DE4304178A1 - Aktives gefaltetes Resonatorsystem - Google Patents
Aktives gefaltetes ResonatorsystemInfo
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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.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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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 |
---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4304178C2 (de) |
Cited By (7)
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)
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)
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 |
-
1993
- 1993-02-12 DE DE19934304178 patent/DE4304178C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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)
Title |
---|
US-Z.: "Proceedings of the IRE", Bd. 50, 1962, S. 1833 * |
Cited By (8)
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 |
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