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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lasereinrichtung, wobei ein laseraktiver Festkörper mit von einer Pumplichtquelle erzeugter Pumpstrahlung optisch gepumpt wird, um einen Laserimpuls zu erzeugen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Pumplichtquelle für eine Lasereinrichtung der vorstehend genannten Art.
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Es ist bereits bekannt, passiv gütegeschaltete Festkörperlasersysteme, bei denen dem laseraktiven Festkörper eine passive Güteschaltung mit einem sättigbaren Absorber zugeordnet ist, mittels beispielsweise als Halbleiterlaser ausgebildeten Pumplichtquellen optisch zu pumpen. Ein optimaler Wirkungsgrad des Pumpvorgangs kann nur dann erzielt werden, wenn die Wellenlängen der verwendeten Pumpstrahlung solchen Wellenlängenbereichen entsprechen, die durch das Material des zu pumpenden Festkörperlasers vorgegeben sind. Daher sollte sich der Wellenlängenbereich der von der Pumplichtquelle bereitgestellten Pumpstrahlung auch bei einer Erwärmung der Halbleiterlaser der Pumplichtquelle nicht wesentlich verschieben, um einen hohen Wirkungsgrad für das optische Pumpen des laseraktiven Festkörpers beizubehalten.
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Bei bekannten Lasereinrichtungen wird durch Kühlelemente versucht, die Temperatur und damit die Wellenlänge des die Pumpstrahlung bereitstellenden Halbleiterlasers konstant zu halten. Jedoch kann der Wärmefluss nur begrenzt kontrolliert und geregelt werden. Eine Korrektur auf eine höhere Pumpleistung, die den bei von einer idealen Pumpwellenlänge abweichenden Pumpwellenlängen sinkenden Pumpwirkungsgrad zumindest teilweise kompensiert, führt zu einer deutlichen Zunahme der Systemkosten.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Pumplichtquelle der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine Temperatur der Pumplichtquelle möglichst konstant gehalten wird, um ein effizientes optisches Pumpen des laseraktiven Festkörpers zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der laseraktive Festkörper mit mindestens zwei Pumpstrahlungsimpulsen beaufschlagt wird, um den Laserimpuls mittels des laseraktiven Festkörpers zu erzeugen. Die erfindungsgemäße Vorsehung von mindestens zwei Pumpstrahlungsimpulsen zur Erzeugung eines durch den laseraktiven Festkörper abgestrahlten Laserimpulses bedingt den Vorteil, dass eine im Vergleich zur herkömmlichen Verfahren verringerte Wärmeentwicklung der Pumplichtquelle auftritt, so dass die Wellenlänge der Pumpstrahlung nur einer geringen temperaturbedingten Änderung unterliegt, wodurch ein effizientes optisches Pumpen des laseraktiven Festkörpers gewährleistet ist.
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Besonders bevorzugt sind Pumppausen zwischen den mindestens zwei aufeinanderfolgenden Pumpstrahlungsimpulsen so gewählt, dass eine Temperatur der Pumplichtquelle nicht über eine vorgebbare Grenztemperatur, die mit einer maximal tolerierbaren Wellenlängenverschiebung korreliert, ansteigt.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Pumplichtquelle mindestens zwei an verschiedenen Orten angeordnete und jeweils mindestens einen Halbleiterlaser aufweisende Pumplichtemittergruppen aufweist, und dass zwei aufeinanderfolgende Pumpstrahlungsimpulse jeweils durch unterschiedliche Pumplichtemittergruppen oder Kombinationen hiervon erzeugt werden. Bei dieser Erfindungsvariante, die auch als ein ”örtliches Multiplexen” einzelner Pumplichtemittergruppen aufgefasst werden kann, werden zeitlich aufeinanderfolgende Pumpstrahlungsimpulse vorteilhaft von jeweils verschiedenen, insbesondere an verschiedenen Orten angeordneten, Pumplichtemittern beziehungsweise Halbleiterlasern erzeugt. Auf diese Weise wird der Wärmeeintrag in die Pumplichtquelle über die unterschiedlichen Einbauorte der betreffenden Halbleiterlaser verteilt, so dass jeder der beteiligten Halbleiterlaser eine im Mittel geringere Erwärmung erfährt als bei konventionellen Systemen. Unter der Anordnung von mehreren Pumplichtemittergruppen an verschiedenen Orten wird vorliegend jede Anordnung mehrerer Pumplichtemitter beziehungsweise Halbleiterlaser verstanden, bei denen zueinander benachbarte Halbleiterlaser so weit voneinander entfernt auf beispielsweise einer gemeinsamen Trägerfläche angeordnet sind, dass ein betriebsbedingter Temperaturanstieg eines ersten Halbleiterlasers nur zu einem unwesentlichen Temperaturanstieg eines benachbarten Halbleiterlasers, der vorliegend deaktiviert ist, führt.
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Eine zeitliche Überlappung von durch die mehreren Pumplichtemittergruppen abgegebenen Pumpstrahlungsimpulsen ist ebenfalls möglich.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der laseraktive Festkörper mit mehreren Pumpstrahlungsimpulsen, die einem vorgegebenen Puls-Pausen-Verhältnis folgen, beaufschlagt wird. Das erfindungsgemäße Puls-Pausen-Verhältnis kann bevorzugt so festgelegt werden, dass während der Pulspausen, das heißt zwischen den einzelnen Pumpstrahlungsimpulsen, jeweils eine hinreichende Abkühlung der zuvor aktivierten Halbleiterlaser stattfinden kann, so dass die vorstehend beschriebene Wellenlängendrift ein tolerierbares Maß (effizientes Pumpen) nicht überschreitet. Die vorliegende Erfindungsvariante ist vorteilhaft mittels mindestens eines Halbleiterlasers als Pumpstrahlungsquelle bzw. einer Pumplichtemittergruppe realisierbar, d. h. es sind nicht notwendig mehrere räumlich getrennt angeordnete Pumplichtemittergruppen erforderlich wie für das vorstehend beschriebene örtliche Multiplexen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Puls-Pausen-Verhältnis aufeinanderfolgender Pumpstrahlungsimpulse so gewählt ist, dass eine zeitliche Änderung einer in dem laseraktiven Festkörper durch das optische Pumpen mit den Pumpstrahlungsimpulsen erzeugten Besetzungsinversion einen vorgebbaren Mindestwert überschreitet. Dadurch ist vorteilhaft sichergestellt, dass auch bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Pumppausen zwischen einzelnen Pumpstrahlungsimpulsen ein kontinuierlicher Anstieg der Besetzungsinversion in dem laseraktiven Festkörper mit dem Ziel erfolgt, dass bei Überschreiten eines Grenzwerts für die Besetzungsinversion ein Riesenimpuls in dem laseraktiven Festkörper erzeugt wird, der die Besetzungsinversion wieder abbaut.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Pumplichtquelle mindestens einen Halbleiterlaser zur Erzeugung der Pumpstrahlung aufweist, wobei der Halbleiterlaser überstromt wird, um einen Pumpstrahlungsimpuls zu erzeugen. Unter dem ”Überstromen” wird vorliegend ein Pulsbetrieb des Halbleiterlasers verstanden, bei dem der Halbleiterlaser für eine verhältnismäßig kurze Zeit aktiviert und mit einem Betriebsstrom betrieben wird, der deutlich über einem für einen Dauerbetrieb des Halbleiterlasers zulässigen Nennstrom liegt. Das Überstromen des Halbleiterlasers bedingt mehrere Vorteile. Einerseits ergibt sich durch das Überstromen eine verhältnismäßig große optische Ausgangsleistung des Halbleiterlasers, d. h. eine große Pumpleistung. Darüberhinaus erfolgt das Überstromen erfindungsgemäß nur für eine sehr kurze Zeit, innerhalb der noch kein signifikanter Erwärmungsprozess in dem Halbleiterlaser stattfinden kann, so dass die an sich bekannten Veränderungen einer Betriebscharakteristik des Halbleiterlasers in Abhängigkeit seiner Temperatur im Wesentlichen vermieden werden. Insbesondere wird durch das verhältnismäßig kurze Überstromen des Halbleiterlasers eine unerwünschte Wellenlängenänderung der erzeugten Pumpstrahlung vermieden. Darüberhinaus wird auch eine mit erhöhter Betriebstemperatur zusammenhängende Wirkungsgradabnahme des Halbleiterlasers vorteilhaft durch das Überstromen vermieden.
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Demzufolge kann durch das Überstromen aus einem für die Pumplichtquelle verwendeten Halbleiterlaser mehr Pumpenergie bei einer für ein effizientes Pumpen geeigneten Wellenlänge gewonnen werden, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Systems steigt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, das erfindungsgemäße Verfahren in einem laserbasierten Zündsystem einer Brennkraftmaschine zu verwenden. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen stationären Großgasmotor oder auch um eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen handeln.
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Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Pumplichtquelle für eine Lasereinrichtung gemäß Patentanspruch 7 angegeben. Die erfindungsgemäße Pumplichtquelle ist dazu ausgebildet, den laseraktiven Festkörper mit mindestens zwei Pumpstrahlungsimpulsen zu beaufschlagen, um den Laserimpuls mittels des laseraktiven Festkörpers zu erzeugen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen und dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 schematisch eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einer laserbasierten Zündeinrichtung,
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2 eine Lasereinrichtung der Zündeinrichtung gemäß 1,
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3 einen zeitlichen Verlauf mehrerer erfindungsgemäß erzeugter Pumpstrahlungsimpulse,
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4a schematisch eine Pumplichtemitterkonfiguration gemäß einer Ausführungsform,
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4b schematisch eine Pumplichtemitterkonfiguration gemäß einer weiteren Ausführungsform,
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5 einen zeitlichen Verlauf von Pumpstrahlungsimpulsen gemäß einer weiteren Ausführungsform, und
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6 einen zeitlichen Verlauf von Pumpstrahlungsimpulsen gemäß noch einer weiteren Ausführungsform zusammen mit einer sich hierdurch ergebenden Besetzungsinversion in einem laseraktiven Festkörper.
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Eine Brennkraftmaschine trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie dient zum Antrieb eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine 10 umfasst mehrere Zylinder, von denen in 1 nur einer mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist. Ein Brennraum 14 des Zylinders 12 wird von einem Kolben 16 begrenzt. Kraftstoff gelangt in den Brennraum 14 direkt durch einen Injektor 18, der an einen auch als Rail bezeichneten Kraftstoff-Druckspeicher 20 angeschlossen ist.
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In den Brennraum 14 eingespritzter Kraftstoff 22 wird mittels eines Laserstrahls 24 entzündet, der vorzugsweise in Form eines Laserimpulses von einer eine Lasereinrichtung 26 aufweisenden Laserzündkerze 8 in den Brennraum 14 abgestrahlt wird. Hierzu wird die Lasereinrichtung 26 über eine Lichtleitereinrichtung 28 mit Pumplicht gespeist, welches von einer Pumplichtquelle 30 bereitgestellt wird. Die Pumplichtquelle 30 wird von einem Steuergerät 32 gesteuert, das auch den Injektor 18 ansteuert. Zur Erzeugung der Pumpstrahlung weist die Pumplichtquelle 30 einen oder mehrere Halbleiterlaser 30a auf.
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Die Pumplichtquelle 30 bildet zusammen mit der Lichtleitereinrichtung 28 und der die Lasereinrichtung 26 aufweisenden Laserzündkerze 8 ein laserbasiertes Zündsystem 27 der Brennkraftmaschine 10.
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2 zeigt die Lasereinrichtung 26 der Laserzündkerze 8 aus 1 im Detail. Wie aus 2 ersichtlich ist, weist die Lasereinrichtung 26 neben einem laseraktiven Festkörper 44 auch eine passive Güteschaltung 46 auf, so dass die Komponenten 44, 46 zusammen mit einem Einkoppelspiegel 42 und einem Auskoppelspiegel 48 einen Laser-Oszillator bilden.
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Die grundsätzliche Funktionsweise der Lasereinrichtung 26 ist folgende: Pumplicht 60, das der Lasereinrichtung 26 von der Pumplichtquelle 30 über die Lichtleitereinrichtung 28 zugeführt wird, tritt durch den für eine Wellenlänge des Pumplichts 60 durchsichtigen Einkoppelspiegel 42 in den laseraktiven Festkörper 44 ein. Dort wird das Pumplicht 60 absorbiert, was zu einer Besetzungsinversion führt. Die zunächst hohen Transmissionsverluste der passiven Güteschaltung 46 verhindern eine Laser-Oszillation in der Lasereinrichtung 26. Mit steigender Pumpdauer steigt jedoch auch die Strahlungsdichte in dem Inneren des durch den laseraktiven Festkörper 44 und die passive Güteschaltung 46 sowie die Spiegel 42, 48 gebildeten Resonators. Ab einer gewissen Strahlungsdichte bleicht die passive Güteschaltung 46 beziehungsweise ein sättigbarer Absorber der passiven Güteschaltung 46 aus, so dass eine Laser-Oszillation in dem Resonator zustande kommt.
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Durch diesen Mechanismus wird ein Laserstrahl 24 in Form eines sog. Riesenimpulses erzeugt, der durch den Auskoppelspiegel 48 hindurchtritt und nachfolgend als Laserzündimpuls bezeichnet wird.
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Anstelle der vorstehend beschriebenen passiven Güteschaltung 46 ist auch der Einsatz einer aktiven Güteschaltung denkbar.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Pumplichtquelle 30 (1) mindestens zwei an verschiedenen Orten angeordnete und jeweils mindestens einen Halbleiterlaser aufweisende Pumplichtemittergruppen L1, L2, L3, L4 auf, vergleiche die schematische Darstellung gemäß 4a. Wie aus 4a ersichtlich ist, sind die Pumplichtemittergruppen L1, ... vorliegend etwa matrixartig angeordnet. Eine solche Anordnung kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass mehrere Halbleiterlaser 30a jeweils zu einer Pumplichtemittergruppe L1, L2, ... zusammen auf einem Substrat angeordnet sind, und die einzelnen Substrate gemäß dem Schema aus 4a auf einer die Substrate aufnehmenden Trägerplatte, bei der es sich bevorzugt gleichzeitig um eine Wärmesenke handeln kann, positioniert werden.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass zwei zeitlich aufeinanderfolgende oder auch sich überlappende Pumpstrahlungsimpulse jeweils durch unterschiedliche Pumplichtemittergruppen L1, L2, ... oder Kombinationen hiervon erzeugt werden.
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3 zeigt einen entsprechenden zeitlichen Verlauf der insgesamt von der Pumplichtquelle 30 gemäß 4a abgegebenen Pumplichtstrahlungsimpulse. 3 enthält hierzu vier unterschiedliche Zeitachsen, wobei die erste Zeitachse t1' der ersten Pumplichtemittergruppe L1 gemäß 4a zugeordnet ist, usw.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ab einem Zeitpunkt t0 zunächst die Pumplichtemittergruppe L1 aktiviert, um den bis zu dem Zeitpunkt t1 dauernden ersten Pumpstrahlungsimpuls P1 (3) zu erzeugen. Bei dem Zeitpunkt t1 wird die Pumplichtemittergruppe L1 deaktiviert, und die zweite Pumplichtemittergruppe L2 (4a) wird aktiviert, wodurch der Pumpstrahlungsimpuls P2 abgegeben wird. Zu dem Zeitpunkt t2 wird schließlich von der zweiten Pumplichtemittergruppe L2 zu der dritten Pumplichtemittergruppe L3 gemäß 4a gewechselt, das heißt zu dem Zeitpunkt t2 wird die zweite Pumplichtemittergruppe L2 deaktiviert, wodurch das Ende des zweiten Pumpstrahlungsimpulses P2 definiert ist. Gleichzeitig wird die dritte Pumplichtemittergruppe L3 aktiviert, wodurch der Beginn des dritten Pumpstrahlungsimpulses P3 zu dem Zeitpunkt t2 definiert ist. Zu dem Zeitpunkt t3 wird von der dritten Pumplichtemittergruppe L3 auf die vierte Pumplichtemittergruppe L4 gewechselt, vgl. den Pumpstrahlungsimpuls P4, der bis zu dem Zeitpunkt t4 andauert.
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Aus dem in 3 abgebildeten Pumpschema ist ersichtlich, dass von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t4 insgesamt ein kontinuierliches optisches Pumpen der Lasereinrichtung 26 (2) durch die Pumplichtquelle 30 erfolgt, wobei in den unterschiedlichen Zeitintervallen t0 bis t1, t1 bis t2, usw. jeweils nur eine der mehreren Pumplichtemittergruppen L1, L2, L3, L4 der Pumplichtquelle 30 gleichzeitig aktiviert ist. Dadurch wird vorteilhaft eine übermäßige Erwärmung der einzelnen Pumplichtemittergruppen vermieden, so dass die von ihnen abgestrahlte Pumpstrahlung 60 keine signifikante Verschiebung ihrer Wellenlänge erfährt, wodurch die Pumpeffizienz im wesentlichen konstant bleibt.
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Alternativ zu dem in 3 gezeigten Pumpschema können auch andere Ansteuerreihenfolgen der vorhandenen Pumplichtemitter vorgesehen werden.
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Darüberhinaus ist es ferner möglich, dass jeweils gleichzeitig mehrere Pumplichtemittergruppen angesteuert werden. Beispielsweise kann zur Realisierung eines ersten Pumpstrahlimpulses (nicht gezeigt) gleichzeitig die erste Pumplichtemittergruppe L1 und die vierte Pumplichtemittergruppe L4 der Pumplichtquelle gemäß 4a aktiviert sein, während nach einer vorgebbaren Betriebsdauer dieser ersten Pumplichtemitterkombination L1, L4 auf eine weitere Pumplichtemitterkonfiguration L2, L3 gewechselt wird.
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Ein zumindest teilweise zeitlich überlappender Betrieb der Pumplichtemittergruppen L1, L2, ... ist ebenfalls denkbar.
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4b zeigt eine weitere vorteilhafte Konfiguration der Pumplichtquelle 30a, bei der auf einer Trägerfläche 30', die beispielsweise die Oberfläche einer Wärmesenke repräsentiert, insgesamt 12 verschiedene Bereiche mit Pumplichtemittern vorgesehen sind. Die unterschiedlichen Pumplichtemitterbereiche der 4b sind jeweils durch eine Ziffer 1, 2, 3, 4 gekennzeichnet, die die Zugehörigkeit der einzelnen Pumplichtemitter zu einer von vier möglichen Pumplichtemittergruppen kennzeichnet. Beispielsweise können demnach die mit der Ziffer „1” gekennzeichneten Pumplichtemitter gemäß 4b gleichzeitig aktiviert werden, um den ersten Pumpstrahlungsimpuls P1 gemäß 3 zu realisieren, während zur Realisierung des zweiten Pumpstrahlungsimpulses P2 die mit der Ziffer „2” in 4b gekennzeichneten Pumplichtemitter aktiviert werden, usw.
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Die Verteilung der einzelnen Pumplichtemitter zu den jeweils zu aktivierenden Gruppen erfolgt vorteilhaft in Abhängigkeit der thermischen Konfiguration der Pumplichtquelle 30, insbesondere in Abhängigkeit von sich während des Betriebs einstellenden Wärmeflüssen und einer Wärmeverteilung in der Trägerfläche 30'.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die von den unterschiedlichen Pumplichtemittergruppen 11, 12, 13, 14 erzeugten Pumpstrahlungsimpulse P1, P2, P3, P4 jeweils eine unterschiedliche Länge aufweisen, vergleiche beispielsweise den vierten Pumpstrahlungsimpuls P4 in 3, der eine geringere Impulslänge t4–t3 aufweist als der Pumplichtimpuls P2 zwischen den Zeitpunkten t1, t2.
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5 zeigt den zeitlichen Verlauf der Pumpleistung P_pump von Pumpstrahlungsimpulsen Px gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung. Während einer Gesamtpumpdauer t0 bis t5 werden eine Mehrzahl von Pumpstrahlungsimpulsen Px, die jeweils zeitlich von ihren Nachbarn beabstandet sind, erzeugt. Durch die Pausen zwischen den einzelnen Pumpstrahlungsimpulsen Px kann vorteilhaft eine Abkühlung der verwendeten Pumplichtemitter 30a (1) erfolgen, so dass hierdurch eine Wellenlängenstabilisierung erzielt wird. Um trotz der Pumppausen zwischen der einzelnen Pumpstrahlungsimpulsen Px eine hinreichend große mittlere optische Pumpleistung zu erzielen, werden die Halbleiterlaser 30a, welche die Pumplichtimpulse Px erzeugen, überstromt. Das Überstromen bewirkt in an sich bekannter Weise die Erzeugung von Pumpstrahlungsimpulsen Px mit einer verhältnismäßig großen momentanen Pumpleistung P_n', die deutlich über der Nennpumpleistung P_n liegt, wie sie sich in einem Betrieb der entsprechenden Halbleiterlaser 30a unter Beaufschlagung mit einem Nenn-Betriebsstrom, der für eine Dauerbeaufschlagung zulässig ist, einstellt.
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Für die vorstehend unter Bezugnahme auf 5 erläuterte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung muss nicht notwendig eine Mehrzahl von Pumplichtemittergruppen (vergleiche 4a, 4b) eingesetzt werden. Vielmehr kann ein einziger Pumplichtemitter beziehungsweise ein einzelner Halbleiterlaser oder auch eine einzige Gruppe von Halbleiterlasern 30a, welche alle gleichzeitig angesteuert werden, um die Pumplichtimpulse Px zu erzeugen, verwendet werden.
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Alternativ kann jedoch auch das Pumpschema gemäß 5 mit dem Pumpschema gemäß 3 kombiniert werden. In diesem Fall können beispielsweise die Halbleiterlaser der ersten Pumplichtemittergruppe L1 gemäß dem Schema von 5 überstromt werden, um den ersten Pumpstrahlungsimpuls P1 gemäß 3 zu bilden, usw.
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6 zeigt einen zeitlichen Verlauf der Pumpleistung P_pump von Pumpstrahlungsimpulsen P1a, P2a, P3a, P4a und eine sich in Abhängigkeit hiervon ergebende Besetzungsinversion I in dem mit den Pumpstrahlungsimpulsen P1a, P2a, P3a, P4a beaufschlagten laseraktiven Festkörper 44.
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Bei dieser Ausführungsform ist das Puls-Pausen-Verhältnis der aufeinanderfolgenden Pumpstrahlungsimpulse P1a, P2a, ... vorteilhaft so gewählt, dass eine zeitliche Änderung der in dem laseraktiven Festkörper 44 (2) durch das optische Pumpen mit den Pumpstrahlungsimpulsen P1a, P2a, ... auftretenden Besetzungsinversion I einen vorgebbaren Mindestwert überschreitet. Insbesondere sind die Impulspausen P1', P2', P3' zwischen den einzelnen Pumpstrahlungsimpulsen groß genug gewählt, damit ein Abkühlen während dieser Pausen und damit eine Wellenlängenstabilisierung der Pumplichtemitter 30a möglich ist. Gleichzeitig ist die Pumpleistung der Pumpstrahlungsimpulse P1a, P2a, und ihre Dauer vorteilhaft so gewählt, dass die in 6 ebenfalls abgebildete Besetzungsinversion I in dem laseraktiven Festkörper 44 im Wesentlichen stetig ansteigt. Bei dem Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts I1 für die Besetzungsinversion I wird demzufolge vorteilhaft der Laserimpuls 24 (2) zu dem Zeitpunkt t6 erzeugt.
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Wie ebenfalls aus 6 ersichtlich ist, können die einzelnen Pumpstrahlungsimpulse P1a, P2a, ... vorteilhaft auch dadurch gebildet werden, dass in den Pumppausen P1', P2', P3' die Pumpleistung P_pump nicht notwendig auf Null absinkt, sondern beispielsweise auch nichtverschwindende Werte wie vorliegend den Mindestwert P_n1 annehmen kann. Ein aktiver Pumpstrahlungsimpuls P1a, P2a, ... ist demgegenüber dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpleistung P_pump von dem ersten, das heißt dem Minimalniveau P_n1 auf das zweite Niveau P_n2 angehoben wird.
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Die vorstehend unter Bezugnahme auf 6 beschriebene Erfindungsvariante ermöglicht vorteilhaft die Erzeugung von Laserimpulsen 24 unter gleichzeitiger Stabilisierung der Wellenlänge der Pumpstrahlung durch die geeignete Wahl von Pumppausen zwischen den einzelnen Pumpstrahlungsimpulsen. Hierfür ist wichtig, dass die Kühlung der Pumplichtquelle 30 (1) derart ausgelegt ist, dass ein Abkühlen der Halbleiterlaser 30a während einer Pumppause P1', P2', ... in dem Maße erfolgt, dass die erneute Erzeugung eines nachfolgenden Pumpstrahlungsimpulses bei einer ordnungsgemäßen Wellenlänge ausgeführt werden kann, bevor die Besetzungsinversion I in dem laseraktiven Festkörper 44 aufgrund der Pumppause wieder signifikant abgesunken ist.
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Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Pumplichtquelle 30 mindestens einen kantenemittierenden oder auch einen oberflächenemittierenden Halbleiterlaser (VCSEL, vertical cavity surface emitting laser) als Pumplichtemitter auf.
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Besonders bevorzugt können ganze Gruppen von Halbleiterlasern zu einem Pumplichtemitter beziehungsweise einer Pumplichtemittergruppe zusammengefasst werden, die gemäß den vorstehend beschriebenen Varianten gleichzeitig oder auch zu unterschiedlichen Zeiten oder auch zumindest teilweise zeitlich überlappend aktiviert werden können.
