bzw. kompensiert, um ein Auseinanderlaufen des Signalpulses zu verhindern. Ein Teil des Signalpulses wird am Auskoppelspiegel OC als Laserstrahlung 12 in Form von ultrakurzen Laserpulsen ausgekoppelt.
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Die Repetitionsrate des Pumplasers 2 entspricht der Repetitionsrate des Signalpulses im Resonator 10, die durch die optische Länge des Resonators 10 festgelegt ist. Alternativ dazu kann die Repetitionsrate des Resonators 10 ein ganzzahliges Vielfaches der Repetitionsrate des Pumplasers 2 sein. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein Puls der Pumplaserstrahlung 5 gleichzeitig mit einem Signalpuls am Verstärkerkristall 9 eintrifft, um so die Effizienz des optisch-parametrischen Prozesses zu erhöhen, und um den Signalpuls bei jedem Durchlaufen des Verstärkerkristalls 9 weiter zu verstärken. Die Position des Endspiegels M1 des Resonators 10 kann verändert werden, um die Resonatorlänge und damit die Repetitionsrate des Resonators 10 zu verändern, sodass diese Repetitionsrate an die Repetitionsrate des Pumplasers 2 angepasst werden kann. Denkbar wäre es auch, die Repetitionsrate des Pumplasers 2 anpassen zu können.
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Die mit dem erfindungsgemäßen parametrischen Oszillator 1 im vorliegenden Ausführungsbeispiel erzeugte Signalstrahlung hat in einem ersten Beispiel eine mittlere Leistung von ca. 600 mW, eine Wellenlänge von 800 nm und eine Pulsdauer von etwas weniger als 200 fs, beispielsweise 190 fs. In einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer besonders breitbandigen Verstärkung hat die Signalstrahlung eine Pulsenergie von 1,4 nJ, eine mittlere Leistung von 100 mW, ebenfalls eine zentrale Wellenlänge von 800 nm und eine Pulsdauer von weniger als 20 fs, beispielsweise 17,9 fs. Wenn gleichzeitig zwei Pulse im Resonator 10 umlaufen, kann die Wiederholfrequenz 2 × 35 MHz = 70 MHz betragen. Wenn der Auskoppelspiegel OC eine Transmissivität von 1% hat, kann die Intensität der Strahlung am Verstärkerkristall 9 über 4 MW/cm2 betragen.
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Ausgehend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel können der erfindungsgemäße parametrische Oszillator und das erfindungsgemäße Verfahren in vielfacher Hinsicht verändert werden. Statt eines BBO-Kristalls kann auch ein anderer Kristall als nichtlinearer Vertärkerkristall 9 verwendet werden. Je nach Art des verwendeten Kristalls 9 wäre statt der darstellten nicht-kollinearen Einstrahlgeometrie auch eine kollineare Einstrahlgeometrie denkbar, bei der die Pumplaserstrahlung 5 den Verstärkerkristall 9 kollinear mit der optischen Achse 11 des Resonators 10 erreicht.
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Möglich wäre darüber hinaus auch ein zweiter Verstärkerkristall gleichen oder anderen Typs im Resonator 10, der entweder durch einen klassischen Laserprozess oder durch einen weiteren optisch-parametrischen Prozess eine zweite Gewinnstufe realisiert. Dieser zweite Verstärkerkristall könnte durch denselben Pumplaser 2 gepumpt werden, evtl. mit einer anderen Frequenzkonversionsstufe, also beispielsweise bei der frequenzverdreifachten Pumplaserstrahlung.
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Eine weitere Option besteht darin, innerhalb des Resonators 10 eine Frequenzkonversion der Signalwelle durchzuführen. In diesem Fall wäre im Resonator 10 ein Frequenzkonversionsmittel vorgesehen, beispielsweise ein Frequenzverdopplerkristall. Über den Auskoppelspiegel würde der frequenzverdoppelte Signalpuls ausgekoppelt, während der nicht-frequenzverdoppelte Anteil des Signalpulses zu 100% im Resonator 10 verbleibt.
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Wie bereits erläutert, könnte auch ein Stabilisator zum Stabilisieren einer oder beider Freiheitsgrade des den parametrischen Oszillator 1 verlassenden Modenkamms vorgesehen werden. Der vom parametrischen Oszillator 1 emittierte Pulszug der Signal- oder Idlerphotonen kann z. B. als Modenkamm für die Präzisions-Frequenzmetrologie verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19907722 A1 [0002]
- DE 19911193 A1 [0024]
- EP 1161782 B1 [0024]
- DE 10044404 C2 [0024]
