DD255226A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von laserimpulsen einstellbarer wellenlaenge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Farbstofflaser, die eine breite Anwendung in Optik und Spektroskopie besitzen. Erfindungsgemaess werden bei einem nach dem Prinzip der verteilten Rueckkopplung arbeitenden Laser durch ein oder mehrere doppelbrechende Prismen (1) vor dem Strahlteiler (5) im Strahlengang zwei in einem Abstand von einigen Millimetern zueinander parallel laufende Pumpstrahlen mit senkrecht zueinander stehender Polarisaton gebildet. Der eine der parallelen Pumpstrahlen wird durch den Strahlteiler (5) zu etwa 50% und der andere Pumpstrahl nur geringfuegig reflektiert. Die Strahlen des zu etwa 50% reflektierten Pumpstrahls erzeugen ueber Umlenkspiegel (6, 7) im aktiven Lasermedium (10) einen Laserstrahl. Der am Strahlteiler (5) geringfuegig reflektierte Pumpstrahl wird ueber einen der Umlenkspiegel (6, 7) auf das sich dem aktiven Lasermedium (10) unmittelbar anschliessende Verstaerkermedium (16) gelenkt. Fig. 1

Description

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Neben konventionellen Hänschen-Farbstofflasem bzw. ähnlichen Farbstofflasem mit Resonator gewinnen Farbstofflaser mit verteilter Rückkopplung zunehmend an Bedeutung.

Sie besitzen bei Pumpimpulsen der Dauer als 3 ns großen Wirkungsgrad, wobei das Verhältnis der Laserstrahlung zur stimulierten Emission günstiger als bei den Lasern mit Resonator ist. (L. A. Mclntyre, M. H. Dunn: Optics communications 50, 1984, Nr. 3, S. 169). Ohne besonderen Aufwand gestatten die bekannten Farbstofflaser mit verteilter Rückkopplung die Erzeugung von ultrakurzen Laserimpulsen der Dauer weniger als 50 ps, wenn Anregungsimpulse mit Halbwertsbreiten von weniger als 10 ns benutzt werden und in Schwellennähe gepumpt wird. Mit speziellen Anordnungen dieser Laser lassen sich „bandbreitebegrenzte" Impulse von der Dauer von ca. 2ps erzeugen (A. Müller, Z. Bor: Laser- und Optoelektronik 1984, Nr. 3, S. 187). Für die Einführung von Farbstofflasern mit verteilter Rückkopplung in die Fluoreszenzspektroskopie mit hohem Automatisierungsniveau bestehen folgende Forderungen:

— Automatisierbarer Durchstimmbereich von wenigstens 380 bis 800nm.

— Die räumliche Lage der Strahltaille der Laserstrahlung bleibt im gesamten Durchstimmbereich unverändert und die Richtung der austretenden Laserstrahlung wird durch Brechung nicht wellenlängenabhängig.

— Der Farbstofflaser erzeugt pro Pumpimpuls nur einen Laserimpuls und nicht eine Kette von Impulsen.

— Die Halbwertsbreite dieses Impulses ist möglichst unter 50ps.

— die spektrale Breite des Impulses ist kleiner als 1Ä.

— Der Leistungsumwandlungswirkungsgrad ist größer als 10%.

— Die Strahldivergenz ist kleiner als 25 mrad. "

Farbstofflaser mit verteilter Rückkopplung entsprechend den DD-WP 219088 und DD-WP 218535 genügen diesen Forderungen mit Ausnahme des Impulsverlaufes und der Strahldivergenz.

Dieser Laser gestattet nur in Schwellennähe die Generation von Einzelimpulsen der Halbwertsbreite unter 50ps.

Da die Schwelle für die einzelnen Farbstoffe jedoch unterschiedlich ist, ist der Betrieb in Schwellennähe im gesamten Durchstimmbereich schwer zu automatisieren. Femer bedingt der Betrieb in Schwellennähe, daß nur eine geringe Laserleistung zur Verfügung steht. Da die Laserstrahlung zu gleichen Anteilen an beiden Seiten aus dem aktiven Lasermedium tritt, kommt ferner nur eine Hälfte der erzeugten Laserstrahlung zur Nutzung.

Die Anordnung entsprechend dem DD-WP 219 088 zeigt im gesamten Durchstimmbereich nur in der Mitte des aktiven Mediums gute räumliche Kohärenz.

Bei einem N₂-Laser mit einer spektralen Bandbreite von 0,8Ä als Pumplichtquelle entsteht folglich nur auf einer Länge von ca. 1 bis 4 mm eine Interferenzstruktur mit ausreichender Sichtbarkeit. Dieser kurze Resonatorbereich führt zu einer großen Strahldivergenz.

A. Müller und Z.Bor geben in ihrer Arbeit eine Übersicht über Möglichkeiten zur Erzeugung von ultrakurzen Einzelimpulsen bei hoher Leistung und geringer Divergenz. Sie fordern für eine Durchstimmbarkeit im gesamten Spektralbereich die Auswechselung von Gittern und Küvetten für Laser und Verstärker, was sehr aufwendig ist und sich nicht automatisieren läßt.

Dies ist auch der Grund dafür, daß Laser in Standardspektrometern noch keine breite Anwendung finden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Einsatz von Farbstofflasern mit hohem Automatisierungsniveau, zum Beispiel in der Fluoreszenzspektroskopie, zu ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Laserimpulse einstellbarer Wellenlänge mit einem Durchstimmbereich von 380 nm bis 800 nm und einer Halbwertsbreite von weniger als 50 ps zu erzeugen, wobei ein Leistungsumwandlungswirkungsgrad von mehr als 10% und eine Strahldivergenz von weniger als 25mrad gewährleistet sind.

Erfindungsgemäß wird das bei einem Verfahren zur Erzeugung von Laserimpulsen einstellbarer Wellenlänge nach dem Prinzip der verteilten Rückkopplung mit ausreichend kohärenter Anregungsstrahlung dadurch erreicht, daß aus der Anregungsstrahlung zwei Pumpstrahlen mit senkrecht zueinander stehender Polarisation gebildet werden. Der eine der Pumpstrahlen wird über einen Strahlteiler in zwei Teilstrahlen zerlegt, die auf das aktive Lasermedium gelenkt werden. Der andere Pumpstrahl mit zum ersten Pumpstrahl senkrechter Polarisation wird auf das sich dem aktiven Lasermedium unmittelbar anschließende Verstärkermedium gelenkt.

Die beiden Pumpstrahlen mit senkrecht zueinander stehender Polarisation können bis zum Strahlteiler in einem Abstand von einigen Millimetern parallel zueinander verlaufen.

Ein Teilstrahl der Pumpstrahlung des Lasermediums und der Pumpstrahl für das Verstärkermedium verlaufen auch nach dem Strahlteiler in einem Abstand von einigen Millimetern parallel zueinander.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von Laserimpulsen einstellbarer Wellenlänge mit einer ausreichend kohärenten Anregungsstrahlquelle, der eine Zylinderlinse, ein Strahlteiler und zum aktiven Lasermedium symmetrisch angeordnete Umlenkspiegel nachgeordnet sind, wobei das aktive Lasermedium nach dem Prinzip der verteilten Rückkopplung arbeitet, zeichnet sich dadurch aus, daß vor dem Strahlteiler in dem Pumpstrahlengang doppelbrechende Prismen oder ein doppelbrechendes Prisma angeordnet sind, derart, daß hinter den Prismen oder dem Prisma zwei in einem Abstand von einigen Millimetern parallel laufende Pumpstrahlen mit senkrecht zueinander stehender Polarisation erzeugt werden, daß der Strahlteiler eine Beschichtung besitzt, die den Strahl mit der einen Polarisation zu ca. 50% reflektiert, den anderen Strahl jedoch nur geringfügig reflektiert, daß die beiden Teilstrahlen mit ca. 50% Intensität über die auf Schwenkarmen angeordneten ¹ Umlenkspiegel auf das aktive Lasermedium gerichtet werden und dort ein Interferenzstreifenmuster und damit verbunden einen Laserstrahl erzeugen, daß in Richtung des Laserstrahles unmittelbar im Anschluß zum aktiven Lasermedium ein Verstärkermedium angeordnet ist, und daß der Strahl mit geringen Reflexionsverlusten am Strahlteiler und zum ersten Strahl senkrechter Polarisation über einen der Umlenkspiegel auf dieses Verstärkermedium gerichtet ist. Durch die fehlende räumliche Trennung des Laser- und Verstärkermediums können beide Medien, z. B. bei einer Farbstofflösung, in einer Küvette enthalten sein. Ferner erfolgt das Pumpen des Verstärkermediums im gesamten Durchstimmbereich über einen derfürdie Lasergeneration benutzten Umlenkspiegel. Dies sichert im gesamten Durchstimmbereich die zeitliche Synchronisation von Laser- und Verstärkermedium. Die Zylinderlinse fokussiert beide Pumpstrahlen auf einen schmalen linienförmigen Bereich im aktiven Medium, der durch das Laser- und das Verstärkermedium reicht. Da die Pumpstrahlung nur in einer Richtung fokussiert wird, bleibt die seitliche Ausdehnung der Pumpstrahlung erhalten, die in der Regel einige Millimeter beträgt. Die Pumpstrahlen für das Lasermedium und der Pumpstrahl für das Verstärkermedium überlagern sich beim Durchstimmen mehr oder weniger stark. Eine Überlagerung beider Pumpstrahlen kann, besonders im Verstärker durch Interferenzbildung und damit zur Lasergeneration durch verteilte Rückkopplung führen und so die Verstärkung mindern. Dies wird durch die senkrecht zueinander stehende Polarisation beider Pumpstrahlungen verhindert. Gleichzeitig wird dabei gesichert, daß die Anteile der Pumpstrahlung für das Lasermedium, die beim Durchstimmen durch die auftretenden Toleranzen in das Verstärkermedium gelangen, auch das Verstärkermedium pumpen und so der Verstärkung nutzbar werden.

Für eine gute Funktion der Farbstofflaser ist es notwendig, daß die Laserschwelleder I.Mode des Lasermediums unter der Schwelle der Superstrahlung des Verstärkers liegt und der Abstand der Schwelle zwischen der 1. und 2. Mode möglichst groß ist. Dies kann unter der Bedingung

erreicht werden. Hierbei ist die Sichtbarkeit (Maß für die Modulation des Mediums), K die Dämpfungsrate des Resonators und L die Resonatorlänge im Lasermedium. Da die Pumpimpulse für das Laser- und Verstärkermedium gleichen zeitlichen Verlauf besitzen, ist es zur Erzielung der zeitlichen Synchronisation zwischen Laser und Verstärker vorteilhaft, das Verhältnis beider Pumpenergien zueinander einstellen zu können. Hierbei ist zu sichern, daß die Zeit, die zum Erreichen der Laserschwelle notwendig ist, wenigstens um die Laufzeit des Laserlichtes zum Verstärkermedium kleiner ist als die Zeit, die zum Erreichen der Schwelle für Superlumineszenz des Verstärkers erforderlich ist. Da der Zeitpunkt des Erreichens der Laserschwelle nur durch das zeitliche Integral der Pumpleistung bestimmt wird, kann der geforderte zeitliche Ablauf der Generation durch ein geeignetes Verhältnis der Energien der Pumpstrahlen für das Laser- und Verstärkermedium erzielt werden.

Das kann dadurch erreicht werden, daß bei unpolarisierter Pumpstrahlung im Strahlengang vor den doppel brechenden Prismen oder doppelbrechenden Prisma ein Polarisator angeordnet ist, deren Polarisationsrichtung zwischen 0° und 90° zur Laserstrahlebene bei dem Winkel steht, derfürdie gesamte Anordnung maximale Ausgangsleistung ergibt.

Bei Pumplasern mit polarisierter Strahlung ist es vorteilhaft, am Pumplaser die Polarisationsrichtung zwischen 0° und 90°

einzustellen, die ebenfalls maximale Ausgangsleistung ergibt.

Beim Pumpen des Lasermediums weit über der Schwelle und bei Pumpenenergien wesentlich länger als 500 ps kommt es im Lasermedium zurGenerationvon Impulsketten.

Bei der Verstärkung dieser impulse im Verstärkermedium kommt es zu einer Unterdrückung der dem ersten Impuls nachfolgenden impulse infolge geringer Verstärkung dieser Impulse. Dieses ist ein Ergebnis der Verarmung der Besetzung des angeregten Niveaus durch den I.Impuls. Durch einen halbdurchlässigen Spiegel (z.B. 10% Reflexionsvermögen) kann die Unterdrückung der nachfolgenden Impulse noch verstärkt werden. Der Abstand des Spiegels hinter dem Verstärkermedium ist dabei so zu wählen, daß der zurückreflektierte Teil des 1 .Impulses den Übergang von Laser-zu Verstärkermedium erreicht, ohne daß der 2. Impuls erscheint.

Bei einem typischen Abstand der Impulse von ca. 50 ps bleibt dieser Abstand sehr klein. Um zusätzliche Reflexionsverluste an Oberfläche zu vermeiden, ist es daher vorteilhaft, das Verstärkermedium in einen strahlungsdurchlässigen Behälter einzuschließen, der etwa den gleichen Brechungsindex η wie das Verstärkermedium besitzt und die Austrittsfläche des des Verstärkermediums einschließenden Behälters als halbdurchlässigen Spiegel auszubilden. Falls die Medien Lösungen sind, wird der Behälter als Küvette bezeichnet.

Wenn T der zeitliche Abstand der beiden ersten Impulse der Impulskette ist, ist der Abstand des Spiegels zum Übergang vom Laser- zum Verstärkermedium entsprechend der Beziehung

zu wählen. Bei einer Halbwertsbreite des ersten Impulses der Größe T₁ ist die Dicke der Behälterwand entsprechend der Beziehung

zu wählen.

Um Brechung an den Austrittsflächen und damit eine Änderung der Richtung des Laserstrahles mit der Wellenlänge zu vermeiden, als auch die gewünschte Spiegelwirkung zu erwirken, sind die Austrittsfläche des Verstärkermediums und die Oberflächen der sich anschließenden Behälterwand plan und stehen zum Laserstrahl senkrecht.

Bei steigender Repetitionsrate der Laserschüsse zeigt das Laser- und Verstärkermedium die Eigenschaft eines fallenden Leistungsumwandlungswirkungsgrades.

Um diesen Abfall zu vermindern, ist es vorteilhaft, das Laser- und Verstärkermedium in den Behälter an einen Antrieb zu koppeln und diese Medien senkrecht zur Laserstrahlebene zyklisch zu verschieben. So wird bei Betrieb des Lasers stets ein anderer Bereich der Medien gepumpt.

Das doppelbrechende Prisma ist vorteilhaft ein Calcit-Prisma. Es besitzt parallele Eintritts- und Austrittsflächen, einen Winkel zwischen der c-Achse (optische Achse) und der Eintrittsfläche von 48° 30' und ist so angeordnet, daß die Eintrittsfläche senkrecht zum Pumpstrahi steht.

Ein paralleler Strahlenversatz zweier Strahlen mit senkrechter Polarisation zueinander kann auch durch 2 hintereinandergestellte Rochon- oder Senormont-Prismen erzeugt werden, wobei der Abstand der zwei Teilstrahlen durch den Abstand der beiden Prismen verstellt werden kann.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 2: eine im Vergleich zur Figur 1 weitere Ausführungsform der Prismenanordnung zur Erzeugung strahlversetzter und senkrecht zueinander polarisierter Pumpstrahlen

In Figur 1 wird ein TEA-N₂-LaSeTaIsPUmPIiChIqUeIIe benutzt. Bei einer Wellenlänge von 337,1 nm, einer Linienbreite von 0,08 nm und einer Impulshaibwertsbreite von 500 ps liefert dieser Lasereine Leistung von ca. 200 kW.

Der Pumplaserstrahl wird über die Zylinderlinse 2, das doppelbrechende Calcit-Prismä 1, die Umlenkspiegel 6 und 7 und über das gleichschenklige 100°-Prisma 18 auf den laseraktiven Farbstoff 19, der sich in der Quarzküvette 13 befindet, gelenkt. Das Calcit-Prisma besitzt parallele Eintritts- und Austrittsflächen, einen Winkel zwischen der c-Achse (optische Achse) und der Eintrittsfläche von a = 48° 30' und ist so angeordnet, daß die Eintrittsfläche senkrecht zum Laserstrahl steht. Im Calcit-Prisma 1 wird der Pumpstrahl in den außerordentlichen und ordentlichen Strahl zerlegt. Der ordentliche Strahl behält die Richtung des Pumpstrahles. Die Schwingungsrichtung der Feldstärke ist senkrecht zur Laserstrahlebene (Zeichenebene). Der außerordentliche Strahl erfährt im Prisma eine Ablenkung und verläßt das Prisma zum ordentlichen Strahl parallelversetzt. Die Schwingungsrichtung der Feldstärke ist in der Laserstrahlebene. Bei einer Länge des Calcitprismas von 32 mm ist der Versatz der beiden Strahlen ca. 4mm. Die Achse des außerordentlichen Strahles ist in der Figur 1 punktiert dargestellt und gelangt über den Strahlteiler 5 und den Umlenkspiegel 6 auf den Bereich 16 der Farbstofflösung 19 in der Küvette 13. Der Bereich 16 ist das Zentrum des Verstärkermediums. Der Strahlteiler 5 ist eine 1 mm starke Quarzscheibe, die mit dielektrischen Schichten derart belegt ist, daß der außerordentliche Strahl nur zu einem geringen Anteil reflektiert wird. Die Achse des ordentlichen Strahles 3 ist in Figur 1 ausgezogen dargestellt und gelangt über den Strahlteiler 5, die Umlenkspiegel 6 und 7 auf den Bereich 10 der Farbstofflösung 19 in der Küvette 13. Der Bereich 10 ist das Zentrum des Lasermediums. Der Strahlteiler 5 sichert dabei angenähert gleiche Intensitätsanteile für beide Teilstrahlen. Die Spiegel 6 und 7 sind symmetrisch zur Küvette 13 entsprechend dem DD-WP 219088 auf Schwenkarmen 8 und 9 montiert, die sich beim Durchstimmen des Lasers um die Achsen A und B spiegelbildlich gleichförmig bewegen.

Zur Ermittlung einer guten räumlichen Kohärenz ist es vorteilhaft, daß im gesamten Durchstimmbereich die axialen Pumpstrahlen 3 möglichst gut die Mitte des Lasermediums (Punkt C) treffen.

In Figur 1 ist die Spiegelstellung unter Benutzung des Farbstoffes Coumarin 1 in Ethanol für eine Wellenlänge von 478 nm abgebildet. Die Darstellung zeigt, daß für die Mitte des Lasermediums (Punkt C) stets ein Teilstrahl 4 des gesamten Pumplaserstrahles (ordentlicher Strahl) existiert, für die beste räumliche Kohärenz gegeben ist; Dies gilt im gesamten Durchstimmbereich, da sich auf Grund der Spiegelung am Strahlteiler beide von der Zylinderlinse 2 erzeugten Brennlinien im Lasermedium kreuzen. Bedingt durch die Linienbreite des N₂-Lasersvon 0,08nm und der vom Punkt C in beiden seitlichen Richtungen sich schnell verschlechternden Kohärenz ist die entstehende Resonatorlänge ca. 2 bis 4mm lang. Die im Resonator entstehende Laserstrahlung tritt in den Richtungen 14 und 15 zu beiden Seiten aus der Laserküvette. Der Anteil der Laserstrahlung in Richtung 15 wird nicht verstärkt und kann z.B. zur Wellenlängeneichung benutzt werden. In Richtung 14 beginnt mit schlechter werdender Sichtbarkeit der Interferenzstruktur der Übergang vom Laser zum Verstärker, so daß nicht nur der parallel versetzte Pumpstrahl (außerordentlicher Strahl) den Verstärker pumpt, sondern im Eintrittsbereich des Verstärkers auch die nicht kohärenten Anteile der Pumpstrahlen für das Lasermedium. Die Ausdehnung des Verstärkers beträgt etwa 6 bis 7 mm. Die Oberflächen 11 und 12 der 3 mm starken Küvettenwandsind poliert und stehen senkrecht zur Grenzfläche zwischen der Farbstofflösung 19 und der Basisfläche des Prismas 18 und damit senkrecht zum Laserstrahl 14. Durch Einschwenken des Glan-Thomson-Polarisators 17 und Einstellen der Polarisation auf den Winkel mit maximaler Ausgangsleistung kann auch die Generation von nur einem Laserimpuls gesichert werden. Bei dieser Einstellung dient eine Streakkamera zur Messung des Laserimpulses. Die Küvette befindet sich in einer Aufnahme, die über eine Spindel senkrecht zur Laserstrahlebene durch einen Motor bewegt wird. So wird ermöglicht, sowohl unterschiedliche Kammern

der Küvette 13 in den Strahlengang zu bringen, als auch bei Betrieb eines Farbstoffes in einer Kammer die Küvette zyklisch hoch und herunter zu bewegen. Dies sichert einen ständig sich ändernden Arbeitsbereich in der Farbstoff lösung.

In Figur 2 sind Prismenanordnungen dargestellt, die die gleiche Wirkung wie das Calcit-Prisma erzielen.

Die obere Anordnung stel It die Auf reihung von zwei Senormont-Prismen dar. Die untere Anordnung ist eine Aufrei hung von zwei Rochon-Prismen. Der Abstand der zwei entstehenden parallelen Strahlen kann durch Änderung des Abstandes D der beiden Prismen verändert werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Erzeugung von Laserimpulsen einstellbarer Wellenlänge nach dem Prinzip der verteilten Rückkopplung mit ausreichend kohärenter Anregungsstrahlung, gekennzeichnet dadurch, daß aus der Anregungsstrahlung zwei Pumpstrahlen mit senkrecht zueinander stehender Polarisation gebildet werden, daß der eine Pumpstrahl über einen Strahlteiler (5) in zwei Teilstrahlen zerlegt wird, die auf das aktive Lasermedium (10) gelenkt werden und das der andere Pumpstrahl mit zum ersten Pumpstrahl senkrechter Polarisation auf das sich dem aktiven Lasermedium (10) unmittelbar anschließende Verstärkermedium (16) gelenkt wird.

2. Verfahren zur Erzeugung von Laserimpulsen einstellbarer Wellenlänge nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden Pumpstrahlen mit senkrecht zueinander stehender Polarisation bis zum Strahlteiler (5) in einem Abstand von einigen Millimetern parallel zueinander verlaufen und nach dem Strahlteiler (5) bis zum Laser- und Verstärkermedium ein Teilstrahl der Pumpstrahlung des Lasermediums und der Pumpstrahl für das Verstärkermedium (16) in einem Abstand von einigen Millimetern zueinander parallel verlaufen.

3. Vorrichtung zur Erzeugung von Laserimpulsen einstellbarer Wellenlänge nach dem Prinzip der verteilten Rückkopplung mit einer ausreichend kohärenten Anregungsstrahlquelle, der eine Zylinderlinse, ein Strahlteiler und zum aktiven Lasermedium symmetrisch angeordnete Umlenkspiegel nachgeordnet sind, gekennzeichnet dadurch, daß vor dem Strahlteiler (5) in dem Pumpstrahlengang doppelbrechende Prismen oder ein Prisma (1) zur Erzeugung von zwei in einem Abstand von einigen Millimetern parallel laufender Pumpstrahlen mit senkrecht zueinander stehender Polarisation angeordnet sind, daß der Strahlteiler (5) eine Größe besitzt, so daß beide Pumpstrahlen ihn durchdringen, daß der Strahlteiler eine Beschichtung besitzt, die einen der parallelen Pumpstrahlen zu ca. 50% reflektiert und den anderen Pumpstrahl nur geringfügig reflektiert, daß einer der beiden Umlenkspiegel (6,7) zur Reflexion eines Teilpumpstrahles des aktiven Lasermediums (10) und des Pumpstrahles eines Verstärkermediums (16) ausgebildet ist und daß das Verstärkermedium (16) unmittelbar im Anschluß zum aktiven Lasermedium (10) in Laserstrahlrichtung (14) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß in Richtung des im aktiven Lasermedium erzeugten Laserstrahls (14) hinterdem Verstärkermedium (16) die Austrittsfläche (12) eines beide Medien einschließenden Behälters (13) als halbdurchlässiger Spiegel ausgebildet ist, daß das Behältermaterial etwa den gleichen Brechungsindex wie das Verstärkermedium besitzt, daß der Abstand des halbdurchlässigen Spiegels zum Übergang zwischen Laser- und

Tc
Verstärkermedium der Beziehung -=— (T — zeitlicher Abstand der beiden ersten Impulse der

Impulskette, c — Lichtgeschwindigkeit, η — Brechungsindex des Behälters) entspricht, und daß sich die Dicke der Behälterwand aus Τ_Ί — Halbwertsbreite des ersten Impulses) ergibt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß in Laserstrahlrichtung die Austrittsfläche des Verstärkermediums (16) und die Oberflächen der sich anschließenden Behälterwand (11,12) plan sind und zum Laserstrahl senkrecht stehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der halbdurchlässige Spiegel als beschichtete oder u η beschichtete Übergangsfläche zwischen der Behälterwand und Luft ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß das aktive Lasermedium (10) und das Verstärkermedium (16) in der Küvette (13) in einer Aufnahme angeordnet sind, die über eine Spindel senkrecht zur Laserstrahlebene durch einen Motor bewegbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß das doppelbrechende Prisma ein Calcit-Prisma ist, das parallele Eintritts- und Austrittsflächen besitzt, einen Winkel zwischen der c-Achse und der Eintrittsfläche von 48° 30' einschließt und sich angeordnet ist, daß die Eintrittsfläche senkrecht zum Pumpstrahl steht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die doppelbrechenden Prismen zwei hintereinander angeordnete Rochon- oder Senormont-Prismen sind, wobei der Abstand der zwei Teilstrahien durch den Abstand der beiden Prismen zueinander verstellbar ist.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Farbstofflaser, der eine breite Anwendung in der Optik und Spektroskopie besitzt.