AT510116B1 - Laser - Google Patents

Abstract

Ein Laser mit einem Stehende-Wellen-Resonator umfasst einen ersten Resonatorabschnitt (26), der den ersten Endspiegel (24, 24') und gegebenenfalls weitere der optischen Elemente (32, 40) aufweist, die mit dem Laserstrahl zwischen dem ersten Endspiegel (24, 24') und dem Lasermedium (23) zusammenwirken, und einen zweiten Resonatorabschnitt (27), der den zweiten Endspiegel (25) und weitere der optischen Elemente (36-39) aufweist, die mit dem Laserstrahl zwischen dem Lasermedium (23) und dem zweiten Endspiegel (25) zusammenwirken. Mindestens eines der optischen Elemente (24, 40) des ersten Resonatorabschnitts (26) ist fokussierend ausgebildet. Dadurch weisen die Strahl-Achsen (30, 30') des Laserstrahls, die sich bei jeweiligen Verkippungen von zumindest einem der im zweiten Resonatorabschnitt (27) angeordneten optischen Elemente (25, 36-39) ergeben, mindestens einen Kreuzungspunkt (31) auf. Dieser Kreuzungspunkt (31) oder einer dieser Kreuzungspunkte (31) der Strahl-Achsen (30, 30') des Laserstrahls liegt im Pumpbereich des Lasermediums (23) oder weist einen Abstand vom Pumpbereich auf, der weniger als die Rayleighlänge beträgt. Der Radius (w) des Laserstrahls ist zumindest über den Abschnitt des Laserstrahls, der zwischen dem Lasermedium (23) und dem nächstgelegenen fokussierenden Element (24, 40) des ersten Resonatorabschnitts (26) liegt, kleiner als das Fünffache, vorzugsweise kleiner als das Dreifache, des Radius (w) des Laserstrahls im Pumpbereich des Lasermediums (23).

Description

österreichisches Patentamt AT 510 116 B1 2012-06-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Laser mit einem Lasermedium , das in einem Pumpbereich angeregt wird, und einem Stehende-Wellen-Resonator, der optische Elemente aufweist, von denen ein eine Strahl-Achse aufweisender, das Lasermedium durchsetzender Laserstrahl geführt ist und die einen ersten und einen zweiten Endspiegel umfassen, wobei der Resonator einen ersten Resonatorabschnitt, der den ersten Endspiegel und gegebenenfalls weitere der optischen Elemente aufweist, die mit dem Laserstrahl zwischen dem ersten Endspiegel und dem Lasermedium Zusammenwirken, und einen zweiten Resonatorabschnitt umfasst, der den zweiten Endspiegel und weitere der optischen Elemente aufweist, die mit dem Laserstrahl zwischen dem Lasermedium und dem zweiten Endspiegel Zusammenwirken, wobei mindestens eines der optischen Elemente des ersten Resonatorabschnitts eine fokussierende Ausbildung aufweist, durch welche die Strahl-Achsen des Laserstrahls, die sich bei jeweiligen Verkippungen von zumindest einem der im zweiten Resonatorabschnitt angeordneten optischen Elemente ergeben, mindestens einen Kreuzungspunkt aufweisen, und wobei dieser Kreuzungspunkt oder einer dieser Kreuzungspunkte der Strahl-Achsen des Laserstrahls im Pumpbereich des Lasermediums liegt oder einen Abstand vom Pumpbereich aufweist, der weniger als die Rayleighlänge beträgt, die einem Abschnitt des Laserstrahls zukommt, der zwischen dem Lasermedium und dem nächstgelegenen fokussierenden optischen Element des ersten Resonatorabschnitts liegt.

[0002] Im Allgemeinen benötigen Laser Resonatoren (die auch als Kavitäten bezeichnet werden), in welchen die Laserstrahlen durch das Lasermedium (=aktive Medium) geführt ist. Neben Stehende-Wellen-Resonatoren (auch als lineare Resonatoren bezeichnet), bei denen das Laserlicht zwischen zwei Endspiegeln hin und her läuft, sind Ringresonatoren bekannt, in denen das Laserlicht umlaufend geführt ist, wobei grundsätzlich zwei verschiedene Umlaufrichtungen möglich sind.

[0003] Modengekoppelte Femtosekunden- oder Pikosekundenlaser werden in der Regel mit einem gefalteten Resonator (= „verlängerte Kavität") ausgebildet, insbesondere wenn die Pulswiederholfrequenz im MHz-Bereich liegen soll. Um bei einer derartigen Wiederholfrequenz einen kompakten Aufbau zu ermöglichen, werden mehrere Faltspiegel bzw. Umlenkspiegel eingesetzt. Auf diese trifft der Laserstrahl unter einem Einfallswinkel nahe 0° (+/- 10°) zur Oberflächennormalen auf die Hauptebene des Faltspiegels auf. Solche Faltspiegel können plan ausgebildet sein oder eine Krümmung aufweisen, sodass sie als Hohlspiegel ausgebildet sind. Beispielsweise besitzt ein Femtosekundenlaser mit 20MHz eine Resonatorlänge von 7,5m. Die Anzahl der erforderlichen Reflexionen auf Faltspiegeln ergibt sich dann aus der Länge des Lasergehäuses. Beispielsweise sind Lasergehäuse mit einer Länge von 56cm kommerziell erhältlich. Häufig eingesetzte Pulswiederholfrequenzen liegen im Bereich von 20-120MHz.

[0004] Ein Problem bei solchen Resonatoren liegt in der Empfindlichkeit gegenüber Verkippungen von optischen Elementen des Resonators. Handelsübliche Resonatoren weisen bei einigen optischen Elementen eine solche Empfindlichkeit gegenüber Verkippungen der optischen Elemente auf, dass es bei einer Verkippung des optischen Elements gegenüber dem justierten (=optimalen) Zustand um einen Winkelbetrag von 50 prad zu einer Leistungseinbuße von mehreren Prozent kommt, dies aufgrund von Verschiebungen der Strahl-Achse des Lasermodes gegenüber dem Pumpbereich des Lasermediums.

[0005] Üblicherweise werden die optischen Elemente eines Laserresonators auf einem gemeinsamen Tragteil montiert, das von einer Platte, einem monolitischen Block oder einem mechanisch stabilen Gestänge gebildet wird. Die Spiegelelemente des Resonators, die aus der eigentlichen reflektierenden Spiegelbeschichtung und dem Substrat (zumeist aus Glas) bestehen, auf dem die Spiegelbeschichtung aufgebracht ist, sind in - meist metallischen -Spiegelhalterungen gefasst, die dann wiederum auf dem Trägerteil befestigt werden. Dabei ergibt sich die Problematik, dass verschiedene Materialien aufeinander treffen: Glas (als Spiegelsubstrat) einerseits und Metalle wie Aluminium und Edelstahl andererseits. Die thermische 1 /22 österreichisches Patentamt AT510116B1 2012-06-15

Ausdehnung ist deutlich verschieden, sodass bei Veränderungen der Temperatur entweder eine Spannung und/oder eine Verschiebung gegeneinander resultiert.

[0006] Eine Winkelstabilität von besser als 50 prad ist bei der Montage von Materialien mit unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizient technisch schwer oder nur mit hohem Aufwand erreichbar (unter Berücksichtigung von Umwelteinflüssen und über einen mehrjährigen Zeitablauf hinweg): Sie bedeutet, dass eine Spiegelfläche mit einer Ausdehnung von 10 mm am einen Ende gegenüber dem anderen Ende maximal um 0,5 pm abweichen darf. Zieht man in Betracht, dass mehrere Spiegelelemente ihre Toleranzen aufsummieren können, so ist das Stabilitätserfordernis für den einzelnen Spiegel deutlich zu erhöhen. Die Oberflächenrauhigkeit von gefrästen oder gebohrten metallischen Oberflächen liegt üblicherweise bei 0,4 bis 0.8 pm und kann die gewünschte Auflagegenauigkeit somit im Regelfall nicht bieten.

[0007] Gepulste Laserstrahlen können auch in anderer Weise als durch Modenkopplung erzeugt werden, insbesondere durch eine Güteschaltung. Übliche Pulsdauern liegen hier im Nano-sekundenbereich.

[0008] Ein modengekoppelter Femtosekunden-Festkörperlaser ist beispielsweise in F. Brunner et al., „Diode-pumped femtosecond Yb:KGd(W04)2 laser with 1.1 -W average power", OPTICS LETTERS, 2000, Vol. 25 (15), 1119-1121 beschrieben. Der gefaltete stehende-Wellen-Resonator ist hier in Form einer sogenannten „delta cavity" ausgebildet. Das von Yb:KGW gebildete Lasermedium ist im Laserstrahl im Bereich zwischen zwei Hohlspiegeln des Resonators angeordnet, die jeweils einen Krümmungsradius von 200mm aufweisen. Am Ort des Lasermediums ist der Laserstrahl gegenüber seiner Ausdehnung an diesen Hohlspiegeln stark eingeschnürt. Der Strahlradius (oder Modenradius) ist hierbei am Ort des Lasermediums kleiner als ein Zehntel des Strahlradius an den Hohlspiegeln. Die Spiegel dieses Resonators weisen gegenüber Verkippungen relativ hohe Empfindlichkeiten auf.

[0009] Delta-Konfigurationen von Resonatoren sind in vielen weiteren Ausführungsformen bekannt. Andere bekannte Ausbildungen von Resonatoren sind beispielsweise sogenannte Z-Konfigurationen.

[0010] Weitere Ausbildungen von gepulsten Lasern, insbesondere modengekoppelten Lasern gehen beispielsweise aus der EP 1 692 749 B1, EP 1 588 461 B1 und EP 1 687 876 B1 sowie den darin genannten Veröffentlichungen hervor.

[0011] Überlegungen zu Maßnahmen zur Verringerung von Justageempfindlichkeiten von optischen Elementen eines Resonators sind beispielsweise bereits in der vorgenannten EP 1 588 461 B1 enthalten. Es wird hier ein Anpassungselement zum Ausgleich von Justagefehlern eingesetzt, wobei eine Rückreflektion des Laserstrahls in sich selbst oder leicht versetzt erfolgt, insbesondere durch einen gekrümmten Spiegel, oder der Laserstrahl kollimiert auf einen Resonatorspiegel geführt wird, insbesondere durch ein reflektives oder refraktives Element. Überlegungen zur Ausrichtungsempfindlichkeit von optischen Elementen von Resonatoren gehen beispielsweise weiters aus der „Encyclopedia of Laser Physics and Technology" www.rp-photonics.com/aliqnment sensitivity.html hervor. Diese Enzyklopädie ist auch in Buchform erschienen „Encyclopedia of Laser Physics and Technology", Paschotta, Rüdiger, 2008, ISBN-10:3-527-40828-2 (Wiley-VCH, Berlin).

[0012] Aus der prioritätsälteren, nicht vorveröffentlichten europäischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer EP 09167189.1 geht die miteinander einstückige Ausbildung oder die starre Verbindung von zwei optischen Elementen des Resonators hervor, um die Kippempfindlichkeit gegenüber diesen optischen Elementen bezogen auf die Lage der Strahl-Achse oder ihre Neigung bei einem anderen der optischen Elemente des Resonators zu verringern. Die gleichsinnige Verkippung dieser beiden gekoppelten optischen Elemente hat hierbei entgegengesetzte Auswirkungen auf die Lage der Strahl-Achse oder deren Winkel bei dem anderen der optischen Elemente.

[0013] Aufgabe der Erfindung ist es einen Laser der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem bezüglich der Kippempfindlichkeit mindestens eines der optischen Elemente des Re- 2/22 österreichisches Patentamt AT 510 116 B1 2012-06-15 sonators eine Verbesserung erreicht wird. Erfindungsgemäß gelingt dies durch einen Laser mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

[0014] Beim Laser der Erfindung weist mindestens eines der optischen Elemente des ersten Resonatorabschnitts eine fokussierende Ausbildung auf. Wenn im ersten Resonatorabschnitt als optische Elemente nur der ersten Endspiegel angeordnet ist, so ist somit dieser als Hohlspiegel ausgebildet. Wenn zusätzlich zum ersten Endspiegel mindestens ein weiteres optisches Element im ersten Resonatorabschnitt angeordnet ist, so ist der erste Endspiegel und/oder mindestens eines der weiteren im ersten Resonatorabschnitt angeordneten optischen Elemente fokussierend ausgebildet. Eine solche Ausbildung ist üblich. Wenn bei einer solchen Ausbildung ausgehend von einem justierten Zustand mindestens eines der optischen Elemente des zweiten Resonatorabschnitts gegenüber seiner justierten Lage verkippt wird, so kommt es zu einer Veränderung der Stahllage des Lasermodes, d.h. der Strahlachse (=optische Achse) des Laserstrahls im Resonator. Die bei unterschiedlichen Verkippungen eines der optischen Elemente des zweiten Resonatorabschnitts und/oder bei Verkippungen von unterschiedlichen optischen Elementen des zweiten Resonatorabschnitts auftretenden Strahl-Achsen kreuzen sich hierbei in einem gemeinsamen Kreuzungspunkt, der zwischen zwei optischen Elementen des Resonators liegt, oder in zwei oder mehr Kreuzungspunkten, die jeweils zwischen zwei optischen Elementen des Resonators liegen. Das Lasermedium wird so angeordnet, dass dieser Kreuzungspunkt oder, im Fall von mehr als einem Kreuzungspunkt, einer dieser Kreuzungspunkte im Pumpbereich des Lasermediums oder nahe bei diesem liegt. Der Abstand des Kreuzungspunkts vom Pumpbereich ist hierbei jedenfalls kleiner als die Rayleighlänge, die dem Abschnitt des Laserstrahls zukommt, der zwischen dem Lasermedium und dem nächstgelegenen fokussierenden optischen Element des ersten Resonatorabschnitts (welches gegebenenfalls das einzige fokussierende optische Element des ersten Resonatorabschnitts sein kann) liegt.

[0015] Durch diese Anordnung des Lasermediums kommt es bei Verkippungen von optischen Elementen im zweiten Resonatorabschnitt an der Stelle des Pumpbereichs des Lasermediums zu keiner Verschiebung (wenn der Kreuzungspunkt im Pumpbereich liegt) oder nur zu einer geringfügigen Verschiebung (wenn der Kreuzungspunkt vom Pumpbereich einen kleinen Abstand aufweist) der Strahl-Achse gegenüber dem Pumpbereich, sondern nur zu einer Winkelveränderung der Strahl-Achse. Somit ist die Empfindlichkeit des Lasers im Hinblick auf seine Leistung gegenüber Verkippungen der im zweiten Resonatorabschnitt liegenden optischen Elemente praktisch auf Null reduziert worden. Nur die optischen Elemente des ersten Resonatorabschnitts sind in diesem Sinn justageempfindlich, wobei der erste Resonatorabschnitt beispielsweise nur den ersten Endspiegel als einziges optisches Element aufweisen kann.

[0016] Anstelle einer Verkippung oder zusätzlich hierzu kann eine Fehljustage eines optischen Elements auch eine transversale Verschiebung gegenüber seiner justierten Position aufweisen. Zu solchen kann es beispielsweise aufgrund von (thermischen) Verspannungen kommen. Bei flachen Spiegeln ändert sich die Strahllage dadurch nicht, jedoch bei gekrümmten Spiegeln oder bei Linsen, bei denen eine solche laterale Verschiebung als, gegebenenfalls zusätzlicher, Beitrag zur Verkippung darstellbar ist, der vom Krümmungsradius abhängt. Für eine Fehljustage im Sinne einer lateralen Verschiebung gilt für gekrümmte Spiegel und Linsen somit Analoges wie zuvor im Zusammenhang mit der Verkippung ausgeführt. Auch hier kommt es zu einer Veränderung der Strahl-Achse, wobei sich die unterschiedlichen Strahl-Achsen in mindestens einem Kreuzungspunkt schneiden, und zwar in dem bzw. den gleichen wie bei einer reinen Verkippung.

[0017] Die Strahl-Achse, die sich im justierten Zustand der optischen Elemente, also ohne Fehljustage ausbildet und somit die „ideale" optische Achse des Laserstrahls bzw. Lasermodes darstellt, wird im Folgenden als Mittelachse des Laserstrahls bezeichnet. Diese Mittelachse schneidet vorzugsweise die Hauptebene des jeweiligen optischen Elements am Schnittpunkt der Hauptebene dieses optischen Elements mit der Symmetrieachse dieses optischen Elements.

[0018] Als Verkippungen der optischen Elemente, um den mindestens einen Kreuzungspunkt 3/22 österreichisches Patentamt AT 510 116 B1 2012-06-15 zu bestimmen, werden vorzugsweise solche Verkippungen betrachtet, die ausgehend von der justierten Lage des jeweiligen optischen Elements um eine jeweilige Kippachse erfolgen, die rechtwinkelig zur Symmetrieachse des optischen Elements liegt und durch den Schnittpunkt der Hauptebene des optischen Elements mit seiner Symmetrieachse verläuft. Der Winkelbereich der Verkippungen liegt jedenfalls in den Grenzen, in denen sich der Lasermode noch ausbildet. Weiters liegt der Verkippungsbereich in den Grenzen, innerhalb von denen der Laserstrahl mit seinem gesamten Strahldurchmesser noch innerhalb der optischen Flächen der optischen Elemente liegt. Die optischen Flächen sind die mit dem Laserstrahl wechselwirkenden Flächen der optischen Elemente. Bei diesen kann es sich um reflektierende Flächen (von Spiegeln) als auch um Durchtrittsflächen (bei Linsen, falls solche vorhanden sind) als auch um eine Kombination hiervon (z.B. bei einem Auskoppelspiegel) handeln.

[0019] Wenn in der Praxis Verkippungen um andere Achsen als die zuvor erwähnte Kippachse Vorkommen, so können diese als eine Überlagerung einer Verkippung um die genannte Kippachse mit einer transversalen Verschiebung und einer Verschiebung in Richtung der Mittelachse betrachtet werden. Verschiebungen in Richtung der Mittelachse können im Allgemeinen näherungsweise unbetrachtet bleiben.

[0020] Auch beim Lasermedium handelt es sich um ein optisches Element mit optischen Flächen, welches den Laserstrahl beeinflusst. So wird vom Lasermedium eine thermische Linse gebildet (als optische Elemente des Resonators werden aber in dieser Schrift nur die zusätzlich zum Lasermedium vorhandenen optischen Elemente, die den Laserstrahl führen, angesehen).

[0021] Falls mehr als ein Kreuzungspunkt der Laserstrahlen vorhanden ist, wird der Pumpbereich des Lasermediums vorzugsweise in den oder nahe zu dem Kreuzungspunkt gelegt, der am nächsten beim ersten Endspiegel liegt. Es kann dadurch die Anzahl der justageempfindlichen optischen Elemente minimiert werden.

[0022] Gemäß der Erfindung ist der Radius des Laserstrahls (=Radius des Lasermodes) zumindest über den Abschnitt des Laserstrahls, der zwischen dem Lasermedium und dem nächstgelegenen fokussierenden optischen Element des ersten Resonatorabschnitts liegt, kleiner als das Fünffache, vorzugsweise kleiner als das Dreifache, besonders bevorzugt kleiner als das Doppelte, des Radius des Laserstrahls im Pumpbereich des Lasermediums. Es liegen also zumindest über diesen Abschnitt des Laserstrahls relativ kleine Änderungen des Strahlradius bzw. relativ kleine Divergenzen bzw. Konvergenzen des Laserstrahls vor. Es kann dadurch bei der erfindungsgemäßen Ausbildung auch die Kippempfindlichkeit von mindestens einem optischen Element des ersten Resonatorabschnitts, insbesondere des fokussierenden Elements des ersten Resonatorabschnitts oder eines der fokussierenden Elemente des ersten Resonatorabschnitts (vorzugsweise zumindest des dem Lasermedium nächstgelegenen) und/oder mindestens eines zusätzlich vorhandenen Faltspiegels des ersten Resonatorabschnitts verringert werden. In vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung ist der Radius des Laserstrahls im gesamten ersten Resonatorabschnitt kleiner als das Fünffache, vorzugsweise kleiner als das Dreifache, besonders bevorzugt kleiner als das Doppelte des Radius des Laserstrahls im Pumpbereich des Lasermediums.

[0023] Beispielsweise kann die auf die Leistung bezogene Kippempfindlichkeit bei einer Verkippung von 100 prad für alle optischen Elemente des ersten Resonatorabschnitts weniger als 5% betragen (die Kipp- bzw. Justageempfindlichkeit in Prozent ist weiter unten erläutert).

[0024] Günstigerweise beträgt bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Abstand des Pumpbereichs des Lasermediums vom fokussierenden optischen Element des ersten Resonatorabschnitts bzw., im Fall von mehreren fokussierenden optischen Elementen im ersten Resonatorabschnitt, vom nächstgelegenen fokussierenden optischen Element des ersten Resonatorabschnitts, weniger als der dreifache Wert der Rayleighlänge, die dem Abschnitt des Laserstrahls (bezogen auf seine tatsächlich ausgebildete oder interpolierte Strahltaille) zukommt, der zwischen dem Lasermedium und dem nächstgelegenen fokussierenden optischen Element des ersten Resonatorabschnitts liegt. Die interpolierte Strahltaille ist hierbei beispielsweise heranzuziehen, wenn der Laserstrahl vor Erreichen der Strahltaille bereits auf das Lasermedium auftrifft 4/22 österreichisches Patentamt AT 510 116 B1 2012-06-15 (wobei die Fokussierung durch die vom Lasermedium ausgebildete thermische Linse verändert wird). Der Abstand des Pumpbereichs des Lasermediums vom nächstgelegenen fokussierenden optischen Element wird hierbei, falls sich zwischen dem Lasermedium und diesem fokussierenden optischen Element ein planer Faltspiegel befindet, natürlich im entfalteten Zustand des Resonators bestimmt.

[0025] Der entfaltete Zustand des Resonators ergibt sich in bekannter Weise daraus, dass die z-Achse des Resonators, entlang der die Strahl-Achse des Laserstrahls im justierten Zustand der optischen Elemente verläuft, geradlinig dargestellt wird.

[0026] Als Radius des Laserstrahls bzw. Lasermodes wird der Abstand von der Strahl-Achse herangezogen, bei dem die Intensität des Laserstrahls auf einen Wert von 1/e2 (ca. 13,5%) sinkt. Der Durchmesser des Laserstrahls ist der doppelte Wert des Radius des Laserstrahls.

[0027] Die Länge des Pumpbereichs des Lasermediums, bezogen auf die Richtung der Mittelachse des Laserstrahls, vorzugsweise bezogen auf alle Strahl-Achsen bei Verkippungen von optischen Elementen, ist günstigerweise kürzer als der halbe Wert der Rayleighlänge, besonders bevorzugt kleiner als ein Fünftel des Werts der Rayleighlänge.

[0028] Günstigerweise befindet sich der Kreuzungspunkt, der im oder nahe beim Pumpbereich des Lasermediums liegt, zwischen dem ersten und dem zweiten Resonatorabschnitt.

[0029] Die Brennweite des fokussierenden optischen Elements des ersten Resonatorabschnitts bzw., im Fall von mehreren fokussierenden optischen Elementen im ersten Resonatorabschnitt, des dem Lasermedium nächstgelegenen fokussierenden optischen Elements im ersten Resonatorabschnitt, ist in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kleiner als 100mm, vorzugsweise kleiner als 50mm. Je nach Ausführungsform kann diese Brennweite auch kleiner als 20mm oder auch kleiner als 10mm sein, wobei auch Werte von weniger als 5mm möglich sind. Es werden somit günstigerweise relativ stark fokussierende optische Elemente eingesetzt, von denen das Lasermedium einen relativ geringen Abstand aufweist.

[0030] Wie bereits erwähnt ist der Resonator eines erfindungsgemäßen Lasers insbesondere gefaltet ausgebildet, also als sogenannte „verlängerte Kavität". Es ist hierbei zusätzlich zum ersten und zweiten Endspiegel mindestens ein den Laserstrahl umlenkender, insbesondere um mehr als 160°, Faltspiegel (Umlenkspiegel), vorhanden. Der Laserstrahl trifft auf diesen also unter einem Einfallswinkel von 0° bis 10° zur Oberflächennormalen auf die Hauptebene des Faltspiegels auf. Vorzugsweise sind mehrere solche Faltspiegel vorhanden, beispielsweise vier oder mehr. In vorteilhaften Ausführungsformen können auch mehr als zehn solcher Faltspiegel vorhanden sein.

[0031] Die entfaltete Länge des Resonators beträgt je nach Ausführungsform mehr als 1m, insbesondere mehr als 5m, wobei in anderen Ausführungsformen auch kürzere Resonatorlängen vorliegen können.

[0032] Die Länge des ersten Resonatorabschnitts ist in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kleiner als 200mm, vorzugsweise kleiner als 100mm. In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen ist diese Länge kleiner als 40mm, vorzugsweise kleiner als 20mm.

[0033] Bevorzugterweise ist die Länge des ersten Resonatorabschnitts kleiner als ein Fünftel der Länge des zweiten Resonatorabschnitts, besonders bevorzugt kleiner als ein Zehntel der Länge des zweiten Resonatorabschnitts. In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen ist die Länge des ersten Resonatorabschnitts kleiner als ein Fünfzigstel der Länge des zweiten Resonatorabschnitts.

[0034] Wenn von der Länge eines Resonatorabschnitts die Rede ist, so bezieht sich diese auf die Länge im entfalteten Zustand.

[0035] In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Laser als Pulslaser ausgebildet. Beispielsweise kann eine Modenkopplung vorgesehen sein, wobei die Pulsdauer insbesondere im Femtosekundenbereich oder Pikosekundenbereich liegen kann. In anderen Ausführungsformen können Güteschaltungen vorgesehen sein, wobei die Pulsdauer insbesondere im 5/22 österreichisches Patentamt AT510116B1 2012-06-15

Nanosekundenbereich liegen kann.

[0036] Bei der Ausbildung als Pulslaser ist die örtliche Länge des Pulses günstigerweise kleiner als die entfaltete Resonatorlänge, vorzugsweise kleiner als ein Zehntel der entfalteten Resonatorlänge.

[0037] Für die Pulswiederholrate sind in vielen Ausführungsformen Werte von weniger als 150 MHz günstig, wobei die entfaltete Länge des Resonators entsprechend größer als 1m ist. Vorteilhafte Ausbildungen sehen Pulswiederholraten von weniger als 50 MHz, also Resonatorlängen von mehr als 3m vor. Bei Ausbildungen von Pulswiederholraten von weniger als 30 MHz ist die Resonatorlänge entsprechend größer als 5m. Gerade bei langen Resonatoren mit vielen Faltspiegeln sind verringerte Kippempfindlichkeiten von besonderer Bedeutung.

[0038] Zur Berechnung der Verschiebung und Winkelabweichung der Strahl-Achse des Laserstrahls (r, r') bei einer Verkippung eines optischen Elements gegenüber der Mittelachse bzw. idealen Achse (ohne Verkippungen) kann die Berechnungsmethode herangezogen werden, wie sie beispielsweise von Siegman Anthony E.: „Lasers", University Science Books 1986, Seiten 607-614 dargestellt wird. Dort wird eine Erweiterung der bekannten ABCD-Matrizenrechenme-thode zur Berechnung von Laserkavitäten auf die sogenannte ABCDEF-Rechenmethode beschrieben. Durch diese kann die Kippempfindlichkeit von Resonatoren mittels des Matrix-Elementes „F" berechnet werden. Hierzu wird im Resonator an der Stelle eines betrachteten optischen Elements, für das die Kippempfindlichkeit bestimmt werden soll, ein zusätzliches fiktives Verkippungselement eingefügt. Wenn das betrachtete optische Element ein Faltspiegel ist und die Auswirkung einer Verkippung des Faltspiegels um 100 prad ermittelt werden soll, so hat das Verkippungselement eine 3x3-Matrix mit folgenden Werten ABCDEF (100 prad) = {A, B, E; C, D, F; 0, 0, 1} = {1, 0, 0; 0, 1, 2e-4; 0, 0, 1}. Es ist hier berücksichtigt, dass es durch die Verkippung des Faltspiegels um 100 prad zu einer Verkippung der optischen Achse um 200 prad kommt, sodass in der Matrix des Verkippungselements dem Winkelverkippungswert F ein Wert von 2e-4 zugewiesen ist. Bei der Betrachtung der Verkippung einer Linse um 100 prad würde als Verkippungswert F = 1 e-4 angesetzt werden.

[0039] Zur Berechnung der Anfangskoordinaten für die optische Achse des Laserstrahls beim ersten Endspiegel mit einem an der Stelle Z im Resonator eingefügten Verkippungselement ABCDEF (100 prad) wird eine Eigenvektorberechnung durchgeführt. Es werden die Anfangskoordinaten (r0, r'0) berechnet, bei denen diese Anfangskoordinaten der Strahl-Achse in einem Resonatorumlauf wieder „in sich selbst" abgebildet werden. Zur Berechnung wird der Vektor (r, r', 1) herangezogen, wobei r die transversale Verschiebung der Laser-Achse und r' ihre Neigung gegenüber der Mittelachse darstellt. Wenn es keine Verkippungen von optischen Elementen gibt, also alle Elemente F jeweils 0 sind, ist (r0, r'0) = (0, 0).

[0040] Aus der Forderung der Abbildung der Anfangskoordinaten der optischen Achse nach einem Resonatorumlauf „in sich selbst" folgt, dass alle sich bei unterschiedlichen Verkippungen ausbildenden Strahl-Achsen des Laserstrahls rechtwinkelig auf der optischen Fläche des ersten Endspiegels stehen müssen (dies gilt auch für den zweiten Endspiegel).

[0041] Die Propagation der Strahl-Achse durch den Resonator, ausgehend von den Anfangskoordinaten, wird berechnet, indem jedes einzelne optische Element, d.h. seine zugehörige ABCDEF-Matrix mit dem Vektor (r, r', 1) multipliziert wird. Es wird dadurch bei jedem optischen Element an einer gegebenen Stelle z im Resonator die Abweichung r, r' der Strahl-Achse von der Mittelachse (also ohne Verkippung eines optischen Elements) erhalten. Es wird somit der Verlauf der „Eigenachse" (r, r') für eine gegebene Verkippung eines der optischen Elemente über den gesamten Resonator erhalten.

[0042] Aus der Abweichung (rmed, rmed') der Strahl-Achse des Laserstrahls an der Stelle des Lasermediums, wenn eines der optischen Elemente verkippt ist, beispielsweise um 100 prad, kann der Effekt dieser Verkippung auf die Leistung des Lasers ermittelt werden. So gibt insbesondere der Wert rmeci die Verschiebung der Strahl-Achse beim Lasermedium gegenüber dem justierten bzw. optimalen Zustand an (dieser justierte Zustand wäre mit rmeci = 0 gegeben). Das 6/22 österreichisches Patentamt AT 510 116 B1 2012-06-15

Verhältnis der Verschiebung rmed der Strahl-Achse gegenüber dem Strahlradius (Modenradius) wmed beim Lasermedium, auf den der Radius des Pumpbereichs abgestimmt ist, kann als quantitatives Maß für die Kippempfindlichkeit bzw. Justageempfindlichkeit des Laserresonators für die Verkippung des betrachteten optischen Elements um 100 prad herangezogen werden, wobei die Justageempfindlichkeit in % angegeben wird. Werte von 10% und darüber ergeben in der Regel eine spürbare Kippempfindlichkeit, Werte deutlich darüber eine unerwünscht hohe Kippempfindlichkeit.

[0043] Der Berechnung ist die paraxiale Näherung zugrunde gelegt. Der Strahlgang innerhalb des Laserresonators ist zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, als Freistrahloptik ausgebildet, also zwischen den optischen Elementen nicht in einem Wellenleiter (aus einem anderen Medium als Luft) geführt.

[0044] Zuvor wurde nur die Verkippung eines der optischen Elemente betrachtet. Der Wert E in der ABCDEF-Matrix für die Fehljustage eines optischen Elements im Sinne einer transversalen Verschiebung wurde mit 0 angesetzt. Die Berechnung kann in analoger Weise für die transversale Verschiebung eines betrachteten optischen Elements herangezogen werden, wobei dem Matrix-Element „E" ein entsprechender Wert zugewiesen wird. Für optische Elemente mit gekrümmten Oberflächen (gekrümmten Spiegeln und Linsen) kann stattdessen näherungsweise eine (zusätzliche) Verkippung des optischen Elements angesetzt werden.

[0045] Die Strahllageparameter des ausgekoppelten Ausgangsstrahls des Lasers können von Interesse sein, da ein Laser üblicherweise in ein optisches Anwendungssystem integriert ist, das Toleranzen für den ankommenden Laserstrahl in seiner Lage (Position und Winkel an einer definierten Stelle) hat. Neben der Auswirkung der Verkippung (und/oder transversalen Verschiebung) eines optischen Elements auf die Leistung des Lasers ist somit auch von Interesse, inwieweit es bei einer Verkippung (und/oder transversalen Verschiebung) eines optischen Elements zu einer transversalen Verschiebung und/oder Winkelabweichung der Strahl-Achse am Auskoppelelement des Lasers kommt. Dies lässt sich mit der selben Methode, nämlich mittels Propagation des Anfangswertes der Strahl-Achse (r0, r'0) durch den Resonator mit Hilfe der ABCDEF-Matrizenrechnung bis hin zum Auskoppler berechnen (sofern der Auskoppler nicht ohnehin gleich dem Anfang des Resonators entspricht).

[0046] Um die Empfindlichkeit der transversalen Verschiebung und/oder Winkelabweichung der Strahl-Achse am Auskoppler zu verringern, ist es bevorzugt, mindestens zwei optische Elemente des Resonators, die bei einer gleichsinnigen Verkippung entgegengesetzte Auswirkungen auf die transversalen Verschiebung und/oder Winkelabweichung der Strahl-Achse am Auskoppler haben, wobei sich diese beiden optischen Elemente an unterschiedlichen Stellen z im Resonator befinden, einstückig miteinander auszubilden oder starr miteinander zu verbinden und gemeinsam an einem Trägerteil des Resonators zu montieren. Insbesondere kann es sich bei diesen beiden optischen Elementen um zwei Faltspiegel handeln. Zwischen diesen beiden einstückig miteinander ausgebildeten oder starr miteinander verbundenen und gemeinsam montierten Faltspiegeln befindet sich somit mindestens ein weiterer Faltspiegel.

[0047] Im Falle der einstückigen Ausbildung befinden sich die optischen Flächen der beiden optischen Elemente an einem gemeinsamen Basiskörper. Im Falle der starren Verbindung der beiden optischen Elemente befinden sich die optischen Flächen der beiden optischen Elemente an unterschiedlichen, starr miteinander verbundenen Körpern, die über eine gemeinsame Halterung an einem Trägerteil des Resonators montiert sind, wobei sie vorzugsweise gemeinsam justierbar sind. Am Trägerteil sind zumindest ein Teil der weiteren optischen Elemente ebenfalls des Resonators montiert, und zwar über separate Halterungen.

[0048] Wenn die beiden einstückig miteinander ausgebildeten oder starr miteinander verbundenen optischen Elemente bei einer gleichsinnigen Verkippung entgegengesetzte Auswirkungen auf die Verschiebung und/oder Winkelabweichung bei einem anderen der optischen Elemente des Resonators haben, so können durch eine solche einstückige Ausbildung oder starre Verbindung von zwei optischen Elementen die bei einer Verkippung dieser optischen Elemente sich ergebende Verschiebung und/oder Winkelabweichung der Strahl-Achse bei diesem ande- 7/22 österreichisches Patentamt AT 510 116 B1 2012-06-15 ren optischen Element verringert werden. Beispielsweise kann eine Verringerung der Veränderung der Neigung des Ausgangsstrahls von Bedeutung sein. Es wird also die Verschiebung und/oder die Winkelabweichung der Strahl-Achse bei einem optischen Element des Lasers verringert, welches gegenüber einer solchen Verschiebung und/oder Winkelabweichung sensitiv ist. Beispielsweise könnte dieses optische Element, das empfindlich insbesondere gegenüber einer Verschiebung ist, ein akkustooptischer oder elektrooptischer Modulator sein.

[0049] In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die optischen Flächen der beiden einstückig miteinander ausgebildeten oder starr miteinander verbundenen optischen Elemente gekrümmt und weisen unterschiedliche Krümmungszentren und/oder Krümmungsradien auf oder eben und liegen in winklig zueinander stehenden Ebenen oder ist die optische Fläche eines dieser beiden optischen Elemente gekrümmt und die optische Fläche des anderen dieser beiden optischen Elemente eben.

[0050] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. In dieser zeigen: [0051] Fig. 1 [0052] Fig. 2 [0053] Fig. 3 [0054] Fig. 4 [0055] Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Laseranordnung nach dem Stand der Technik; eine Darstellung des Strahlradius (Modenradius) und der optischen Elemente des Resonators, im entfalteten Zustand, gemäß einer zweiten Ausführungsform nach dem Stand der Technik; eine schematische Prinzipdarstellung einer Laseranordnung gemäße einer möglichen Ausführungsform der Erfindung; eine schematische Darstellung einer konkreten Laseranordnung gemäße einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; die Darstellung des Strahlradius für die Ausführungsform von Fig. 4, im entfalteten Zustand des Resonators; [0056] Fig. 6 und 7 Darstellungen analog Fig. 4 und 5 für ein zweites konkretes Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung; [0057] Fig. 8 eine Prinzipdarstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der

Erfindung; [0058] Fig. 9 und 10 Darstellungen analog Fig. 4 und 5 für ein drittes konkretes Ausführungs beispiel der Erfindung; [0059] Fig. 11 einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 10; [0060] Fig. 12 und 13 schematische Ausführungsbeispiele für zwei gekoppelte optische Ele mente des Resonators.

[0061] Eine Laseranordnung nach dem Stand der Technik entsprechend dem bereits erwähnten Artikel F. Brunner et al., „Diode-pumped femtosecond Yb:KGd(W04)2 laser with 1.1-W average power", OPTICS LETTERS, 2000, Vol. 25(15), 1119-1121 ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. In einem stehende-Wellen-Resonator ist ein Lasermedium 4 in Form von Yb:KGW angeordnet. Die Laseranordnung umfasst einen Resonator mit einem ersten Endspiegel 1, der zur Ausübung einer mode-locking-Funktion als SESAM-Spiegel ausgebildet ist. Der Resonator umfasst weiters einen zweiten Endspiegel 2, der hier durch eine teildurchlässige Ausbildung als Auskoppler für den Ausgangsstrahl 3 des Lasers ausgebildet ist. Zwischen dem ersten Endspiegel 1 und dem Lasermedium 4 sind als weitere optische Elemente Faltspiegel 5, 6 in Form von sphärischen Hohlspiegeln mit Krümmungsradien von 200mm angeordnet. Der Faltspiegel 6 ist hierbei als dichroitischer Spiegel ausgebildet und durch diesen hindurch erfolgt das Pumpen des Lasermediums 4. Hierzu dient eine Laserdiode 7, deren Strahl durch optische Elemente 8, 9, 10 und durch den Faltspiegel 6 hindurch in das Lasermedium 4 geführt wird. Zwischen dem zweiten Endspiegel 2 und dem Lasermedium 4 sind ein Faltspiegel 11, Prismen 12, 13 und eine Blende 14 angeordnet. Durch den Faltspiegel 11 erfolgt in analoger Weise wie durch den Falt- 8/22 österreichisches Patentamt AT 510 116 B1 2012-06-15

Spiegel 6 ein optisches Pumpen des Lasermediums 4 mittels einer zweiten Laserdiode 7 und optischen Elementen 8, 9, 10.

[0062] Bei der in Fig. 2 anhand des Strahldurchmessers der entfalteten Kavität und der darunter schematisch eingezeichneten zugehörigen optischen Elemente dargestellten weiteren Ausführungsform nach dem Stand der Technik wird als Lasermedium 15 Ti:Saphir eingesetzt. Der Resonator, in dem das Lasermedium 15 angeordnet ist, umfasst einen planen ersten Endspiegel 16, der als Auskoppler für den Laserstrahl dient, einen planen zweiten Endspiegel 17, der zur Modenkopplung als SESAM-Spiegel ausgeführt ist, und zwischen dem ersten Endspiegel 16 und dem Lasermedium 15 angeordnete Faltspiegel 18, 19, von denen der Faltspiegel 18 plan ist und der Faltspiegel 19 ein Hohlspiegel mit einem Krümmungsradius von 300mm ist, sowie zwischen dem Lasermedium 15 und dem zweiten Endspiegel 17 angeordnete Faltspiegel 20, 21, 22, von denen der Faltspiegel 20 ein Hohlspiegel mit einem Krümmungsradius von 300mm ist, der Faltspiegel 21 ein planer Spiegel ist und der Faltspiegel 22 ein Hohlspiegel mit einem Krümmungsradius von 200mm ist. Die Abstände der optischen Elemente 16-22 des Resonators und die Position des Lasermediums 15 im Resonator können aus Fig. 2 entnommen werden, da ihre Positionen auf der Ordinate (=z-Achse, die den Abstand vom ersten Endspiegel 16 im entfalteten Zustand des Resonators angibt), deren Skala in mm angegeben ist, eingezeichnet sind. Der Abstand zwischen dem Lasermedium 15 und den benachbarten Faltspiegeln 19, 20 beträgt jeweils 160mm. Das Lasermedium 15 besitzt eine Dicke von 1mm. Die Abszisse gibt den Radius des Laserstrahls in pm an (oben tangential, unten sagittal). Der Radius des Laserstrahls über den Verlauf der z-Achse ist eingezeichnet.

[0063] Aus Fig. 2 wird deutlich, dass der Laserstrahl am Ort des Lasermediums eine ausgeprägte Einschnürung aufweist, die durch die Verwendung der gekrümmten Faltspiegel 19, 20 bewerkstelligt wird, deren Krümmungsradius jeweils 300mm beträgt. Bei den beiden Hohlspiegeln 19, 20 ist der Modenradius mehr als zehnmal so groß als beim Lasermedium 15.

[0064] Fig. 3 zeigt eine Prinzipdarstellung einer ersten möglichen Ausführungsform der Erfindung. Der Laser weist das aktive Lasermedium 15 auf. Insbesondere handelt es sich um einen Festkörperlaser. Beispielsweise kann es sich beim Lasermedium 23 um Yb:KYW (mit z.B. 5% Yb-Dotierung) oder auch um andere mit Ytterbium dotierte Wolframate, wie z.B. Yb:KGW handeln. Das Lasermedium 23 ist in einem Stehende-Wellen-Resonator angeordnet, der einen ersten Endspiegel 24 und einen zweiten Endspiegel 25 umfasst. Bei dieser Ausführungsform ist der ersten Endspiegel 24 das einzige fokussierende optische Element des ersten Resonatorabschnitts 26. Andere optische Elemente, beispielsweise ein oder mehrere plane Faltspiegel könnten aber zwischen dem ersten Endspiegel 24 und dem Lasermedium 23 angeordnet sein.

[0065] Der zweite Resonatorabschnitt 27 umfasst neben dem zweiten Endspiegel 25 weitere optische Elemente. Diese sind hier in ihrer Gesamtheit durch die ABCD-Matrix 28 des Gesamtsystems dieser optischen Elemente symbolisiert. Diese weiteren optischen Elemente des zweiten Resonatorabschnitts 27 können beispielsweise von einem oder mehreren Faltspiegeln gebildet werden oder solche Faltspiegel umfassen.

[0066] Die Auskopplung des in Fig. 3 strichliert angedeuteten Ausgangsstrahls 29 kann beispielsweise durch den ersten Endspiegel 24 erfolgen. Auch eine Auskopplung durch den zweiten Endspiegel 25 oder durch ein anderes der optischen Elemente des Resonators ist möglich.

[0067] Das Pumpen des Lasermediums 23 ist in Fig. 3 nicht dargestellt. Beispielsweise könnte dieses durch den ersten Endspiegel 24 erfolgen, der zu diesem Zweck dichroitisch ausgebildet ist (die Auskopplung würde dann bei einem anderen optischen Element erfolgen). Konkrete Beispiele für das Pumpen sind weiter unten beschrieben.

[0068] Vorzugsweise handelt es sich um einen gepulsten Laser. Die Pulswiederholungsrate kann relativ niedrig sein, beispielsweise unter 30 MHz liegen, was zu einer entsprechend großen Baulänge des Resonators und einer entsprechenden Anzahl von Faltspiegeln führt, um dennoch eine kompakte Ausbildung zu erreichen, z.B. mit vier oder mehr Faltspiegeln. Insbesondere kann der Laser als modengekoppelter Laser ausgebildet sein. Um eine Modenkopp- 9/22 österreichisches Patentamt AT 510 116 B1 2012-06-15 lung zu erreichen, kann ein sättigbarer Absorber vorgesehen sein, beispielsweise einer der Endspiegel oder einer der Faltspiegel als sättigbarer Absorberspiegel, wie SESAM-Spiegel ausgebildet sein. Auch andere passive Modenkopplungen, wie durch den Kerr-Linsen-Effekt, oder aktive Modenkopplungen durch akustooptische Modulatoren oder elektrooptische Modulatoren wie die Pockels-Zelle können vorgesehen sein.

[0069] Wenn kurze Pulsdauern erwünscht sind, insbesondere im Pikosekundenbereich oder kürzer, wird mindestens einer der Spiegel des Resonators mit einer negativen Gruppengeschwindigkeitsdispersion ausgebildet.

[0070] Ein gepulster Laser, insbesondere mit Pulsdauern im Nanosekundenbereich, könnte stattdessen durch eine Güteschaltung erreicht werden. Weiters könnte der Laser auch kontinuierlich betrieben sein, also als Dauerstrichlaser.

[0071] Wenn die optischen Elemente des Resonators ihre idealen Lagen (= „justierte Lagen") aufweisen, also kein Misalignment in Form einer Verkippung und/oder transversale Verschiebung vorliegt, so ergibt sich für die Strahl-Achse 30 (= optische Achse) des Laserstrahls bzw. Lasermodes die in Fig. 3 als durchgehende Linie angedeutete Mittelachse. Bei einer Verkippung eines oder mehrerer der optischen Elemente im zweiten Resonatorabschnitt 27 kommt es zu Abweichungen von dieser Mittelachse. Einige solche abweichende Strahl-Achsen 30' sind in Fig. 3 durch strichlierte Linien angedeutet. An jeder Stelle z (=Abstand vom ersten Endspiegel 24 bzw. von dessen Mittelebene bezogen auf den entfalteten Zustand des Resonators), liegt ein Abstand (r) der bei einer Verkippung sich ergebenden Strahl-Achse 30' von der Mittelachse 30 und ein Winkel (r') gegenüber dieser vor. Da die Strahl-Achsen sich ausbildender Lasermoden rechtwinkelig auf der optischen Fläche des ersten Endspiegels 24 stehen müssen, kreuzen sich die Strahl-Achsen 30, 30' in einem gemeinsamen Kreuzungspunkt 31. Das Lasermedium 23 ist so angeordnet, dass dieser Kreuzungspunkt 31 im Pumpbereich des Lasermediums 23 zu liegen kommt, hier also in einem Abstand vom ersten Endspiegel 24 angeordnet ist, der gleich dem Krümmungsradius des ersten Endspiegels 24 ist. Bei einer transversalen Verschiebung eines der optischen Elemente bleibt entweder die Strahl-Achse 30 unverändert (bei einer Verschiebung eines planen Spiegels) oder diese Verschiebung führt zu einer abweichenden Strahl-Achse 30', die ebenfalls durch den Kreuzungspunkt 31 führt. Somit ist die auf die Laserleistung sich beziehende Empfindlichkeit bei einer Verkippung und/oder Verschiebung jener Elemente, die sich im zweiten Resonatorabschnitt 27 befinden auf 0 reduziert worden.

[0072] Eine geringe Empfindlichkeit kann auch durch eine Anordnung des Pumpbereichs des Lasermediums 23 nahe beim Kreuzungspunkt 31 erreicht werden, wobei der Abstand vom Kreuzungspunkt 31 kleiner als die Rayleighlänge ist, die dem Abschnitt des Laserstrahls zukommt, der zwischen dem Lasermedium 23 und dem nächstgelegenen fokussierenden optischen Element des ersten Resonatorabschnitts, dies ist hier der erste Endspiegel 24, liegt.

[0073] Eine Verkippung oder transversale Verschiebung eines oder mehrerer der zwischen dem zweiten Endspiegel 25 und dem Lasermedium 23 liegenden optischen Elemente kann durch eine ABCDEF-Matrix des Gesamtsystems dieser optischen Elemente dargestellt werden.

[0074] Das System ABCD wird vom Fachmann entsprechend den gewünschten Eigenschaften gewählt wie z.B. Länge des Resonators, Anzahl und Position von Faltspiegeln zwecks Kompak-tisierung, gewünschter Strahlradius w im Lasermedium, gewünschter Strahlquerschnitt beim zweiten Endspiegel 25 (insbesondere wenn dieser z.B. eine Mode-Locking-Funktion ausübt wie z.B. ein SESAM-Spiegel), Krümmungsradius des ersten Endspiegels usw.. Für den zweiten Endspiegel 25 kann anstelle eines planen Spiegels auch ein Hohlspiegel eingesetzt werden.

[0075] Üblicherweise wird die Größe des Pumpbereichs des Lasermediums 23 an den Strahldurchmesser des Lasermodes in der Art angepasst, dass die jeweiligen Strahldurchmesser am Ort des Lasermediums ungefähr gleich sind. Das Optimum wird im Experiment ermittelt. Bei einem Strahldurchmesser des Lasermodes von 200 pm (d.h. Radius w = 100 pm) im Lasermedium 23 kann es ein guter Ansatz sein, den Pumpstrahldurchmesser im Lasermedium ebenfalls auf ca. 200 pm auszulegen. Dies ist im konkreten Aufbau beispielsweise dadurch erreichbar, 10/22 österreichisches Patentamt AT 510 116 B1 2012-06-15 indem das Licht einer handelsüblichen, fasergekoppelten Pumplaserdiode mit einem Kerndurchmesser von 200 pm und einer numerischen Apertur von 0,22 mit einer einfachen 1:1 -Abbildung in das Lasermedium abgebildet wird, z.B. mit zwei Linsen gleicher Fokuslänge, wovon die erste die Funktion der Kolimation und die zweite die Funktion der Re-Fokussierung übernimmt.

[0076] Die Verkippungen, die zu von der Mittelachse 30 abweichenden Strahl-Achsen 30' führen, können beispielsweise bei +/-100 prad und/oder +/- 200 prad und/oder +/- 300 prad liegen.

[0077] Der Radius des Laserstrahls im ersten Resonatorabschnitt 26 beträgt jedenfalls weniger als den Fünffachen Wert des Radius des Laserstrahls im Pumpbereich des Lasermediums, vorzugweise weniger als das Dreifache.

[0078] Ein konkretes Ausführungsbeispiel für einen Aufbau entsprechend der Prinzipdarstellung von Fig. 3 ist schematisch in Fig. 4 dargestellt. Der erste Endspiegel 24 wird von einem Hohlspiegel mit einem Krümmungsradius von 25mm gebildet. Der Abstand des Lasermediums 23 vom ersten Endspiegel 24 (bezogen auf den entfalteten Zustand) ist gleich dem Krümmungsradius des ersten Endspiegels 24, im vorliegenden Ausführungsbeispiel also 25mm. Zwischen dem ersten Endspiegel 24 und dem Lasermedium 23 befindet sich weiters ein planer, dichroitisch beschichteter Faltspiegel 32, der den Pumpeinkoppelspiegel darstellt. Das Pumpen erfolgt in der zuvor beschriebenen Weise mittels einer Laserdiode 33 und den beiden Linsen 34, 35. Das Lasermedium wird beispielsweise von: KYW mit z.B. 5% Yb-Dotierung gebildet. Beispielsweise kann das Lasermedium eine Dicke von 1mm (in z-Richtung gemessen) aufweisen.

[0079] Der erste Endspiegel 24 und der Faltspiegel 32 bilden zusammen den ersten Resonatorabschnitt.

[0080] Der zweite Endspiegel 25 wird von einem planen Spiegel gebildet, gegebenenfalls von einem SESAM-Spiegel zur Modenkopplung. Zwischen dem Lasermedium 23 und dem zweiten Endspiegel 25 dienen Faltspiegel 36-39 zur Faltung des Laserstrahls. Der Faltspiegel 36 ist im Abstand von 182mm vom Lasermedium 32 angeordnet und weist einen Krümmungsradius von 400mm auf. Der Faltspiegel 37 ist im Abstand von 400mm vom Faltspiegel 36 angeordnet und weist einen Krümmungsradius von 400mm auf. Der Faltspiegel 38 ist im Abstand von 400mm vom Faltspiegel 37 angeordnet und weist einen Krümmungsradius von 400mm auf. Der Faltspiegel 39 ist im Abstand von 400mm vom Faltspiegel 38 angeordnet und weist einen Krümmungsradius von 800mm auf. Der zweite Endspiegel 25 ist im Abstand von 400mm vom Faltspiegel 39 angeordnet.

[0081] Die Gesamtlänge des Resonators beträgt für die einfache Strecke 1809mm, für den Umlauf 3618mm. Die Umlaufzeit beträgt somit ca. 12 ms, was (bei Modenkopplung) zu einer Pulswiederholrate von 82,9 MHz führt.

[0082] Dieser Resonator hat einen Strahlradius von ca. 100 pm am Ort des Lasermediums.

[0083] Der Laser kann beispielsweise in ein Gehäuse mit einer Länge von 450mm und einer Breite von 71mm eingebaut werden.

[0084] Der Faltspiegel 32 könnte entfallen und es könnte direkt durch den ersten Endspiegel 24 hindurch gepumpt werden, wenn dieser dichroitisch reflektierend beschichtet ist, also hochreflektierend bei 1040 nm und gleichzeitig hochtransmittierend für die bei Yb:KYW übliche Pumpwellenlänge von 981 nm. Die Auskopplung des Ausgangsstrahls 22 könnte dann beispielsweise beim zweiten Endspiegel 25 erfolgen. Die Modenkopplung könnte dann von einem der anderen optischen Elemente realisiert werden.

[0085] Die Faltspiegel 36, 38 und die Faltspiegel 37, 39 sind vorteilhaftenweise miteinander gekoppelt, wie weiter unten noch genauer erläutert wird.

[0086] Fig. 5 zeigt eine zu Fig. 2 analoge Darstellung des Radius des Laserstrahls in pm gemessen in Abhängigkeit vom Abstand vom ersten Endspiegel 24 (bezogen auf den entfalteten Zustand des Resonators), also in z-Richtung. Die Stellen, an denen die optischen Elemente und das Lasermedium angeordnet sind, sind durch strichlierte Linien gekennzeichnet und diese sind 11 /22 österreichisches Patentamt AT 510 116 B1 2012-06-15 mit den Bezugszeichen dieser Elemente bezeichnet. Die ersten und zweiten Resonatorabschnitte 26, 27 sind ebenfalls angedeutet.

[0087] Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist der Radius des Laserstrahls in diesem Ausführungsbeispiel im gesamten ersten Resonatorabschnitt kleiner als der Radius des Laserstrahls im Lasermedium.

[0088] Die Fig. 6 und 7 zeigen zu den Fig. 4 und 5 analoge Darstellungen für ein zweites konkretes Ausführungsbeispiel. Analoge Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der erste Endspiegel weist hier einen Krümmungsradius von 6,5mm auf und der Abstand des Lasermediums 23 vom ersten Endspiegel beträgt entsprechend 6,5mm. Das Lasermedium 23 entspricht dem des ersten Ausführungsbeispiels. Das Pumpen des Lasermediums erfolgt in der zuvor beschriebenen Weise, hier direkt durch den ersten Endspiegel 24 hindurch. Der Faltspiegel 36 weist einen Krümmungsradius von 100mm auf und befindet sich im Abstand von 48mm vom Lasermedium 23. Der Faltspiegel 37 besitzt einen Krümmungsradius von 400mm und befindet sich im Abstand von 400mm vom Faltspiegel 36. Der Faltspiegel 38 weist einen Krümmungsradius von 400mm auf und befindet sich im Abstand von 400mm vom Faltspiegel 37. Der Faltspiegel 39 weist einen Krümmungsradius von 800mm auf und befindet sich im Abstand von 400mm vom Faltspiegel 38. Der zweite Endspiegel 25 ist plan ausgebildet und befindet sich im Abstand von 400mm vom Faltspiegel 39.

[0089] Der zweite Endspiegel 25 kann als Auskoppler für den (hier nicht dargestellten) Ausgangsstrahl dienen. Eine Modenkopplung könnte dann von einem anderen optischen Element übernommen werden. Andererseits könnte der zweite Endspiegel 25 auch als Modenkoppler ausgebildet sein, wobei ein anderes optisches Element den Auskoppler für den Ausgangsstrahl bildet.

[0090] Der Strahlradius im Lasermedium beträgt hier ca. 35-40 pm.

[0091] In einem weiteren konkreten Ausführungsbeispiel könnte auch ein größerer Strahlradius im Lasermedium, beispielsweise von 170 pm erreicht werden. Hierzu könnte der erste Endspiegel 24 einen Krümmungsradius von 75mm aufweisen und das Lasermedium 23 somit im Abstand von 75mm vom ersten Endspiegel angeordnet sein. Der Faltspiegel 36 könnte im Abstand von 136mm vom Lasermedium 23 angeordnet sein und einen Krümmungsradius von 400mm aufweisen. Die Faltspiegel 37-39 und der zweite Endspiegel 25 könnten entsprechend dem ersten und zweiten konkreten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein und die dort angegebenen Abstände zueinander bzw. vom Faltspiegel 36 aufweisen. Eine solche Ausbildung würde sich beispielsweise für die Betriebsart eines regenerativen Verstärkers eignen, bei welcher höhere Energien und Spitzenleistungen vorherrschen, sodass die optische Zerstörschwelle ein Problem darstellen kann.

[0092] Fig. 8 zeigt eine Prinzipdarstellung einer weiteren möglichen prinzipiellen Ausführungsform. Es ist hier als erster Endspiegel 24' ein planer Spiegel eingesetzt und zwischen dem ersten Endspiegel 24' und dem Lasermedium 23 befindet sich als weiteres optisches Element des ersten Resonatorabschnitts 26 ein fokussierendes optisches Element, beispielsweise in Form eines Hohlspiegels. Der zweite Resonatorabschnitt 27 weist als optische Elemente den zweiten Endspiegel 25 und weitere, hier zu einer gemeinsamen ABCD-Matrix 28 zusammengefasste optische Elemente auf. Die Strahlachse 30, welche die Mittelachse ohne ein Misalign-ment von optischen Elementen des zweiten Resonatorabschnitts 27 darstellt, ist wiederum als durchgehende Linie dargestellt. Für die bei einem Misalignment sich ausbildenden Strahl-Achsen 30' gilt wiederum die Bedingung, dass diese rechtwinkelig auf der optischen Fläche des ersten Endspiegels 24' stehen. Ein Kreuzungspunkt 31 der Strahl-Achsen 30, 30' liegt daher am Fokus des optischen Elements 40 vor und das Lasermedium 23 bzw. dessen Pumpbereich wird dort angeordnet. Wiederum könnte das Lasermedium 23 auch vom Kreuzungspunkt 31 beab-standet sein, wobei der Abstand weniger als die Rayleighlänge beträgt.

[0093] Ein konkretes Ausführungsbeispiel für die in Fig. 8 dargestellte prinzipielle Ausführungsform ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Es handelt sich um zu den Fig. 4 und 5 analoge Dar- 12/22 österreichisches Patentamt AT 510 116 B1 2012-06-15

Stellungen.

[0094] Im Abstand (von beispielsweise 40mm) vom planen ersten Endspiegel 24' befindet sich das von einem Hohlspiegel mit einem Krümmungsradius von 150mm gebildete optische Element 40. Im Abstand von 75mm hiervon, also dem halben Krümmungsradius, befindet sich das Lasermedium 23. Dieses entspricht dem des ersten Ausführungsbeispiels. Das Pumpen kann durch das optische Element 40 hindurch in der bereits beschriebenen Weise erfolgen, wobei dieses optische Element 40 als dichroitischer Spiegel ausgebildet ist. Im Abstand von 100mm vom Lasermedium befindet sich der Faltspiegel 36, der einen Krümmungsradius von 400mm aufweist. Die Faltspiegel 37-39 und der zweite Endspiegel 25 und ihre Abstände zueinander bzw. zum Faltspiegel 36 sind gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.

[0095] Der Modenradius im Lasermedium beträgt hier 183 pm.

[0096] Zwischen dem ersten Endspiegel 24' und dem optischen Element 40 und/oder zwischen dem optischen Element 40 und dem Lasermedium 4 könnte ein Faltspiegel angeordnet sein.

[0097] Fig. 11 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts von Fig. 10. Daraus ist besonders deutlich ersichtlich, dass der Laserstrahl zwischen dem Lasermedium 23 und dem benachbarten fokussierenden optischen Element 40 des ersten Resonatorabschnitts 26 ohne stark zu divergieren verläuft. Der Strahlradius bzw. Modenradius bleibt in diesem Ausführungsbeispiel jedenfalls im Bereich des zweifachen Wertes des Strahlradius vom Ort des Lasermediums 23. Aus Fig. 11 ist auch ersichtlich, dass bei einer erfindungsgemäßen Ausbildung die Strahltaille (=Einschnürung) 41 (die vom fokussierenden optischen Element ausgebildet wird) sich nicht notwendigerweise am Ort des Lasermediums 23 befindet.

[0098] Zusätzlich zu den in Fig. 3 und Fig. 8 dargestellten Ausführungsformen sind weitere prinzipielle Ausführungsformen möglich, wobei im ersten Resonatorabschnitt 26 auch mehr als ein fokussierendes optisches Element vorgesehen sein könnte (wobei sich mehr als ein Kreuzungspunkt der Strahl-Achsen 30, 30' ergeben kann). Vorzugsweise ist das Lasermedium 4, falls der Resonator mehrere Kreuzungspunkte 31 aufweist, in dem am nächsten bei einem der Endspiegel (der in den dargestellten Ausführungsbeispielen als erster Endspiegel bezeichnet ist) liegenden Kreuzungspunkt angeordnet (bzw. der Pumpbereich des Lasermediums 23).

[0099] Die Fig. 12 und 13 zeigen beispielhaft zwei Ausführungsbeispiele von gekoppelten optischen Elementen. Z.B. kann es sich um die Faltspiegel 37, 39 oder 36, 38 in den gezeigten Ausführungsbeispielen handeln. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 12 sind die beiden optischen Elemente einstückig miteinander ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 13 sind die optischen Elemente 37, 39 starr miteinander verbunden, und zwar hier über einen gemeinsamen Basiskörper 42, an dem sie starr befestigt sind. In beiden Fällen sind die optischen Elemente gemeinsam an einem Trägerteil 43 des Resonators montiert, vorzugsweise justierbar. Ein Montageteil 44 zur Montage am Trägerteil 43 ist in Fig. 12 und 13 nur schematisch angedeutet.

[00100] Die gekoppelten optischen Elemente, beispielsweise die Faltspiegel 37, 39, weisen optische Flächen 45, 46 auf, die unterschiedliche Krümmungszentren besitzen. In anderen Ausführungsbeispielen könnten unterschiedliche Krümmungsradien oder unterschiedliche Krümmungsradien in Kombination mit unterschiedlichen Krümmungszentren vorgesehen sein. In wiederum anderen Ausführungsbeispielen könnten die optischen Flächen der gekoppelten optischen Elemente plan sein und in Ebenen liegen, die winklig zueinander stehen, vorzugsweise im Winkel von mehr als 3° miteinander einschließen. Beispielsweise könnte ein Ausführungsbeispiel solcher einstückig miteinander ausgebildeten optischen Elemente wie der Basiskörper 42 von Fig. 13 (ohne die an diesem angebrachten optischen Elemente 37, 39) ausse-hen.

[00101] In weiteren Ausführungsbeispielen kann von den gekoppelten optischen Elementen, dies sind beispielsweise die Faltspiegel 37, 39, eines eine gekrümmte optische Fläche und eines eine plane optische Fläche aufweisen.

[00102] Eine gleichsinnige Verkippung der optischen Elemente 37, 39 bzw. 36, 38 um parallele 13/22 österreichisches patentsmt AT 510 116 B1 2012-06-15

Kippachsen führt zu entgegengesetzten Auswirkungen beispielsweise auf die Winkelveränderung des Ausgangsstrahls (zumindest die Vorzeichen sind entgegengesetzt, die Beträge können auch unterschiedlich sein). Eine gemeinsame Verkippung der optischen Elemente 37, 39 bzw. 36, 38 um eine im Bereich dieser optischen Elemente, oder ihres Basiskörpers 42 oder ihres Montageteils 44 liegende Achse führt damit zu einer zumindest teilweisen Kompensation der damit verbundenen Auswirkungen.

[00103] Zusätzlich zu den bereits erwähnten Betriebsarten des Laserresonators, wie modengekoppelter Resonator, gütegeschalteter Laserbetrieb, Betrieb als regenerativer Verstärker, könnte beispielsweise auch ein Betrieb als modengekoppelter und cavity-dumped-Resonator zur Erreichung höherer Energien vorgesehen sein. LEGENDE ZU DEN HINWEISZIFFERN: 1 erster Endspiegel 26 erster Resonatorabschnitt 2 zweiter Endspiegel 27 zweiter Resonatorabschnitt 3 Ausgangsstrahl 28 ABCD-Matrix 4 Lasermedium 29 Ausgangsstrahl 5 Faltspiegel 30,30’ Strahl-Achse 6 Faltspiegel 31 Kreuzungspunkt 7 Laserdiode 32 Faltspiegel 8 optisches Element 33 Laserdiode 9 optisches Element 34 Linse 10 optisches Element 35 Linse 11 Faltspiegel 36 Faltspiegel 12 Prisma 37 Faltspiegel 13 Prisma 38 Faltspiegel 14 Blende 39 Faltspiegel 15 Lasermedium 40 fokussierendes opt. Element 16 erster Endspiegel 41 Strahltaille 17 zweiter Endspiegel 42 Basiskörper 18 Faltspiegel 43 Trägerteil 19 Faltspiegel 44 Montageteil 20 Faltspiegel 45 optische Fläche 21 Faltspiegel 46 optische Fläche 22 Faltspiegel 23 Lasermedium 24, 24' erster Endspiegel 25 zweiter Endspiegel 14/22

Claims (18)

1. österreichisches Patentamt AT 510 116 B1 2012-06-15 Patentansprüche 1. Laser mit einem Lasermedium (23), das in einem Pumpbereich angeregt wird, und einem Stehende-Wellen-Resonator, der optische Elemente aufweist, von denen ein eine Strahl-Achse (30, 30') aufweisender, das Lasermedium (23) durchsetzender Laserstrahl geführt ist und die einen ersten und einen zweiten Endspiegel (24, 24'; 25) umfassen, wobei der Resonator einen ersten Resonatorabschnitt (26), der den ersten Endspiegel (24, 24') und gegebenenfalls weitere der optischen Elemente (32, 40) aufweist, die mit dem Laserstrahl zwischen dem ersten Endspiegel (24, 24') und dem Lasermedium (23) Zusammenwirken, und einen zweiten Resonatorabschnitt (27) umfasst, der den zweiten Endspiegel (25) und weitere der optischen Elemente (36-39) aufweist, die mit dem Laserstrahl zwischen dem Lasermedium (23) und dem zweiten Endspiegel (25) Zusammenwirken, wobei mindestens eines der optischen Elemente (24, 40) des ersten Resonatorabschnitts (26) eine fokussierende Ausbildung aufweist, durch welche die Strahl-Achsen (30, 30') des Laserstrahls, die sich bei jeweiligen Verkippungen von zumindest einem der im zweiten Resonatorabschnitt (27) angeordneten optischen Elemente (25, 36-39) ergeben, mindestens einen Kreuzungspunkt (31) aufweisen, und wobei dieser Kreuzungspunkt (31) oder einer dieser Kreuzungspunkte (31) der Strahl-Achsen (30, 30') des Laserstrahls im Pumpbereich des Lasermediums (23) liegt oder einen Abstand vom Pumpbereich aufweist, der weniger als die Raylei-ghlänge beträgt, die einem Abschnitt des Laserstrahls zukommt, der zwischen dem Lasermedium (23) und dem nächstgelegenen fokussierenden optischen Element (24, 40) des ersten Resonatorabschnitts (26) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (w) des Laserstrahls zumindest über den Abschnitt des Laserstrahls, der zwischen dem Lasermedium (23) und dem nächstgelegenen fokussierenden Element (24, 40) des ersten Resonatorabschnitts (26) liegt, kleiner als das Fünffache, vorzugsweise kleiner als das Dreifache, des Radius (w) des Laserstrahls im Pumpbereich des Lasermediums (23) ist.
2. 2. Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (w) des Laserstrahls im gesamten ersten Resonatorabschnitt (26) kleiner als das Fünffache, vorzugsweise kleiner als das Dreifache, des Radius (w) des Laserstrahls im Pumpbereichs des Lasermediums (23) ist.
3. 3. Laser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur eines der optischen Elemente (24, 40) des ersten Resonatorabschnitts (26) eine fokussierende Ausbildung aufweist.
4. 4. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite des dem Lasermedium (23) nächstgelegenen fokussierenden optischen Elements (24, 40) des ersten Resonatorabschnitts (26) kleiner als 100mm, vorzugsweise kleiner als 50mm ist.
5. 5. Laser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite des dem Lasermedium (23) nächstgelegenen fokussierenden optischen Elements (24, 40) des ersten Resonatorabschnitts (26) kleiner als 20mm, vorzugsweise kleiner als 10mm ist.
6. 6. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endspiegel (24) ein Hohlspiegel ist.
7. 7. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endspiegel (24') ein planer Spiegel ist.
8. 8. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Lasermedium (23) nächstgelegene fokussierende optische Element (24, 40) des ersten Resonatorabschnitts (26) ein Hohlspiegel ist.
9. 9. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator mittels eines oder mehrerer Faltspiegel (32, 36-39) gefaltet ist.
10. 10. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser ein Pulslaser, vorzugsweise ein modengekoppelter Laser ist. 15/22 österreichisches Patentamt AT 510 116 B1 2012-06-15
11. 11. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (w) des Laserstrahls im Pumpbereich des Lasermediums (23) kleiner als 250 pm, vorzugsweise kleiner als 150 pm ist.
12. 12. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der optischen Elemente des Resonators, die bezogen auf den entfalteten Resonator in unterschiedlichem Abstand vom ersten Endspiegel (24, 24') angeordnet sind, einstückig miteinander ausgebildet sind oder starr miteinander verbunden und gemeinsam an einem Trägerteil (43) des Resonators montiert sind.
13. 13. Laser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei einstückig ausgebildeten oder starr verbundenen und gemeinsam am Trägerteil (43) montierten optischen Elemente optische Flächen (45, 46) aufweist, die gekrümmt sind und unterschiedliche Krümmungszentren und/oder Krümmungsradien besitzen oder die eben sind und in winkelig zueinander stehenden Ebenen liegen, oder dass von den mindestens zwei einstückig ausgebildeten oder starr verbundenen und gemeinsam am Trägerteil 43 montierten optischen Elementen mindestens eines eine gekrümmte und mindestens eine eine ebene optische Fläche aufweist.
14. 14. Laser nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den mindestens zwei einstückig ausgebildeten oder starr verbundenen und gemeinsam am Trägerteil (43) montierten optischen Elemente um zwei Faltspiegel (36, 38; 37, 39) handelt, wobei der Laserstrahl zwischen den Umlenkungen an diesen beiden Faltspiegeln (36, 38; 37, 39) von mindestens einem weiteren Faltspiegel (37, 38) umgelenkt wird.
15. 15. Laser nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei einstückig miteinander ausgebildeten oder starr miteinander verbundenen und gemeinsam am Trägerteil (43) montierten optischen Elemente bei einer gleichsinnigen Verkippung entgegengesetzte Auswirkungen auf die Verschiebung und/oder die Winkelveränderung der Strahl-Achse (30) des Laserstrahls bei einem anderen der optischen Elemente des Resonators oder beim Lasermedium (23) haben.
16. 16. Laser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei einstückig miteinander ausgebildeten oder starr miteinander verbundenen und gemeinsam am Trägerteil montierten optischen Elemente bei einer gleichsinnigen Verkippung entgegengesetzte Auswirkungen auf die Verschiebung und/oder die Winkelveränderung der Strahl-Achse (30) des Laserstrahls bei einem als Auskoppler für den Ausgangsstrahl (29) wirkenden optischen Element des Resonators haben.
17. 17. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser ein Festkörperlaser ist.
18. 18. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des Pumpbereichs des Lasermediums (23) vom nächstgelegenen fokussierenden optischen Element (24, 40) des ersten Resonatorabschnitts (26) kleiner als der dreifache Wert der Rayleighlänge ist, die dem Abschnitt des Laserstrahls zukommt, der zwischen dem Lasermedium (23) und dem nächstgelegenen fokussierenden optischen Element (24, 40) des ersten Resonatorabschnitts (26) liegt. Hierzu 6 Blatt Zeichnungen 16/22