DD291409A5 - RADIATION-RESISTANT HOLOGRAPHIC GRID, PREFERABLY FOR LASER RESONATORS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents

RADIATION-RESISTANT HOLOGRAPHIC GRID, PREFERABLY FOR LASER RESONATORS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF Download PDF

Info

Publication number
DD291409A5
DD291409A5 DD33682089A DD33682089A DD291409A5 DD 291409 A5 DD291409 A5 DD 291409A5 DD 33682089 A DD33682089 A DD 33682089A DD 33682089 A DD33682089 A DD 33682089A DD 291409 A5 DD291409 A5 DD 291409A5
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
radiation
diffraction grating
holographic diffraction
modulation depth
resistant
Prior art date
Application number
DD33682089A
Other languages
German (de)
Inventor
Christel Budzinski
Horst Schoennagel
Ingo Pinz
Original Assignee
Adw Zi Fuer Optik Und Spektroskopie,De
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adw Zi Fuer Optik Und Spektroskopie,De filed Critical Adw Zi Fuer Optik Und Spektroskopie,De
Priority to DD33682089A priority Critical patent/DD291409A5/en
Publication of DD291409A5 publication Critical patent/DD291409A5/en

Links

Landscapes

  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein strahlungsfestes holografisches Beugungsgitter, vorzugsweise fuer Laserresonatoren und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Sie ist anwendbar fuer Gitterstrukturen, insbesondere fuer holografisches Gitter, die in optischen Systemen mit hohen Lichtleistungen eingesetzt werden, wie z. B. fuer Laser in Strahlfuehrungssystemen, in der Materialbearbeitung und Werkstoffpruefung sowie fuer Meszverfahren zur Umweltkontrolle. Das erfindungsgemaesze holografische Beugungsgitter ist dadurch gekennzeichnet, dasz die Gitterstruktur in Anpassung an das Gewinnprofil und die Geometrie des Resonators ortsabhaengig eine vorausberechnete unterschiedliche Modulationstiefe h d aufweist und dadurch einen ortsabhaengigen Verlauf der Effektivitaet hat, wodurch die Unterdrueckung unerwuenschter Transversalmoden bei Verbesserung der Laserleistung erreicht wird. Fig. 3 a{holografische Gitterstruktur, strahlungsfest; Laser; Resonatorabmessungen; Gewinnprofil; unterschiedliche Modulationstiefe; Unterdrueckung von Transversalmoden}The invention relates to a radiation-resistant holographic diffraction grating, preferably for laser resonators and a method for its production. It is applicable to lattice structures, in particular for holographic gratings, which are used in optical systems with high light outputs, such. As for lasers in Strahlfuehrungssystemen, in material processing and materials testing and for Meszverfahren for environmental control. The holographic diffraction grating according to the invention is characterized in that the lattice structure has a predicted different modulation depth h d in dependence on the gain profile and the geometry of the resonator and thereby has a location-dependent course of the effectiveness, whereby the suppression of undesired transverse modes is achieved while the laser power is improved. Fig. 3 a {holographic grid structure, radiation resistant; Laser; Resonatorabmessungen; Profit profile; different modulation depth; Suppression of transversal modes}

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung ist anwendbar für Gitterstrukturen, insbesondere für holografische Gitter, die in optischen Systemen mit hohen Lichtleistungen eingesetzt werden, wie г. B. für Laser in Strahlführungssystemen, in der Materialbearbeitung und Werkstoffprüfung sowie für Meßverfahren zur Umweltkontrolle (Transmissionsmessungen/LIDAR).The invention is applicable to lattice structures, in particular holographic gratings used in optical systems with high light outputs, such as г. As for lasers in beam guidance systems, in material processing and materials testing and for measuring methods for environmental control (transmission measurements / LIDAR).

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Hochleistungs-C02-Laser (cw und Impuls) mit großem Entladungsquerschnitt haben vorzugsweise instabile Resonatoren als effektivste Resonatorform, um mit einem hohen Wirkungsgrad im Grundmodebetrieb zu arbeiten. Durch Randbeugung bei der Rückkopplung treten jedoch starke Intensitätsverluste der Laserstrahlung auf. Zur Unterdrückung von Transversalmoden höherer Ordnung wird ein angepaßter Verlauf der Rückkopplung, vorzugsweise einer mit Gaußverteilung, über den Querschnitt eines Elementes des Resonators angestrebt.High-power C0 2 lasers (cw and Pulse) with large discharge cross-section preferably have unstable resonators as the most effective resonator shape to operate with high efficiency in fundamental mode operation. By edge diffraction in the feedback, however, occur strong intensity losses of the laser radiation. In order to suppress transversal modes of higher order, a matched course of the feedback, preferably one with Gaussian distribution, over the cross section of an element of the resonator is sought.

Zu diesem Zweck werden Resonatorspiegel mit spezieller Beschichtung hergestellt. Entsprechende Ausführungen dazu werden beispielsweise beschrieben in D.V. Willeth, M.R. Harris (IEE J. of Q.E. 24 Ц988] 6 und McCarthy u.a. Opt. Lett. Ц985) 10 S.553 und АО [1984) 23 S. 3845).For this purpose, resonator mirrors are produced with a special coating. Corresponding embodiments are described, for example, in D.V. Willeth, M.R. Harris (IEE J. of Q.E. 24, 1986) 6 and McCarthy et al., Opt. Lett., Ц985) 10 p.553 and АО [1984] 23 pp. 3845).

Diese Resonatorspiegel bestehen aus ZnSe-Trägem mit dielektrischen Schichten. Sie weisen eine Reihe von Nachteilen auf:These resonator mirrors consist of ZnSe carriers with dielectric layers. They have a number of disadvantages:

- aufwendige Herstellung- elaborate production

- Abhängigkeit der Durchlässigkeit der Wellenlänge von Schichten- und Trägermaterial- Dependence of the transmission of the wavelength of layer and carrier material

- unerwünschte Phasenstörungen im rückgekoppelten Strahlungsfeld, die durch das Schichtsystem hervorgerufen werden- unwanted phase disturbances in the feedback radiation field, which are caused by the layer system

- unerwünschte Abbildungseigenschaften als Folge der Variation der Schichtdicken auf den Spiegeln, die in aufwendiger Weise durch das Trägermaterial kompensiert werden müssen- undesirable imaging properties as a result of the variation of the layer thicknesses on the mirrors, which must be compensated in a complex manner by the carrier material

- ungenügende Strahlungsfestigkeiten- insufficient radiation resistance

- die Wellenlängenselektion bei gleichzeitiger Unterdrückung von unerwünschten Transversalmoden ist nicht möglich. Zur Unterdrückung unerwünschter Transversalmoden ist auch bekannt. Blenden oder andere, den Strahl begrenzende Aperturen in Resonatoren anzuordnen.- The wavelength selection with simultaneous suppression of unwanted transverse modes is not possible. To suppress unwanted transverse modes is also known. Apertures or other, the beam limiting apertures in resonators to arrange.

Diese Lösungen haben den Nachteil, daß sie die Ausleuchtung des aktiven Mediums und damit die auskoppelbare EnergieThese solutions have the disadvantage that they the illumination of the active medium and thus the decoupled energy

begrenzen.limit.

Des weiteren ist bekannt, Laserresonatoren durch ein reflektierendes Beugungsgitter anstelle eines der Resonatorspiegel zuIt is also known to use laser resonators through a reflective diffraction grating instead of one of the resonator mirrors

schmalbandiger Emission zu veranlassen.narrow-band emission.

Insbesondere strahlungsfeste holografische Gitter werden zur Wellenlängenselektion, auch in CO2-Lasern eingesetzt. In derIn particular radiation-resistant holographic gratings are used for wavelength selection, also in CO 2 lasers. In the US-PS 4696012 (H 01 S, 3/08) ist eine Anordnung mit einem konventionellen Beugungsgitter beschrieben. Darin wird für dieUS-PS 4696012 (H 01 S, 3/08) is described an arrangement with a conventional diffraction grating. This is for the Wellenlängenselektion die I.Ordnung des Beugungsgitters in Littrow-Anordnung benutzt, während die O.OrdnungWavelength selection uses the I. order of the diffraction grating in Littrow arrangement, while the O.Ordnung

ausgekoppelt wird.is decoupled.

Da die Strahlung innerhalb des Laserresonators durch die Anregungsbedingungen oder polarisierend wirkende Elemente, wieSince the radiation within the laser resonator by the excitation conditions or polarizing elements, such as Brewsterfenster, im allgemeinen linear polarisiert ist, wird vorzugsweise die Komponente der Strahlung benutzt, derenBrewster window, is generally linearly polarized, preferably the component of the radiation is used, the

elektrischer Vektor senkrecht zu den Gitterfurchen schwingt (im folgenden mit Ex bezeichnet). Die Beugungseffektivität deselectric vector perpendicular to the grid grooves oscillates (hereinafter referred to as E x ). The diffraction efficiency of the

Gitters wird für Ex durch ein über die geamte Gitteroberfläche konstantes Verhältnis — der Modulationstiefe (h =For E x, the lattice is determined by a constant ratio over the entire lattice surface - the modulation depth (h = Furchentiefe, d = Gitterkonstante) optimal an die Laserwellenlänge und das Gewinnprofil des Lasers angepaßt.Groove depth, d = lattice constant) optimally adapted to the laser wavelength and the gain profile of the laser. Nachteilig dabei ist, daß beim Einsatz dieser Gitter die Unterdrückung von unerwünschten Transversalmoden - ähnlich wie inThe disadvantage here is that when using these grids, the suppression of unwanted transverse modes - similar to in

den vorangegangenen Beispielen - mit zusätzlichen Beugungsverlusten an der Gitterbegrenzung oder den Blenden verbundenIn the previous examples - associated with additional diffraction losses at the grid boundary or the panels

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die an den bekannten Lösungen vorhandenen Nachteile weitestgehend auszuschalten und beim Einsatz von Lasern eine qualitativ bessere Wellenlängenselektion mit ökonomisch vertretbaren Mitteln zu erreichen.To eliminate the existing disadvantages of the known solutions as far as possible and to achieve a better quality wavelength selection with economically acceptable means when using lasers.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist ein strahlungsfestes holografisches Beugungsgitter und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, das bei s einem Einsatz im Resonator als Rückkoppelelement eine vorher bestimmbare gleichzeitige Wellenlängen- und Transversalmodenselektion und damit eine maximale kohärente Laserausgangsleistung ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gitterprofil eines strahlungsfesten holografischen BeugungsgittersThe object of the invention is to provide a radiation-resistant holographic diffraction grating and a method for its production, which allows a previously determinable simultaneous wavelength and Transversalmodenselektion and thus a maximum coherent laser output at s use in the resonator as a feedback element. According to the invention the object is achieved in that the grating profile of a radiation-resistant holographic diffraction grating

ortsabhängig eine unterschiedliche Modulationstiefe — aufweist und dadurch auch einen ortsabhängigen Verlauf derDepending on the location, a different modulation depth - and thus also a location-dependent course of

Effektivität hat, wodurch die Unterdrückung unerwünschter Transversalmoden erfolgt. Die ortsabhängige unterschiedlicheHas effectiveness, whereby the suppression of unwanted transverse modes takes place. The location-dependent different

Modulationstiefe — wird in Anpassung an das Gewinnprofil und die Geometrie des Resonators vorausberechnet, dModulation depth - is pre-calculated in accordance with the profit profile and the geometry of the resonator, i

Für den ortsabhängig unterschiedlichen Verlauf der Modulationstiefe — gibt es verschiedene Möglichkeiten.For the location-dependent different course of the modulation depth - there are different possibilities. Beispielsweise kann die Modulationstiefe im Zentrum der Trägeroberfläche von ihrem niedrigsten Wert ausgehend zu denFor example, the depth of modulation in the center of the support surface may be from its lowest value to the Gittergrenzen hin ansteigend sein und umgekehrt.Grid boundaries to be increasing and vice versa. Denkbar ist aber auch ein über die Trägeroberfläche im Wechsel ansteigender und abfallender Verlauf.It is also conceivable, however, over the support surface in alternation increasing and decreasing course. In bekannter Weise werden die Gitterprofile so hergestellt, daß sie die gesamte Trägeroberfläche bedecken. Dazu werden dieIn a known manner, the grid profiles are made so that they cover the entire support surface. These are the Durchmesser der Strahlbündel mit rotationssymmetrischer Verteilung größer als die abzudeckende Trägeroberfläche gewählt.Diameter of the beam bundles selected with rotationally symmetrical distribution greater than the carrier surface to be covered. Ein Merkmal des erfindungsgemäßen holografischen Beugungsgitters ist, daß unter Berücksichtigung der vorausberechnetenA feature of the holographic diffraction grating according to the invention is that taking into account the precalculated Optimierung der Laserausgangsleistung die Trägeroberfläche nur teilweise eine kreis- oder ellipsenförmige Konfiguration derOptimization of the laser output power the carrier surface only partially a circular or elliptical configuration of Gitterstruktur mit unterschiedlicher Modulationstiefe — aufweist und derverbleibende Teil der TrägeroberflächeLattice structure with different modulation depth - and the remaining part of the support surface

nichtstrukturiert ist, also einen Wert — =·= 0 hat. Die Erzeugung der ellipsenförmigen Konfiguration erfolgt im wesentlichen inis not structured, ie has a value - = · = 0. The generation of the elliptical configuration takes place essentially in

einer bekannten Weise. Der Gitterträger wird in diesem Fall in einer Zweistrahlinterferenzanordnung unter einem Winkel Φ 0 seine Oberfächennormalen zur Winkelhalbierenden der belichtenden Strahlbündel angeordnet.a known way. The lattice girder is arranged in this case in a two-beam interference arrangement at an angle Φ 0 its Oberfächennormalen the bisector of the exposing beam.

Verfahrensmäßig ist die Erfindung dadurch gegeben, daß bei den an sich bekannten Verfahren zur Herstellung strahlungsfester holografischer Gitter in einer Zweistrahlinterferenzanordnung die beiden Strahlbündel mit einer variablen statt der bekannten konstanten Intensitätsverteilung über den Bündelquerschnitt auf die Gitteroberfläche einwirken. Dabei kann die variable Intensitätsverteilung gaußförmig sein, kann aber auch jede andere, der Vorausberechnung entsprechende Verlaufsform aufweisen. Zur Erzeugung der ellipsenförmigen Flächenausdehnung der erfindungsgemäßen Gitterstruktur mit derIn terms of method, the invention is given by the fact that in the known per se methods for producing radiation-resistant holographic grating in a two-beam interference arrangement, the two beam with a variable instead of the known constant intensity distribution over the bundle cross-section act on the grid surface. In this case, the variable intensity distribution may be Gaussian, but may also have any other form of progression corresponding to the prediction. To produce the elliptical surface extent of the lattice structure according to the invention with the

ortsabhängig unterschiedlichen Modulationstiefe — wird das Beugungsgitter in den bekannten Interferenzanordnungen unterDepending on the location different modulation depth - is the diffraction grating in the known interference arrangements under

einem < Φ 0 der Oberflächennormalen zur Winkelhalbierenden der belichtenden Strahlbündel angeordnet. Es ist aber auch möglich, die Strahlbündel durch eine rechnerisch vorausbestimmte, vor dem Gitterträger befindliche Blendenkombination zu führen.a < Φ 0 of the surface normal to the bisector of the exposing beam arranged. But it is also possible to guide the beam through a mathematically predetermined, located in front of the lattice girder aperture combination.

Das dem Gewinnprofit und der Geometrie des Resonators angepaßte Effektivitätsprofil des erfindungsgemäßen Beugungsgitters gewährleistet eine maximale Energieauskopplung. Da die Strahlung innerhalb des Laserresonators durch polarisierend wirkende Elemente, wie Brewsterfenster im allgemeinen linear polarisiert ist, wird vorzugsweise die Komponente der Strahlung benutzt, deren elektrischer Vektor senkrecht zu den Gitterflächen schwingt. Durch den an den jeweiligen Verwendungszweck des Lasers angepaßten Verlauf der Effektivität werden die im Stand der Technik genannten Nachteile vermieden.The efficiency profile of the diffraction grating according to the invention adapted to the profit profit and the geometry of the resonator ensures maximum energy extraction. Since the radiation within the laser resonator is generally linearly polarized by means of polarizing elements, such as Brewster windows, the component of the radiation whose electrical vector oscillates perpendicular to the grid surfaces is preferably used. By adapted to the particular intended use of the laser course of effectiveness, the disadvantages mentioned in the prior art are avoided.

Ausführungsbeispieleembodiments Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail below by exemplary embodiments. In the accompanying drawings show Fig. 1: eine Anordnung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen holografischen Beugungsgitters,1 shows an arrangement for producing a holographic diffraction grating according to the invention, Fig. 2: die Gradationsfunktion des Resist,2 shows the gradation function of the resist, Fig. 3 a und 3 b: zwei Ausführungen des erfindungsgemäßen Beugungsgitters in Schnittdarstellung,3 a and 3 b: two embodiments of the diffraction grating according to the invention in a sectional view, Fig. 3 с und 3 d: zwei unterschiedliche Konfigurationen der Gitterstruktur,3 and 3 d: two different configurations of the lattice structure, Fig. 4: eine weitere Anordnung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen holografischen Beugungsgitters,4 shows a further arrangement for producing a holographic diffraction grating according to the invention, Fig. 5: eine Anordnung ds holografischen Beugungsgitters im Resonator,5 shows an arrangement of the holographic diffraction grating in the resonator, Fig. 6: eine grafische Darstellung der Beugungseffektivität über die Trägeroberfläche.6: a graphic representation of the diffraction efficiency over the carrier surface.

Die Fig. 1 zeigt eine Anordnung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen holografischen Beugungsgitters. Auf einen optisch ebenen Gitterträger 1, der mit einer Schicht 2 aus Positivresist versehen ist, werden in einer Zweistrahlinterferenzanordnung zwei aufgeweitete, kohärente und parallele Strahlbündel 3,4 unter einem Winkel 2a in bekannterWeise überlagert. Der Gitterträger 1 ist so angeordnet, daß seine Normale „11" mit der Richtung ζ in einem ortsfesten Koordinatensystem x, y, ζ den Winkel 00 = 0 einschließt. Die zu belichtende Schicht 2 liegt in der x-y-Ebene. Auf dem Gitterträger 1 entstehen Interferenzstreifen mit einer GitterkonstanteFig. 1 shows an arrangement for producing a holographic diffraction grating according to the invention. On an optically level lattice girder 1, which is provided with a layer 2 of positive resist, in a two-beam interference arrangement, two expanded, coherent and parallel beam bundles 3, 4 are superimposed at an angle 2a in a known manner. The lattice girder 1 is arranged so that its normal "11" with the direction ζ in a stationary coordinate system x, y, ζ enclose the angle 00 = 0. The layer 2 to be exposed lies in the xy plane Interference fringes with a lattice constant

2 sin λο 2 sin λ o

Herstellungswellenlänge).Production wavelength). Erfindungsgemäß wird- abweichend vom bekannten Stand der Technik- die Intensitätsverteilung I im Beispiel in jedem derDeviating from the known state of the art according to the invention the intensity distribution I in the example in each of

beiden belichtenden Strahlbündel 3,4 über den Bündeldurchmesser 5,6 mit der Koordinate x' gaußförmig gewählt. Dietwo exposing beam 3,4 selected over the bundle diameter 5,6 with the coordinate x 'gaussian. The

Strahlenbündel 3,4 können aber auch jede beliebige andere an den Verwendungszweck angepaßte Verlaufsform aufweisen.However, radiation bundles 3, 4 can also have any desired shape adapted to the purpose of use. Das Maximum der zweidimensionalen Intensitätsverteilung lmax (0,0) befindet sich jeweils in der Mitte (x = 0, у = 0) derThe maximum of the two-dimensional intensity distribution l max (0,0) is in each case in the middle (x = 0, у = 0) of the Strahlbündel 3,4 und im Zentrum des Koordinatensystems χ = 0, у = 0, ζ = 0.Ray bundle 3,4 and in the center of the coordinate system χ = 0, у = 0, ζ = 0. Die Überlagerung beider Strahlbündel 3,4 auf der Oberfläche des Gitterträgers 1 ergibt Interferenzstreifen, deren Intensität Kx,The superimposition of both beam bundles 3, 4 on the surface of the lattice girder 1 yields interference fringes whose intensity Kx,

y) von der Mitte des Trägers χ = 0, у = 0 nach außen hin entsprechend einem durch die Projektion unter dem Winkel αverformten Gaußverteilung abnimmt.y) decreases from the center of the carrier χ = 0, у = 0 toward the outside in accordance with a Gaussian distribution deformed by the projection at the angle α.

In einem anschließenden Entwicklungsprozeß werden die Parameter Entwicklungszeit und Entwicklerkonzentration so gewählt,In a subsequent development process, the parameters development time and developer concentration are selected

daß der Arbeitsbereich des holografischen Beugungsgitters im linearen Teil der Gradationsfunktion wie in Fig. 2 dargestellt,liegt. Auf der Grafik ist der Abtrag A (μιτι) des Resistes als Funktion der Belichtungsenergie I · t dargestellt, wobei „t" diethat the working range of the holographic diffraction grating in the linear part of the gradation function as shown in Fig. 2, is located. On the graph, the removal A (μιτι) of the resist is shown as a function of the exposure energy I · t, where "t" the

Belichtungszeit ist.Exposure time is. Die Figuren 3 a und 3 b zeigen einen Schnitt durch ein holografisches Beugungsgitter 7 in der Ebene у = 0 mit dem ortsabhängigFigures 3 a and 3 b show a section through a holographic diffraction grating 7 in the plane у = 0 with the location-dependent

unterschiedlichen Gitterprofil 8.different grid profile 8.

In Fig. 3 a ist der Anwendungsfall zu sehen, bei dem die Verteilung der unterschiedlichen Modulationstiefe —vom Zentrum derIn Fig. 3 a, the application can be seen, in which the distribution of the different modulation depth -from the center of the Gitteroberfläche ausgehend zu den Rändern hin abnehmend ist.Grid surface starting from the edges towards decreasing. In Fig. 3 b ist der unterschiedliche Verlauf der Modulationstiefe—-über die Gitteroberfläche im Wechsel ansteigend undIn Fig. 3 b, the different course of the modulation depth - on the grid surface in alternation increasing and

abfallend dargestellt.shown sloping.

Bei den bekannten Lösungen des Einsatzes von holografischen Beugungsgittern in Laserresonatoren erstreckt sich das Gitterprofil 8 über die gesamte Gitteroberfläche. Bei dem erfindungsgemäßen holografischen Beugungsgitter 7 ist die Oberfläche nur teilweise mit einem Gitterprofil 8, beispielsweise als kreis- oder ellipsenförmige Konfiguration, wie in den Fig. 3c und d dargestellt, versehen und die übrige Gitteroberfläche ist nicht strukturiert.In the known solutions of the use of holographic diffraction gratings in laser resonators, the grating profile 8 extends over the entire grating surface. In the holographic diffraction grating 7 according to the invention, the surface is only partially provided with a grating profile 8, for example as a circular or elliptical configuration, as shown in FIGS. 3c and d, and the remaining grating surface is not structured.

Bei der ellipsenförmigen Konfiguration ist zu beachten, daß die große Halbachse der Ellipse in Dispersionsrichtung liegt. In Fig. ist eine Anordnung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Beugungsgitters zu sehen, bei dem sich die Gitterstruktur in elliptischer Konfiguration über die Gitteroberfläche erstreckt. Es handelt sich im Prinzip um die gleiche Anordnung wie unter Fig. 1 beschrieben. Im Unterschied zu dieser wird zur Erzeugung der ellipsenförmigen Konfiguration der Gitterträger 1 unter einen Winkel 6 seiner Normalen ,11" mit Richtung z, angeordnet. Der Winkel θ kann zweckmäßigerweise dem Autokolfimationswinkel bei dem Einsatz des Beugungsgitters im Resonator entsprechen. Eine andere Variante zur Erzeugung der elliptischen Konfiguration ist unter Berücksichtigung des Verwendungszweckes die Verwendung einer rechnerisch vorausbestimmten Blendenkombination, die unmittelbar vor dem Gitterträger angeordnet ist. Bei der holografischen Aufnahme werden die Strahlbündel durch diese Blendenkombination geführt.In the elliptical configuration, it should be noted that the large semiaxis of the ellipse lies in the dispersion direction. FIG. 1 shows an arrangement for producing a diffraction grating according to the invention, in which the grating structure extends in elliptical configuration over the grating surface. It is in principle the same arrangement as described under Fig. 1. In contrast to this, the lattice girder 1 is arranged at an angle 6 of its normal, 11 "with direction z, in order to produce the ellipse-shaped configuration The angle θ can expediently correspond to the autocalfusion angle in the use of the diffraction grating in the resonator In the case of the holographic recording, the beam bundles are guided through this diaphragm combination, taking into account the intended use, the use of a computationally predefined diaphragm combination, which is arranged directly in front of the lattice girder.

Die weiteren abweichenden Verfahrensschritte sind im wesentlichen fachgemäßes Tun, wie beispielsweise die Errechnung der Gitterkonstanten nach der GleichungThe other deviating method steps are essentially appropriate actions, such as the calculation of the lattice constants according to the equation

d =d =

2sina · cos θ λ = Herstellungswellenlänge2sina · cos θ λ = fabrication wavelength

Fig. 5zeigt den Einsatz des holografischen Beugungsgitters 7 in einem TEA-CO2-Laser in Autokollimationsanordnung. Dargestellt ist der Strahlengang durch den Laserresonator 9 zwischen holografischem Beugungsgitter 7 und Spiegel 10. Dabei wird die I.Ordnung in den Laserresonator zurückgebeugt. Die Beugungseffektivität η im gebeugten Bündel hängt von derFig. 5 shows the use of the holographic diffraction grating 7 in a TEA-CO 2 laser in autocollimation arrangement. Shown is the beam path through the laser resonator 9 between holographic diffraction grating 7 and mirror 10. Here, the I.Ordnung is bent back into the laser resonator. The diffraction efficiency η in the diffracted beam depends on the

Modulationstiefe — ab. Da — eine Funktion von x, у auf der Gitteroberfläche ist, erfolgt über den Querschnitt des d dModulation depth - from. Since - is a function of x, у on the lattice surface, takes place over the cross section of the d d

Laservolumens eine variable Rückkopplung. Zu den schwächer rückgekoppelten Randbezirken des Laservolumens wird das Anschwingen von Transversalmoden unterdrückt. Die O.Ordnung „11" wird über das Gitter ausgekoppelt. Fig.6zeigt einen in der I.Ordnung in Autokollimation gemessenen Verlauf der Beugungseffektivität η in einem CO2-Laser. Transversalmoden höherer Ordnung treten im Gegensatz zu den bekannten Beugungsgittern nicht mehr auf und es ergibt sich eine deutlich verbesserte Nahfeldverteilung.Laser volume a variable feedback. The oscillation of transverse modes is suppressed to the weaker feedback margins of the laser volume. 6 shows a course of the diffraction efficiency η in a CO 2 laser, measured in autocollimation in the I. order, transversal modes of higher order no longer appear, in contrast to the known diffraction gratings, and FIG This results in a significantly improved near-field distribution.

Claims (8)

1. Strahlungsfestes holografisches Beugungsgitter, vorzugsweise für Laserresonatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstruktur in Anpassung an das Gewinnprofil und die Geometrie des1. Radiation-resistant holographic diffraction grating, preferably for laser resonators, characterized in that the lattice structure in adaptation to the profit profile and the geometry of Resonators eine vorausberechnete ortsabhängig unterschiedliche Modulationstiefe —r- aufweist,Resonator has a predicted location-dependent different modulation depth -r-, wobei dieser Wert auf Teilbereichen der Trägeroberfläche 0 sein kann.this value may be 0 on subregions of the support surface. 2. Strahlungsfestes holografisches Beugungsgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß2. Radiation-resistant holographic diffraction grating according to claim 1, characterized in that der ortsabhängig unterschiedliche Verlauf der Modulationstiefe -j- z.B. vom Zentrum der Trägeroberfläche zu den Rändern hin abnehmend ist.the location-dependent different course of the modulation depth -j-. decreasing from the center of the support surface towards the edges. 3. Strahlungsfestes holografisches Beugungsgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß3. Radiation-resistant holographic diffraction grating according to claim 1, characterized in that die Verteilung des ortsabhängig unterschiedlichen Verlaufs der Modulationstiefe —ρ überthe distribution of the location-dependent different course of the modulation depth -ρ over die Trägeroberfläche im Wechsel ansteigend und abfallend ist.the support surface is alternately rising and falling. 4. Strahlungsfestes holografisches Beugungsgitter nach Anspruch 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitteroberfläche teilweise eine Gitterstruktur unterschiedlicher4. Radiation-resistant holographic diffraction grating according to claim 1,2 and 3, characterized in that the grating surface partially a lattice structure different Modulationstiefe —r- von kreisförmiger Konfiguration aufweist.Modulation depth -r- of circular configuration. 5. Strahlungsfestes holografisches Beugungsgitter nach Anspruch 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitteroberfläche teilweise eine Gitterstruktur mit ortsabhängig5. Radiation-resistant holographic diffraction grating according to claim 1,2 and 3, characterized in that the grating surface partially a grid structure with location-dependent unterschiedlicher Modulationstiefe -g- von ellipsenförmiger Konfiguration aufweist, wobei die große Halbachse der Ellipse in Dispersionsrichtung liegt.different modulation depth -g- has elliptical configuration, the major axis of the ellipse lies in the dispersion direction. 6. Verfahren zur Herstellung eines strahlungsfesten holografischen Beugungsgitters in an sich bekannter Weise in einer Interferenzanordnung mit zwei Strahlbündeln mit konstanter Intensitätsverteilung, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Strahlbündel mit einer variablen Intensitätsverteilung über den Bündelquerschnitt auf die Gitteroberfläche einwirken.6. A method for producing a radiation-resistant holographic diffraction grating in a conventional manner in an interference arrangement with two beams with constant intensity distribution, characterized in that the two beams act with a variable intensity distribution over the beam cross-section on the grid surface. 7. Verfahren zur Herstellung eines strahlungsfesten holografischen Beugungsgitters nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der elliptischen Konfiguration des Gitterprofils auf der Gitteroberfläche das Beugungsgitter beispielsweise unter einem < Φ 0 der Oberflächennormalen zur Winkelhalbierenden der belichteten Strahlbündel angeordnet ist.7. A method for producing a radiation-resistant holographic diffraction grating according to claim 6, characterized in that for the preparation of the elliptical configuration of the grating profile on the grating surface, the diffraction grating is arranged, for example, a <Φ 0 of the surface normal to the bisector of the exposed beam. 8. Verfahren zur Herstellung eines strahlungsfesten holografischen Beugungsgitters nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der elliptischen Konfiguration des Gitterprofils auf der Gitteroberfläche die Strahlbündel durch eine vorausberechnete, vor dem Gitterträger angeordnete Blendenkombination geführt werden.8. A method for producing a radiation-resistant holographic diffraction grating according to claim 6, characterized in that for producing the elliptical configuration of the grating profile on the grating surface, the beam are passed through a pre-calculated, arranged in front of the lattice girder diaphragm combination.
DD33682089A 1989-12-29 1989-12-29 RADIATION-RESISTANT HOLOGRAPHIC GRID, PREFERABLY FOR LASER RESONATORS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF DD291409A5 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD33682089A DD291409A5 (en) 1989-12-29 1989-12-29 RADIATION-RESISTANT HOLOGRAPHIC GRID, PREFERABLY FOR LASER RESONATORS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD33682089A DD291409A5 (en) 1989-12-29 1989-12-29 RADIATION-RESISTANT HOLOGRAPHIC GRID, PREFERABLY FOR LASER RESONATORS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DD291409A5 true DD291409A5 (en) 1991-06-27

Family

ID=5615717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DD33682089A DD291409A5 (en) 1989-12-29 1989-12-29 RADIATION-RESISTANT HOLOGRAPHIC GRID, PREFERABLY FOR LASER RESONATORS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Country Status (1)

Country Link
DD (1) DD291409A5 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69411590T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING APERIODIC GRIDS IN OPTICAL FIBERS
DE69711419T2 (en) Diffraction grating-coupled free-electron laser device and method
DE69606812T2 (en) Semiconductor laser
DE69128942T2 (en) OPTICAL MIXER
DE2617706A1 (en) QUICKLY TUNABLE, CONTINUOUSLY OPERATING LASER
EP0314171A2 (en) Mode-locked laser
DE2142263A1 (en) Lightwave coupling arrangement in Dunnfilra light guide
DE4039682C2 (en) Solid state laser that is transversely excited by the light emitted by semiconductor lasers
DE2534828A1 (en) SOLID-STATE LASER DEVICE
DE69402193T2 (en) WAVE LADDER LASER
DE60037600T2 (en) HOLOGRAPHIC VOLUME GRID STRUCTURE WITH HIGH DISPERSION
DE2649521A1 (en) WAVELENGTH SELECTIVE LIGHT INTERRUPTING DEVICE
DE112009001295B4 (en) Laser light source with a spatial light modulator
EP1158316B1 (en) Use of a diffraction grating with a high aspect ratio
DE2831813A1 (en) OPTICAL FILTER
DE2713362A1 (en) DEVICE FOR THE FORMATION OF A COMPOSITE LIGHT BEAM BY DEFLECTING INCOMING LIGHT
EP0238964A2 (en) Cut-off filter for integrated optics
DE1234340C2 (en) ARRANGEMENT FOR IMPROVING THE MONOCHROMASY OF AN OPTICAL TRANSMITTER OR AMPLIFIER FOR COAERENT ELECTROMAGNETIC RADIATION
DE2843011A1 (en) Diffraction-limited laser oscillator
DD291409A5 (en) RADIATION-RESISTANT HOLOGRAPHIC GRID, PREFERABLY FOR LASER RESONATORS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE69511097T2 (en) OPTICAL MULTI-WAVELENGTH WAVE GUIDE FILTER
DE69901194T2 (en) Bragg grating for optical fiber with a shifted equivalent mirror plane and manufacturing method therefor
DE102004022037B4 (en) Method for generating a frequency spectrum in the form of a frequency comb and laser device therefor
DE4215132A1 (en) TUNABLE PULSE OPTICAL PARAMETRIC OSCILLATOR IN LONGITUDINAL SINGLE MODE
DE60115027T2 (en) Use of an otic fiber with inclined Bragg gratings to improve the flatness of the gain curve of an optical amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
RPI Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act)
RPV Change in the person, the name or the address of the representative (searches according to art. 11 and 12 extension act)
ENJ Ceased due to non-payment of renewal fee