DE4304178A1 - Aktives gefaltetes Resonatorsystem - Google Patents

Aktives gefaltetes Resonatorsystem

Info

Publication number
DE4304178A1
DE4304178A1 DE19934304178 DE4304178A DE4304178A1 DE 4304178 A1 DE4304178 A1 DE 4304178A1 DE 19934304178 DE19934304178 DE 19934304178 DE 4304178 A DE4304178 A DE 4304178A DE 4304178 A1 DE4304178 A1 DE 4304178A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
laser
prisms
resonator system
resonator
prism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19934304178
Other languages
English (en)
Other versions
DE4304178C2 (de
Inventor
Stefan Dipl Phys Heinemann
Axel Dipl Ing Mehnert
Peter Dr Peuser
Nikolaus Dipl Phys Schmitt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Deutsche Aerospace AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Aerospace AG filed Critical Deutsche Aerospace AG
Priority to DE19934304178 priority Critical patent/DE4304178C2/de
Publication of DE4304178A1 publication Critical patent/DE4304178A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4304178C2 publication Critical patent/DE4304178C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/0602Crystal lasers or glass lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/07Construction or shape of active medium consisting of a plurality of parts, e.g. segments
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08095Zig-zag travelling beam through the active medium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1123Q-switching
    • H01S3/113Q-switching using intracavity saturable absorbers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein aktives gefaltetes Resonatorsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Diodengepumpte Festkörperlaser sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, wobei im allgemeinen das longitudinale Pumpen eines Laser­ mediums mit Laserdioden bevorzugt verwendet wird, weil damit der effi­ zienteste Laserbetrieb, insbesondere im Grundmode TEMoo, erreicht werden kann, denn nur so ergibt sich eine optimale Überlappung der Resonator­ mode mit dem durch den Pumpstrahl erzeugten Inversionsprofil. Allerdings ist die Skalierbarkeit solcher longitudinal gepumpter Laser wegen der von einer einzigen Laserdiode maximal zur Verfügung stehenden Pumplei­ stung sehr eingeschränkt.
Gemäß dem bisherigen Stand der Technik ist die maximale Pumpleistung entlang der Achse eines Laserresonators auf gegenwärtig 6 Watt begrenzt, da man die Strahlung zweier 3 W-Laserdioden durch Polarisationskopplung summiert, wenn nicht fasergekoppelte Laserdioden benutzt werden, die seit kurzem kommerziell mit einer cw-Ausgangsleistung von 10 W zur Ver­ fügung stehen.
Bei der Verwendung eines sogenannten zig-zag-slab-Laserkristalls gemäß dem Stand der Technik wird - wie die Fig. 2 veranschaulicht - der Strahlengang wiederholt an den meist totalreflektierenden Kristallflä­ chen gespiegelt, so daß an den Reflexpunkten quasi-longitudinale Pumpbe­ dingungen vorhanden sind. Hierbei ist es möglich, zum Pumpen sowohl ein­ zelne Laserdioden mit einer schmalen Emissionsfläche, bei typischen 1 W- und 3 W-Dioden 200 µm bzw. 500 µm breit, zu verwenden, als auch die leistungsstärksten, meist 10 mm breiten Hochleistungslaserdioden für cm- oder quasi-cw-Betrieb anzukoppeln. Wenn letztere verwendet werden, die nach dem Stand der Technik bis zu 20 W cw- oder auch 300 W Pulsleistung im quasi-cw-Betrieb leisten, hat man den Übergang zum transversalen Pum­ pen vollzogen, da nun nicht mehr gezielt in das Modenvolumen eingekop­ pelt wird, sondern ein größerer Bereich mit der Laserdiodenstrahlung ge­ pumpt wird. Ein solcher "zig-zag-slab-Laserkristall" hat gegenüber dem transversalen Pumpen eines zylindrischen Laserkristalls den Vorteil, daß ein großer Teil der Pumpstrahlung direkt in die Lasermode eingekoppelt werden kann, ohne daß diese Pumpstrahlung vorher schon in dem Bereich des aktiven Mediums absorbiert würde, wo sich keine Lasermode ausbilden kann.
Durch die DE 40 04 071 ist eine Resonatoranordnung bekannt, die mittels zweier rechtwinkliger Prismen gefaltet wird. In diesem Falle bestehen die beiden Prismen aus Glas oder einem anderen optisch transparenten, nicht absorbierenden Material und dienen zur Aufspaltung des Resonator­ moden-Strahlganges in mehrere zueinander parallele Modenstücke in dem laseraktiven Medium, das sich zwischen den Prismen befindet (s. Fig. 13). Das Lasermedium, beispielsweise ein Kristall, wird dann in üblicher Weise senkrecht zum Strahlverlauf gepumpt.
Aus R. Scheps u. J.F. Myers, IEEE j. Quant. Electron., Vol. 28 (1992) S. 1640 ist bekannt, eine Laseranordnung, bei der der Laserkristall die Form eines rechtwinkligen Prismas hat, zu konzipieren. Hier wird jedoch nur ein einziges Prisma verwendet (s. Fig. 14) und der Strahlengang wird daher nur einmal - und zwar an der Hypothenuse - reflektiert, wobei ein hochreflektierender Spiegel auf der Kathetenfläche aufgebracht ist, so daß die Lasermode in sich selbst hin und zurück reflektiert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Laserresonator der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, bei dem in einer sehr kompakten Anord­ nung viele Reflexionspunkte in einem engen Abstand voneinander erzeugt werden, so daß an allen diesen Stellen Pumpstrahlung quasi longitudinal in das aktive Medium eingekoppelt werden kann und gleichzeitig ein großer Füllfaktor erreicht wird, was bedeutet, daß das Modenvolumen einen sehr großen Teil des Lasermediums ausfüllt, um so einen hohen Wir­ kungsgrad sowie eine hohe Leistung zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele erläu­ tert und in den Figuren der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Resonatorkonfigura­ tion mit dem entsprechenden Strahlengang,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel nach dem bisherigen Stand der Technik,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer weiteren erfindungsgemäßen Resona­ torkonfiguration, bei der unterschiedliche Prismen verwendet werden,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer nächsten Resonatorkonfiguration, bei der zwei Prismen miteinander an den Hypothenusenflächen kontaktiert sind,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, bei dem zwischen einem Spiegel und einem -prisma ein passiver Güteschalter angeordnet ist,
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, das quasi longitudinal an mehreren Stellen an den Kathetenflächen gepumpt wird,
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, bei dem transversal an den Kathetenflächen gepumpt wird,
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, bei dem transversal von einer der dreieckförmigen Prismenoberflächen aus gepumpt wird,
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel eines aus dem Prismenpaar gebildeten Ringlasers,
Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel eines Rersonators, bei dem sowohl auf den Kathetenflächen als auch auf den Dreiecksprismenoberflächen Reflexionspunkte der Lasermode erzeugt werden,
Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel eines Resonators mit einem trapezförmi­ gen Faltungselement aus einem laseraktiven Material,
Fig. 12 ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 mit Brewsterfläche,
Fig. 13 ein Ausführungsbeispiel eines gefalteten Resonatoraufbaus gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Standes der Technik.
Wie in Fig. 1 skizziert ist, stehen sich in einem Laserresonator zwei rechtwinklige flache Prismen aus laseraktivem Material (Kristall oder Glas), das mit Ionen der Lanthanide dotiert ist, z. B. Nd:VAG, mit den Hypothenusenflächen derart gegenüber, daß an den Kathetenflächen mehrere Reflexionspunkte entstehen und im Lasermedium ein vielfach gekreuzter Strahlengang entsteht. Die Reflexion kann durch Totalreflexion oder mit­ tels einer auf die reflektierenden Flächen des Lasermediums aufgebrach­ ten dielektrischen oder metallischen reflektierenden Schicht erfolgen.
Die Prismen sind an den Hypothenusenflächen bei der Laserwellenlänge antireflektierend beschichtet. Damit ist eine Geometrie geschaffen, mit der Pumpstrahlung unter sehr günstigen Verhältnissen quasi longitudinal an den Kathetenflächen in das Modenvolumen eingekoppelt werden kann. Durch das aus dieser Faltungsgeometrie resultierende dichte Netz aus dem hin- und zurücklaufenden Strahl 13 wird ein hoher Füllfaktor erreicht, d. h. das laseraktive Medium vom Modenvolumen zu einem hohen Grade aus­ gefüllt, was einerseits auch günstig für das quasi longitudinale bzw. transversale Pumpen von den Katheten aus ist, andererseits sich jedoch besonders auch für das Pumpen orthogonal zur dreieckförmigen Prismen­ oberfläche anbietet. Es sei betont, daß hierbei der wesentliche Teil der Pumpstrahlung direkt in die Lasermode eingekoppelt wird, da die Laser­ mode an den äußeren Rand des Lasermediums heranreicht, ähnlich den Ver­ hältnissen beim longitudinalen Pumpen, was zu einer großen Pumpeffizienz führt.
Zum optischen Pumpen an den Kathetenflächen können mehrere einzelne Laserdioden 23 mit schmaler Emissionsfläche verwendet werden, wie in der Fig. 6 skizziert ist, ferner mit Laserdioden gekoppelte Lichtwellenlei­ ter oder ein- bzw. zweidimensionale Hochleistungslaserdiodenarrays 14 (Fig. 7). Die für den Betrieb des Lasers bei höheren Leistungen beson­ ders wichtigen Voraussetzungen für eine optimale Kühlung ist dadurch gewährleistet, daß die Prismen 11, 12 nur wenige mm dick sind und eine oder beide der dreieckigen Prismenoberflächen zur Kühlung verwendet wer­ den können.
Diese dreieckige Prismenoberfläche eignet sich zum Pumpen mit ein- oder zweidimensionalen Hochleistungslaserarrays und wegen des außerordentlich dichten Netzes aus Lasermodenstücken ganz besonders auch für die ober­ flächenemittierende, flächige Laserdiodenanordnungen 15. Die Kühlung kann in diesem Falle auf der gegenüberliegenden Seite, beispielsweise mit Mikrokühlern 16, erfolgen (Fig. 8).
Die Prismen können unterschiedliche Abmessungen haben, wobei durch die Wahl der Abmessungen des zweiten Prismas sowie durch den Grad der seit­ lichen Versetzung der Strahleintritt und -austritt auf verschiedene Sei­ ten der Prismenanordnung gelegt werden kann (Fig. 3). Eines der Prismen kann auch aus einem anderen laseraktiven Material oder auch einem nicht­ laseraktiven, optisch transparenten Material, beispielsweise Glas, ge­ fertigt sein, wobei im letzten Falle nur das andere Prisma zum optischen Pumpen verwendet wird.
Werden beide Prismen an ihren Hypothenusenflächen miteinander kontak­ tiert, so entsteht eine mechanisch sehr stabile, quasi-monolithische Prismenanordnung (Fig. 4). Dies läßt sich zu einer noch rigideren Aus­ führung fortführen, indem eine der Resonatorspiegelschichten 17 auf das freie Stück der Hypothenusenfläche, wo der Strahleintritt bzw. -austritt erfolgt, aufgebracht wird. Wenn nun der zweite Resonatorspiegel, vor­ zugsweise ein Konkavspiegel mit einem plan-konvexen Substrat, mit der planen Fläche an dem anderen freien Stück des Prismenpaares kontaktiert wird, so entsteht ein äußerst kompakter, mechanisch sehr stabiler akti­ ver Laserresonator.
Um das Anschwingen parasitärer Moden zu vermeiden, können im Resonator, beispielsweise zwischen den Laserspiegeln und den Prismen oder auch zwischen den Prismen, Modenblenden angebracht werden. Zur Güteschaltung ist ein aktiver oder passiver Q-Schalter verwendbar. In Hinsicht auf einen kompakten und stabilen Aufbau eignet sich besonders ein passiver kristalliner Q-Schalter, wie zum Beispiel ein mit tetravalentem Chrom dotiertes YAG-Material oder auch Forsterit. Hierbei kann ein geeignet geschliffenes, poliertes und mit einer antireflektierenden Schicht ver­ gütetes Kristallstück 18 aus einem solchen Material zwischen dem Auskop­ pelspiegel und einem Prisma so angebracht werden, daß eine Kontaktierung der Komponenten und somit ein mechanisch rigider Aufbau erreicht wird, die in Fig. 5 skizziert ist.
Zur Bildung eines Ringresonators, wie er in Fig. 9 vereinfacht darge­ stellt ist, eignet sich auch ein Rechteck-Prismenpaar. In diesem Fall stehen sich beide Prismen so gegenüber, daß ein in sich geschlossener, ringförmiger Modenverlauf entsteht. Vorzugsweise werden zwei gleichgroße Prismen ohne seitlichen Versatz an den Hypothenusenflächen gegenüberge­ stellt und gegebenenfalls miteinander kontaktiert. Zwischen den beiden Prismen können dann weitere, für den Betrieb eines Ringlasers erforder­ liche Intracavity-Elemente 19 eingefügt werden, wie beispielsweise Faraday-Rotator zur Definition der Umlaufrichtung der Lasermode, ein Polarisator und Modenblenden. Die Reflexion an den Kathetenflächen kann wiederum über Totalreflexion oder auch mittels reflektierender Schichten erfolgen, wobei eine der Kathetenflächen so beschichtet sein muß, daß ein Teil der resonatorinternen Strahlung ausgekoppelt wird.
In einer speziellen Ausführungsform des Erfindungsgedankens wird anstel­ le der antireflektierenden Schicht auf der Hypothenusenfläche 22 diese selbst so geschliffen und poliert, daß sie mit einer dreieckförmigen Prismenoberfläche einen Winkel R - 90 - RB bildet, wobei RB der Brewsterwinkel ist. Damit wird erreicht, daß zusätzlich zu dem netz­ förmigen Strahlengang in der Prismenebene nun noch ein zickzackförmiger Strahlenverlauf in den hierzu orthogonalen Schichtebenen stattfindet, somit nicht nur an den Kathetenoberflächen Reflexionspunkte entstehen, sondern auch sehr zahlreiche solcher Reflexionspunkte an den Dreiecks­ oberflächen der Prismen. Da in der Umgebung solcher Reflexionspunkte besonders günstige Verhältnisse für die Einkopplung von Pumpstrahlung in das Modenvolumen vorhanden sind, hat man somit eine für das optische Pumpen eines Festkörperlasers praktisch optimale Laserkonfiguration. Bei der Wahl der Abmessungen des Prismas muß beachtet werden, daß die Re­ flexionspunkte nicht unmittelbar an der Kante der Kathetenflächen lie­ gen, da sonst Beugung den Laserbetrieb beeinträchtigen kann. In dieser Anordnung können beide Prismen mit solchen Brewster-Hypothenusenflächen versehen sein oder auch eines der Prismen wie in den weiter oben be­ schriebenen Anordnungen ausgeführt sein.
Viele Reflexionspunkte an den Dreiecksflächen der Prismen lassen sich auch erzeugen, wenn eine der Kathetenflächen mit einer Dreiecksfläche einen Winkel von vorzugsweise 45 Grad bildet.
Die Ausbildung eines Teils der Hypothenusenfläche eines laseraktiven Prismas als sogenannte Brewsterfläche ermöglicht eine weitere Vereinfa­ chung der oben beschriebenen Ringlaseranordnung, da hierdurch für eine der beiden Umlaufrichtungen der Lasermode im Ringresonator eine Dämpfung erzeugt wird (Fig. 9a). Dies folgt aus der sich ergebenden Polarisierung des Modenstrahls beim Eintritt vom optisch dünneren Medium (Luft) in das Lasermedium unter dem Brewsterwinkel, die nur für eine der beiden Umlaufrichtungen vorhanden ist. Ein in der anderen Richtung umlaufender Modenstrahl erfährt diese Polarisation nicht. Zusammen mit der Polarisa­ tion des Modenstrahls durch die Totalreflexion an den Prismenflächen entsteht hierdurch die für die Ausbildung eines Ringlaserstrahls erfor­ derliche Dämpfung für eine der Umlaufrichtungen.
Der bisher beschriebene gefaltete Resonator birgt noch eine weitere Fal­ tungsgeometrie in sich. Schneidet man nämlich ein Prisma parallel zu einer Kathetenfläche in einem solchen Abstand, daß die der Kathete am nächsten liegenden Modenkreuzungspunkte auf der neu entstandenen Fläche liegen, so entsteht ein neuer gefalteter Resonator mit nur einem, nun trapezförmigen Faltungselement, das wiederum die im Falle des Prismen­ paares vorhandenen Vorteile für das Diodenpumpen aufweist (Fig. 11). Das heißt: mehrere Reflexionspunkte und ein dichtes Modennetz werden mit einer relativ einfachen Geometrie des Lasermediums erzeugt, so daß ein sehr kompakter Resonator für die optische Anregung mit Laserdioden ent­ steht. Diese trapezförmige Anordnung kann man leicht in eine andere Modifikation überführen, indem man die abgeschrägte Fläche 20, die einen Winkel R von 45° mit der ursprünglichen Kathete bildet, nun unter einem solchen Winkel - RB ausführt, daß ein parallel zu den langen Seiten einfallender Modenstrahl unter dem Brewsterwinkel RB einfällt (Fig. 12). In diesem Fall ist eine antireflektierende Beschichtung der abgeschrägten Fläche nicht erforderlich. Die Abmessungen des trapezför­ migen Kristalls sollen dabei so gewählt werden, daß die Reflexionspunkte nicht an den Kristallkanten zu liegen kommen, insbesondere auch der Re­ flexionspunkt an der rückwärtigen Fläche 21.

Claims (21)

1. Aktiv gefaltetes Resonatorsystem, bei dem das laseraktive Kristall- oder Glas-Material, welches mit Ionen der "seltenen Erden" dotiert ist, selbst den Strahlengang mehrfach faltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltung der Resonatormode dergestalt erfolgt, daß zwei Rechteck-Prismen (11, 12), von denen mindestens eines aus einem laseraktiven Material be­ steht, vorzugsweise mit ihren Hypothenusenflächen so einander gegenüber positioniert sind, daß sich eine vielfache Reflexion der Lasermode in den Prismen ergibt und die Pumplichtstrahlung (13) von mehreren Hochleistungs­ laserdioden (23) in mehrere oder alle Reflexionspunkte an den Prismenflä­ chen effizient an das Modenvolumen angekoppelt werden.
2. Resonatorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlführung in den Prismen (11, 12) so erfolgt, daß an deren Katheten­ flächen entweder Totalreflexion erfolgt oder aber die Kathedenflächen re­ flektierend beschichtet sind, so daß auch andere Reflexionswinkel auftre­ ten können.
3. Resonatorsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hypothenusenflächen der Prismen (11, 12) miteinander kontaktiert und antireflektierend beschichtet sind, wobei auf die antireflektierende Beschichtung im Falle der sogenannten optischen Kontaktierung verzichtet werden kann.
4. Resonatorsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß Laserdioden (23) mit schmaler Emissionsfläche, angekoppelte Lichtwellenleiter oder Hochleistungslaserdiodenarrays (14) dem oder den aus laseraktivem Material bestehenden Prisma bzw. Prismen so zugeordnet sind, daß in mehrere oder alle Reflexionspunkte an den Kathetenflächen Pumplichtstrahlung in den Resonator eingekoppelt wird, oder von einer oder mehreren oberen oder unteren Prismenflachseite Pumplichtstrahlung trans­ versal in die Resonatormode eingekoppelt wird.
5. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an einer dreieckförmigen Flachseite mindestens eines laser­ aktiven Prismas ein Kühler (16) zur Ableitung der im Laserkristall anfal­ lenden Verlustwärme angebracht ist.
6. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Pumplichtquellen Einzellaserdioden (23), Laserdioden­ arrays (14) oder flächig emittierende Laserdioden (z. B. Oberflächenemit­ ter) (15) verwendet werden.
7. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Laserdiodenstrahlung über Lichtwellenleiter an den Laserkristall übertragen wird.
8. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein oder zwei Resonatorspiegel mit den Hypothenusenflächen fest kontaktiert sind.
9. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen den Hypothenusen der Prismen (11, 12) oder zwi­ schen einer Hypothenusenfläche und einem Spiegel (17) Modenblenden zur Modenselektion eingebracht sind.
10. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen den Hypothenusenflächen oder zwischen einer Hypo­ thenusenfläche und einem der Spiegel (17) ein Material (18) zum passiven oder aktiven Güteschalten eingebracht ist.
11. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Material (18) zum passiven Güteschalten vierwerti­ ges Cr in YAG oder in YSGG oder Forsterit verwendet wird.
12. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hypothenusenfläche mindestens eines Prismas ganz oder teilweise unter einem Winkel, vorzugsweise 90° minus des Brewster­ winkels, zur Flachseite des Prismas angeordnet ist, so daß zusätzlich zu den Reflexionen an den Kathetenflächen Reflexionen an den dreieckförmigen Flachseiten des Prismas auftreten.
13. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Reflexion an den dreieckförmigen Flachseiten des Prismas durch Totalreflexion erfolgt und diese Flachseiten für die Laser­ wellenlänge reflektierend beschichtet sind.
14. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Pumplichtstrahlung in mehrere Reflexionspunkte an den dreieckförmigen Prismenflachseiten eingekoppelt wird.
15. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abmessungen der Prismen (11, 12) so gewählt wird, daß bei Verwendung eines Laserdiodenarrays als Pumplichtquelle die Reflex­ ionspunkte an den Hypothenusenflächen im Abstand der einzelnen Laserdioden des Arrays angeordnet sind.
16. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen und die seitliche Verschiebung der Prismen so gewählt sind, daß Strahleintritt und Strahlaustritt aus den Prismen (11, 12) auf derselben Hälfte eines der Prismen oder auf unter­ schiedlichen Hälften beider Prismen erfolgt.
17. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beide Prismen (11, 12) in ihren Abmessungen so gewählt und in ihrer seitlichen Verschiebung so positioniert sind, daß ein Ring­ resonator gebildet wird und sich eine in sich geschlossene Resonatormode innerhalb der Prismen ausbildet.
18. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hypothenusenflächen der Prismen (11, 12) antire­ flektierend und eine der Kathetenseiten teil- oder antireflektierend zur Auskopplung der Lasermode beschichtet sind.
19. Resonatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Prismen an ihren Hypothenusenflächen fest miteinander oder fest mit einem Material, das eine optische Diode bildet, verbunden sind.
20. Aktiv gefaltetes Resonatorsystem, bei dem das laseraktive Kri­ stall- oder Glasmaterial, welches mit Ionen der "seltenen Erden" dotiert ist, selbst den Strahlengang mehrfach faltet, dadurch gekennzeichnet, daß ein trapezförmiger Teil parallel zu einer Kathetenfläche eines Prismas (11, 12) aus laseraktivem Material geschnitten wird, so daß ein Teilstück entsteht, welches aus zwei parallelen Flächen besteht, eine senkrecht zu diesen stehende Fläche und dieser gegenüberliegend eine Fläche (20) auf­ weist, welche unter einem Winkel e zu einer der beiden parallelen Flä­ chen steht und daß der so geformte Kristall eine Lasermoden-Faltung er­ zielt, bei der ein eingekoppelter Strahl an den beiden parallelen Flächen in abwechselnder Reihenfolge total reflektiert wird, dann unter einem Win­ kel auf die senkrecht stehende Fläche (20) trifft und dort ebenso total reflektiert wird, darauffolgend durch mehrfache abwechselnde Reflexion zur Eintrittsfläche zurückreflektiert und aus dieser parallel zum eintretenden Strahl austritt.
21. Resonatorsystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahleintritt und -austritt unter einem Winkel γ zu der Fläche (20) stehen, vorzugsweise unter 90° minus dem Brewsterwinkel.
DE19934304178 1993-02-12 1993-02-12 Aktives gefaltetes Resonatorsystem Expired - Fee Related DE4304178C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934304178 DE4304178C2 (de) 1993-02-12 1993-02-12 Aktives gefaltetes Resonatorsystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934304178 DE4304178C2 (de) 1993-02-12 1993-02-12 Aktives gefaltetes Resonatorsystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4304178A1 true DE4304178A1 (de) 1994-08-18
DE4304178C2 DE4304178C2 (de) 1994-11-17

Family

ID=6480273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19934304178 Expired - Fee Related DE4304178C2 (de) 1993-02-12 1993-02-12 Aktives gefaltetes Resonatorsystem

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4304178C2 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19610371A1 (de) * 1996-03-16 1997-09-18 Daimler Benz Ag Diodengepumpter Festkörperlaser
DE4444511B4 (de) * 1994-11-30 2005-07-07 Eads Deutschland Gmbh Multipath-Resonator mit longitudinaler Pumpanordnung
EP1459111B1 (de) * 2001-12-14 2007-06-06 Agilent Technologies, Inc. Externer resonator mit retro-reflektierender vorrichtung insbesondere für abstimmbare laser
CN104836106A (zh) * 2015-06-09 2015-08-12 福建福晶科技股份有限公司 一种小型化固体锁模激光器
CN107221831A (zh) * 2017-06-22 2017-09-29 山东航天电子技术研究所 一种全反射棱镜式环形激光器
CN109975241A (zh) * 2019-02-27 2019-07-05 哈尔滨工业大学 一种角反射增强光声光谱式痕量气体探测装置及方法
DE102022125326A1 (de) 2022-09-30 2024-04-04 Ams-Osram International Gmbh Optisch gepumpter Festkörperlaser

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4446026C1 (de) * 1994-12-24 1996-03-28 Fraunhofer Ges Forschung Laserresonator
DE102011114474B3 (de) * 2011-09-28 2012-12-13 Deutsch Französisches Forschungsinstitut Saint Louis Laseranordnung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0292277A1 (de) * 1987-05-22 1988-11-23 Rimon Financing, Inc. Mehrfachfaltende Lasersysteme
US4894839A (en) * 1985-05-01 1990-01-16 Spectra-Physics, Inc. High efficiency mode-matched solid-state laser with transverse pumping
DE3829812A1 (de) * 1988-09-02 1990-03-15 Fraunhofer Ges Forschung Festkoerperlaser
DE4004071A1 (de) * 1990-02-08 1991-08-14 Festkoerper Laser Inst Berlin Optischer resonator fuer festkoerperlaser

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4894839A (en) * 1985-05-01 1990-01-16 Spectra-Physics, Inc. High efficiency mode-matched solid-state laser with transverse pumping
EP0292277A1 (de) * 1987-05-22 1988-11-23 Rimon Financing, Inc. Mehrfachfaltende Lasersysteme
DE3829812A1 (de) * 1988-09-02 1990-03-15 Fraunhofer Ges Forschung Festkoerperlaser
DE4004071A1 (de) * 1990-02-08 1991-08-14 Festkoerper Laser Inst Berlin Optischer resonator fuer festkoerperlaser

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US-Z.: "Proceedings of the IRE", Bd. 50, 1962, S. 1833 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4444511B4 (de) * 1994-11-30 2005-07-07 Eads Deutschland Gmbh Multipath-Resonator mit longitudinaler Pumpanordnung
DE19610371A1 (de) * 1996-03-16 1997-09-18 Daimler Benz Ag Diodengepumpter Festkörperlaser
DE19610371C2 (de) * 1996-03-16 1998-03-19 Daimler Benz Ag Diodengepumpte Festkörperlaser
EP1459111B1 (de) * 2001-12-14 2007-06-06 Agilent Technologies, Inc. Externer resonator mit retro-reflektierender vorrichtung insbesondere für abstimmbare laser
CN104836106A (zh) * 2015-06-09 2015-08-12 福建福晶科技股份有限公司 一种小型化固体锁模激光器
CN107221831A (zh) * 2017-06-22 2017-09-29 山东航天电子技术研究所 一种全反射棱镜式环形激光器
CN109975241A (zh) * 2019-02-27 2019-07-05 哈尔滨工业大学 一种角反射增强光声光谱式痕量气体探测装置及方法
DE102022125326A1 (de) 2022-09-30 2024-04-04 Ams-Osram International Gmbh Optisch gepumpter Festkörperlaser

Also Published As

Publication number Publication date
DE4304178C2 (de) 1994-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69731475T2 (de) Frequenzverdoppelter Laser mit einem quasiphasenangepassten nichtlinearen Element innerhalb des Resonators
DE19680508B4 (de) Diodengepumpter Laser mit konfokal-bis-konzentrischem Resonator
DE19955599B4 (de) Laser mit Wellenlängenumwandlung und Bearbeitungsvorrichtung mit einem solchen Laser
DE60037294T2 (de) Seitlich gepumpter gütegeschalteter Mikrolaser
DE4200204A1 (de) Selbstverdoppelnder mikrolaser
DE3643648A1 (de) Laserdiodengepumpter festkoerperlaser
EP3167516B1 (de) Microchip-laser
DE60212436T2 (de) Kompakte Festkörperlaser
DE102005056697A1 (de) Festkörperlaser-Generator
DE102006039074B4 (de) Optische Anordnung zum Pumpen von Festkörperlasern
AT515674B1 (de) Festkörperlaser
DE60304564T3 (de) Verbessertes optisches Pumpen von Materialien mit polarisationsabhängiger Absorption
DE4191708C1 (de) Festkörperlaser
DE19934638B4 (de) Modensynchronisierter Festkörperlaser mit mindestens einem konkaven Faltungsspiegel
DE4304178C2 (de) Aktives gefaltetes Resonatorsystem
DE10338417B3 (de) Laser mit Laserverstärker mit einem scheibenförmigen aktiven Medium
DE60014074T2 (de) Diodenlasergepumpter festkörperlaser
DE4008225C2 (de) Laserdiodengepumpter Festkörperlaser
EP1342297B1 (de) Vorrichtung zum erzeugen von laserlicht
DE19653546C1 (de) Laser mit verschiedenen Emissionsrichtungen
DE4229498A1 (de) Festkörperlaser
DE10156081B4 (de) Laseroszillator mit Faltungsspiegeln
DE4424073C1 (de) Mit Laserdioden gepumpter Festkörperlaser
DE19811211B4 (de) Multipath-Wellenleiter-Festkörperlaser oder -Verstärkeranordnung
DE19758366B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum optischen Pumpen von Wellenleiterlasern oder -verstärkern durch von Laserdioden emittiertes Licht

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DAIMLER-BENZ AEROSPACE AKTIENGESELLSCHAFT, 80804 M

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DAIMLERCHRYSLER AEROSPACE AKTIENGESELLSCHAFT, 8099

8339 Ceased/non-payment of the annual fee