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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Stabilisierung
der Emissions-Wellenlänge einer
Laserdiode nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Es
besteht ein zunehmender Bedarf an Hochleistungs-Halbleiterlasern,
beispielsweise für das
optische Pumpen von Faserverstärkern
und Faserlasern. Derartige Hochleistungs-Diodenlaser sind üblicherweise
als kantenemittierende Breitstreifen-Laserdioden aufgebaut. In der 1 ist
eine derartige Breitstreifen-Laserdiode und ihre Abstrahlcharakteristik
schematisch dargestellt. Das Verstärkermedium, also die aktive
Halbleiterschicht in welcher die Laserstrahlung erzeugt wird, wird
räumlich
durch eine Wellenleiterstruktur begrenzt. In der transversalen Richtung
wird die Begrenzung durch den p-n-Übergang bestimmt, während die
Begrenzung in der lateralen Richtung durch die hergestellte Breite der
aktiven Schicht und/oder durch die Breite der oberflächenseitigen
Elektrodenschicht (Streifenbreite) bestimmt wird. Wenn die lateralen
Dimensionen des Lasers nur wenige Mikrometer betragen, kann der
Laser nur in einem lateralen Grundmode anschwingen, sodass ein derartiger
Laser als Monomode-Laser bezeichnet wird. Die für einen derartigen Monomode-Laser
erreichbare optische Ausgangsleistung ist auf einige 100 mW beschränkt. Wird
dagegen der Laser in der lateralen Richtung verbreitert, so kann
die Ausgangsleistung gesteigert werden. Dies wird allerdings mit
einer lateral mehrmodigen Abstrahlung des Diodenlaser erkauft, wie
in der 1 dargestellt ist. Die sogenannten Breitstreifen-Laserdioden
weisen Emitterbreiten von typisch 10–500 μm auf und erreichen Ausgangsleistungen von
1–10 W.
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Die
Emissions-Wellenlänge
von Laserdioden variiert bekanntermaßen mit der Ausgangsleistung der
Emissionsstrahlung und der Temperatur des Chips. Diese Effekte sind
bei Breitstreifen-Laserdioden
mit hoher Leistung von über
1 W besonders stark ausgeprägt
und können
zu Wellenlängenverschiebungen
von mehr als 10 nm führen.
Viele Anwendungen von Breitstreifen-Laserdioden, insbesondere das bereits
eingangs erwähnte
Pumpen von Faserverstärkern
und Faserlasern, benötigen
aber häufig
eine stabile Wellenlänge.
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Die
Druckschrift
EP 1 145
392 B1 beschreibt eine Halbleiter-Lichtquelle mit einem Halbleiter-Verstärkungselement
mit einem ersten Ende und einem Ausgangsende und einem Verstärkungsbereich,
dessen Weite an dem Ausgangsende größer ist als an dem ersten Ende,
sodass nur ein lateraler Ausbreitungsmodus, nämlich der laterale Grundmode
emittiert wird. Die Halbleiter-Lichtquelle ist mit einer optischen
Monomode-Lichtleitfaser gekoppelt, die einen wellenlängen-selektiven
Reflektor in Form eines Faser-Bragg-Gitters enthält, um ein Reflexionsvermögen bei
einer Wellenlänge
bereitzustellen, die im Verstärkungsbereich
der Halbleiter-Lichtquelle enthalten ist. Der wellenlängen-selektive
Reflektor ist in einem Abstand von dem Halbleiter-Verstärkungselement angeordnet,
der größer ist
als die Kohärenzlänge der Laserstrahlung,
sodass die Halbleiter-Lichtquelle in einem Regime außerhalb
des sogenannten Kohärenzkollaps
betrieben wird.
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Die
Druckschrift
EP 1 241
751 B1 beschreibt eine Lichtquelle, die einen Halbleiter-Laser
umfasst, der einen seitlich begrenzenden optischen Wellenleiter
mit einem reflektierenden ersten Ende und einem zweiten Ende umfasst,
wobei der optische Wellenleiter einen ersten, einen zweiten und
einen dritten Abschnitt aufweist und der erste Abschnitt eine derartige
Weite aufweist, dass nur ein optischer lateraler Grundmode emittiert
wird und höhere
optische Lateralmoden gefiltert werden. Die Ausgangsstrahlung des
Halbleiter-Lasers wird in eine einen wellenlängen-selektiven Reflektor enthaltende
op tische Monomode-Lichtleitfaser eingekoppelt, wobei der wellenlängenselektive
Reflektor um einen Abstand größer als
die Kohärenzlänge von
dem Halbleiter-Laser beabstandet ist.
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Die
Druckschrift
US 5,715,263
A beschreibt eine Anordnung zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer
Singlemode-Laserdiode
mittels einer Lichtleitfaser, welche als Multimode-Faser ausgebildet
sein kann und in welche die Emissionsstrahlung der Laserdiode einkoppelbar
ist. Die Lichtleitfaser weist einen wellenlängenselektiven Reflektor auf, welcher
bei der gewünschten
Emissionswellenlänge der
Laserdiode ein Reflexionsvermögen
aufweist.
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Die
Druckschrift
US
2003/0058905 A1 beschreibt in der
7 eine
Ausführungsform
eines Lasersystems umfassend einen optischen Lichtleiter, in welchem
wellenlängenselektive
reflektive Elemente in der Form schmalbandiger Filter aus einer
dünnen Schicht
oder einem Bragg-Gitter enthalten sind.
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Die
Druckschrift
EP 1 241
751 A1 beschreibt in ihrer
8 eine
Ausführungsform
eines Lasersystems, welches einen Faserkoppler enthält, in welchen
die Emissionsstrahlung einer Laserquelle eingekoppelt wird und welcher
einen ersten und einen zweiten Faserausgang aufweist, wobei mit
dem zweiten Faserausgang eine mit einem reflektierenden Element
versehene Lichtleitfaser verbunden ist.
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Die
Druckschrift
WO
2003/092131 A1 beschreibt eine Anordnung zur Stabilisierung
der Emissionswellenlänge
einer Laserdiode, welche eine Multimode-Laserdiode umfasst und bei
welcher die Emissionsstrahlung der Laserdiode in den lichtführenden
Kern einer Multimode-Faser eingekoppelt wird, wobei der Durchmesser
des lichtführenden Kerns
90 μm beträgt.
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Die
Druckschrift
US 5,706,301
A beschreibt eine Regelungseinrichtung zur Regelung der
Ausgangswellenlänge
einer Laserstrahlquelle, bei welcher die Emissionsstrahlung der
Laser strahlquelle in einen Faserkoppler einkoppelbar ist, welcher
einen ersten und einen zweiten Faserausgang aufweist, wobei mit
dem zweiten Faserausgang eine mit einem reflektierenden Element
versehene Lichtleitfaser verbunden ist.
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Die
Druckschrift
EP 1 494
325 A1 beschreibt eine Laserstrahlquelle mit einstellbarer
Emissions-Wellenlänge,
bei welcher die Ausgangsstrahlung eines Fabry-Perot-Lasers in einen
Wellenleiter eingekoppelt wird und ein Gitter am Ausgang des Wellenleiters
angeordnet ist, durch welches ein Strahlungsbündel einer ausgewählten Wellenlänge in den
Wellenleiter und somit in den Laser zurückgekoppelt werden kann.
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Die
Druckschrift
US
2003/0169987 A1 beschreibt eine optische Fasereinrichtung
zur Steuerung der Ausbreitung von Licht innerhalb von Lichtleitern.
Es wird erwähnt,
dass zur Steuerung der Lichtausbreitung Gitter verwendet werden
können, die
typischerweise innerhalb eines Faserstücks angeordnet sind und in
Form einer Vielzahl von im Wesentlichen gleichmäßig beabstandeten Gitterelementen
wie Brechungsindex-Änderungen,
Schlitzen oder Gräben
vorliegen können.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Stabilisierung
der Emissionswellenlänge
einer Laserdiode, insbesondere einer mehrere laterale Ausbreitungs-Moden
emittierenden Breitstreifen-Laserdiode, anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sowie verschiedene Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein
wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in der Kopplung
der zu stabilisierenden Laserdiode mit einer Lichtleitfaser, die
einen wellenlängenselektiven
Reflektor enthält
und mindestens abschnittsweise als Multi-Mode-Faser ausgebildet ist.
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Die
Laserdiode ist insbesondere als eine kantenemittierende Laserdiode
ausgebildet, wobei die laterale Breite der aktiven Schicht vorzugsweise in
einem Bereich von 10 μm
bis 500 μm
liegt, sodass die Laserdiode als Breitstreifen-Laserdiode bezeichnet
werden kann. Bei derartigen Streifenbreiten ist mit der Emission
mehrerer lateraler Ausbreitungsmoden zu rechnen.
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Der
wellenlängenselektive
Reflektor dient zur Einstellung einer gewünschten Emissionswellenlänge und
weist zu diesem Zweck ein optisches Reflexionsvermögen in einem
Wellenlängenbereich
auf, der innerhalb des Verstärkungsbereichs
der Laserdiode liegt. Das Reflexionsvermögen des wellenlängenselektiven
Reflektors kann insbesondere ein ausgeprägtes Maximum bei einer gewünschten
Emissionswellenlänge
aufweisen, sodass durch Rückkopplung
der an dem wellenlängenselektiven
Reflektor reflektierten Emissionsstrahlung in die Laserdiode diese
auf die gewünschte
Emissionswellenlänge
eingestellt und stabilisiert wird.
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Es
ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung
insbesondere nicht notwendig, dass der wellenlängenselektive Reflektor in
einem Abstand von der Laserdiode angeordnet ist, der größer als
die Kohärenzlänge der
Laserstrahlung ist. Für
die vorliegende Erfindung spielt dieser Abstand vielmehr keine wesentliche
Rolle. Es ist eher von Vorteil, wenn dieser Abstand geringer als
die Kohärenzlänge, also
insbesondere geringer als 1 m ist. Besonders vorteilhaft ist es,
wenn der Abstand lediglich wenige Millimeter beträgt, um Instabilitäten durch
die Faserbewegung zu vermeiden. Der Abstand kann beispielsweise
kleiner als 50 mm, insbesondere kleiner als 20 mm, insbesondere
kleiner als 10 mm, insbesondere kleiner als 5 mm, insbesondere 1–2 mm betragen.
Der Abstand bezieht sich dabei auf den Ausbreitungspfad der von der
Laserdiode emittierten Strahlung von der Austrittsfläche der
Laserdiode zu dem wellenlängenselektiven
Reflektor.
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Der
wellenlängenselektive
Reflektor kann ein Faser-Bragg-Gitter
(FBG) sein, welches in an sich bekannter Weise in den Kern der Lichtleitfaser
an einer definierten Position eingeprägt oder eingeschrieben wird.
Der wellenlängenselektive
Reflektor kann jedoch auch eine andere Art Reflektor sein, z. B.
eine dielektrische Beschichtung, die auf der Eintrittsfläche der
Lichtleitfaser aufgebracht ist.
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Die
Lichtleitfaser enthält
an ihrem vorderen Ende, also dem Lichteintrittsende, ein Stück einer Monomode-Faser
und eine daran angrenzende Multimode-Faser, wobei der wellenlängenselektive
Reflektor innerhalb der Monomode-Faser angeordnet ist. Die Länge der
Monomode-Faser beträgt
dabei vorzugsweise 1–5
mm. Falls als wellenlängenselektiver
Reflektor ein Faser-Bragg-Gitter verwendet wird, so weist dieses
vorzugsweise eine Reflektivität
von 5–100%
bei der gewünschten
Emissionswellenlänge der
Anordnung auf.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Breitstreifen-Laserdiode und ihre Abstrahlcharakteristik;
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2A ein
Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung mit einer durchgängigen Multimode-Faser;
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2B ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Anordnung
mit einem Monomode-Faserstück
und einer daran angrenzenden Multimode-Faser;
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2C ein
weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung
mit einer Doppelmantel-Multimode-Faser;
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2D ein
weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung
mit zwei Multimode- Faserabschnitten
und einer dielektrischen Schicht als wellenlängenselektiver Reflektor;
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2E ein
weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung
mit einer Multimode-Faser, einem Mehrmoden-Faserkoppler und einer
dielektrischen Schicht als wellenlängenselektiver Reflektor; und
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2F ein
weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung
mit einer Multimode-Faser und einer periodischen Modulation als
wellenlängenselektiver
Reflektor.
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Die 2A zeigt
ein Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung in einer schematischen
Darstellung. Eine kantenemittierende Laserdiode 10 ist
als sogenannte Breitstreifen-Laserdiode ausgebildet und weist demzufolge
in einer Richtung lateral zur Abstrahlrichtung eine Breite der aktiven
Schicht in einem Bereich 10 μm
bis 500 μm auf.
Sie emittiert ein Strahlungsbündel 15,
welches auf eine gewünschte
Emissionswellenlänge
eingestellt und stabilisiert werden soll.
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In
einem geringen Abstand von der Laserdiode 10 ist eine Lichtleitfaser 20 angeordnet,
die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
als durchgängige
Multimode-Faser ausgebildet ist. Die Lichtleitfaser 20 weist
einen inneren Kern 20.1 und einen den inneren Kern 20.1 umschließenden Mantel 20.2 auf.
In den inneren Kern 20.1 ist als wellenlängenselektiver
Reflektor 21 ein Faser-Bragg-Gitter (FBG) über den
gesamten Durchmesser des inneren Kerns 20.1 in an sich
bekannter Weise eingeschrieben oder eingeprägt. Das FBG besitzt eine Reflexionscharakteristik,
bei der ein ausgeprägtes
Reflexionsmaximum bei der gewünschten
Emissionswellenlänge vorhanden
ist. Das FBG 21 reflektiert einen Teil des Laserlichts
bei dieser vorgegebenen Emissionswellenlänge in die Laserdiode zurück, sodass
der Betrieb der Laserdiode auf die durch das FBG 21 definierte
Emissionswellenlänge
eingestellt und stabilisiert wird. Die Reflektivität des FBG 21 liegt
im Bereich zwischen 0,5% und 50%.
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Das
FBG 21 ist, wie dargestellt, nahe dem Lichteintrittsende
der Lichtleitfaser 20 in den inneren Kern 20.1 eingeprägt. Der
Abstand zwischen dem FBG 21 und der Lichtaustrittsfläche der
Laserdiode 10 beträgt
vorzugsweise nur wenige Millimeter, um Instabilitäten durch
die Faserbewegung zu vermeiden. Der Abstand kann beispielsweise
10 mm oder weniger betragen. Insbesondere kann der Abstand 5 mm
oder weniger betragen, wobei ein besonders bevorzugter Wert für den Abstand
bei 1–2
mm liegt. Ferner kann die Lichtleitfaser 20 von einer äußeren Umhüllung 26 umgeben
sein, die in Längsrichtung
der Faser von dem Lichteintrittsende beabstandet ist.
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Aus
der Lichtleitfaser 20 kann die bei der gewünschten
Emissionswellenlänge
stabilisierte Emissionsstrahlung 25 der Laserdiode 10 entnommen werden.
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In
der 2B ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung
zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer Laserdiode 10 schematisch
dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist
die Lichtleitfaser 30 aus zwei verschiedenen Faserabschnitten
aufgebaut. Im vorderen Bereich an der Eingangsseite befindet sich
ein kurzes Stück
einer Monomode-Faser 32,
welche das Lichteintrittsende enthält. Die Monomode-Faser 32 weist
einen inneren Kern 32.1 und einen äußeren Mantel 32.2 auf.
In den inneren Kern 32.1 ist ein Faser-Bragg-Gitter (FBG) 31 eingeprägt. Über den
Abstand des FBG 31 von der Austrittsfläche der Laserdiode 10 gilt
dasselbe wie bei der Anordnung gemäß 2A. Die
Monomode-Faser 32 weist eine Länge von 1–5 mm auf. Sie grenzt an eine
Multimode-Faser 33,
die einen inneren Kern 33.1 und einen äußeren Mantel 33.2 enthält. Die
Multimode-Faser 33 ist, beginnend in einem Abstand von
der Grenze zwischen der Monomode-Faser 32 und der Multimode-Faser 33 von
einer äußeren Umhüllung 36 umgeben.
Der wesentliche Teil des von der Laserdiode 10 emit tierten
Lichtes wird über den
inneren Kern 32.1 und den Mantel 32.2 der Monomode-Faser 32 in
die Multimode-Faser 33 geführt. Die Monomode-Faser 32 ist
aufgrund ihrer kurzen Länge
in der Lage die verschiedenen lateralen Ausbreitungsmoden der Laserdiode 10 bis
zu der Multimode-Faser 33 zu führen, da das Emissionslicht
der Laserdiode 10 auch in dem Mantel 32.2 geführt wird, sodass
aufgrund der kurzen Länge
der Monomode-Faser 32 die
Verluste hingenommen werden können.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Lichteintrittsende der
Monomode-Faser 32 in Form einer Linse angeschliffen ist.
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Die
Ausführungsform
gemäß der 2B hat gegenüber der
Anordnung der 2A den Vorteil, dass es leichter
ist, das FBG 31 in den inneren Kern 32.1 der Monomode-Faser 32 einzuschreiben.
Bei der Anordnung der 2A ist es schwieriger, das FBG 32 über den
gesamten Durchmesser des inneren Kerns 20.1 der Multimode-Faser 20 einzuschreiben.
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Die
aus der Lichtleitfaser 30 austretende Laserstrahlung 35 weist
eine konstante Wellenlänge auf.
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Ein
weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung
zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer Laserdiode 10 ist
in der 2C dargestellt. Bei dieser Anordnung
ist die Lichtleitfaser 40 als Zweifach-Mantel-Faser ausgebildet.
Der innere Kern 42 der Lichtleitfaser 40 weist vorzugsweise
einen sehr kleinen Durchmesser von ca. 3–20 μm auf. In den inneren Kern 42 ist
das FBG 41 eingeschrieben. Bezüglich des Abstands des FBG 41 von
der Lichtaustrittsfläche
der Laserdiode 10 und des Abstands von der Lichteintrittsfläche der
Lichtleitfaser 40 gilt das zu der Anordnung der 2A gesagte.
Der innere Kern 42 ist von einem ersten Mantel 43 umgeben,
der einen niedrigeren Brechungsindex als der innere Kern 42 aufweist.
Der erste Mantel 43 ist von einem zweiten Mantel 44 umgeben,
der einen niedrigeren Brechungsindex als der erste Mantel 43 aufweist.
Der zweite Mantel 44 ist von einer in einem Abstand von
dem Lichtein trittsende der Lichtleitfaser 40 beginnenden äußeren Umhüllungs-
oder Pufferschicht 46 umgeben, die einen niedrigeren Brechungsindex
als der zweite Mantel 44 aufweist.
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Das
FBG 41 weist eine Reflektivität von 5–100% bei der gewünschten
Emissionswellenlänge auf.
Die Lichtleitfaser 40 wird derart relativ zu der Laserdiode 10 justiert,
dass der wesentliche Teil des emittierten Lichts in den inneren,
ersten Mantel 43 der Lichtleitfaser 40 gekoppelt
wird. Ein relativ kleiner Teil des Lichtes wird auch in den inneren
Kern 42 der Doppelmantelfaser gekoppelt. Ein wesentlicher
Teil des in den inneren Kern 42 der Lichtleitfaser 40 gekoppelten
Anteils des Lichts wird durch das FBG 41 in die Laserdiode 10 zurückgekoppelt.
Dies führt
wie bei den vorhergehenden Anordnungen dazu, dass die Breitstreifen-Laserdiode
bei der durch das FBG 41 definierten Wellenlänge eingestellt
und stabilisiert wird. Das aus der Lichtleitfaser 40 entnehmbare
Ausgangslicht 45 weist somit eine stabile Wellenlänge auf.
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Ein
weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung
zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer Laserdiode 10 ist
in der 2D dargestellt. Bei dieser Anordnung
ist die Lichtleitfaser 50 aus zwei Faserabschnitten aufgebaut,
nämlich
aus einer ersten Multimode-Faser 52, welche einen inneren
Kern 52.1 und einen den inneren Kern 52.1 umschließenden äußeren Mantel 52.2 aufweist
und in welche die Emissionsstrahlung 15 der Laserdiode 10 eingekoppelt
wird, und eine zweite Multimode-Faser 53, welche ebenfalls
einen inneren Kern 53.1 und einen den inneren Kern 53.1 umschließenden äußeren Mantel 53.2 aufweist.
Die zweite Multimode-Faser 53 ist
mit der ersten Multimode-Faser 52 durch Stoßkopplung
verbunden. Die zweite Multimode-Faser 53 ist an ihrem der
ersten Multimode-Faser 52 zugewandten Ende mit einer dielektrischen
Beschichtung 51 versehen, welche bei der vorliegenden Anordnung
die Rolle des wellenlängenselektiven
Reflektors übernimmt.
Die dielektrische Beschichtung 51 kann beispielsweise aus
einer Anzahl von Schichten mit abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex
aufgebaut sein und solchermaßen
ein Reflexionsspektrum mit einer definierten schmalbandigen Reflexion
bei einer gewünschten Emissionswellenlänge liefern.
Ein relativ kleiner Anteil der Emissionsstrahlung der Laserdiode 10 wird bei
der durch die dielektrische Beschichtung 51 festgelegten
Wellenlänge
in die Laserdiode zurückgekoppelt.
Dies führt
wieder dazu, dass die Laserdiode 10 bei der durch die dielektrische
Beschichtung 51 definierten Wellenlänge eingestellt und stabilisiert wird,
sodass die aus der zweiten Multimode-Faser 53 entnommene
Ausgangsstrahlung 55 eine stabile Wellenlänge aufweist.
Die Lichtleitfaser 50 kann zudem von einer in einem Abstand
von dem Lichteintrittsende der ersten Multimode-Faser 52 beginnenden äußeren Umhüllung 56 umgeben
sein. Der Abstand der dielektrischen Beschichtung 51 von
der Lichtaustrittsfläche
der Laserdiode 10 liegt vorzugsweise im Bereich weniger
Millimeter, beispielsweise kleiner als 20 mm oder kleiner als 10
mm.
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Ein
weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung
zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer Laserdiode 10 ist
in der 2E dargestellt. Bei dieser Anordnung
weist die Lichtleitfaser 60 eine erste Multimode-Faser 62 auf, welche
einen inneren Kern 62.1 und einen den inneren Kern 62.1 umschließenden äußeren Mantel 62.2 enthält. Die
erste Multimode-Faser 62 ist beginnend in einem Abstand
von dem Lichteintrittsende der ersten Multimode-Faser 62 von
einer äußeren Umhüllung 66 umgeben.
An einem hinteren Ende der ersten Multimode-Faser 62 ist
ein Mehrmoden-Faserkoppler 61 angeschlossen, durch welchen
die von der ersten Multimode-Faser 62 eingekoppelte
Strahlung zu einem relativ großen
Anteil, beispielsweise 95%, in eine als Ausgangsfaser dienende zweite
Multimode-Faser 61.1 und zu einem relativ kleinen Anteil, beispielsweise
5%, in eine dritte Multimode-Faser 61.2 eingekoppelt wird.
Die dritte Multimode-Faser 61.2 ist an ihrem äußeren Ende
mit einer hochreflektierenden dielektrischen Beschichtung 61.3 versehen,
durch die Licht der gewünschten Emissionswellenlänge in die
Laserdiode 10 zurückgekoppelt
wird. Dies führt
wieder dazu, dass die Laserdiode 10 bei der durch die dielektrische
Beschichtung 61.3 eingestellten Wellenlänge eingestellt und stabilisiert
wird, sodass die Ausgangsstrahlung 65 eine stabile Wellenlänge aufweist.
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Ein
weiteres Beispiel einer zum Stand der Technik gehörigen Anordnung
zur Stabilisierung der Emissionswellenlänge einer Laserdiode 10 ist
in der 2F dargestellt. Bei dieser Anordnung
ist die Lichtleitfaser 70 als eine Multimode-Faser 72 ausgebildet,
welche einen inneren Kern 72.1 und einen den inneren Kern 72.1 umschließenden äußeren Mantel 72.2 aufweist.
Die Multimode-Faser 72 ist beginnend in einem Abstand von
ihrem Lichteintrittsende von einer äußeren Umhüllung 76 umgeben.
Der wellenlängenselektive
Reflektor 71 ist bei dieser Anordnung durch einen wellenlängenselektiv
reflektierende periodische Modulation auf oder nahe der Grenzfläche zwischen
dem Kern 72.1 und dem Mantel 72.2 gebildet. Diese
periodische Modulation kann eine durch lithographisches Einschreiben
oder mechanisches Einbringen von Gräben in den inneren Kern 72.1 erzeugte
periodische Verformung oder eine sonstiger Modulation sein, die
zu einer lokalen periodischen Modulation des Brechungsindex in der
Multimode-Faser 72 führt.
Die Gräben
sind in der 2F im Querschnitt zu sehen und
verlaufen in Umfangsrichtung um den inneren Kern 72.1.
Diese periodische Modulation 71 ist spektral selektiv und über die
Periode der Modulation kann die gewünschte Emissionswellenlänge definiert
werden. Das an der periodischen Modulation 71 zurückreflektierte
Licht kann somit wieder zur Einstellung und Stabilisierung der Emissionswellenlänge der
Laserdiode 10 genutzt werden, sodass die Ausgangsstrahlung 75 eine
konstante Wellenlänge
aufweist. Der Abstand der periodischen Modulation 71 von
der Lichtaustrittsfläche der
Laserdiode 10 liegt vorzugsweise im Bereich weniger Millimeter,
beispielsweise kleiner als 20 mm oder kleiner als 10 mm.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
ist insbesondere geeignet für
Anwendungen als Pump-Laser in Faserverstärkern wie Erbiumdotierten Faserverstärkern und
in Faserlasern.