DE102012015193A1

DE102012015193A1 - Laser amplifier system, has disk guiding multi-pass radiation field from incident field to emergent field such that ratio between number of transitions over disk to number of transitions over optic is equal to ratio of disk to optic

Info

Publication number: DE102012015193A1
Application number: DE201210015193
Authority: DE
Inventors: Jörg Neuhaus
Original assignee: Dausinger & Giesen GmbH
Current assignee: Dausinger & Giesen GmbH
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2012-08-03
Publication date: 2014-02-06

Abstract

The system (1) has coupling optics (12a, 12b) designed as an adaptive optic (15) for compensation of aberrations caused by a solid body disk (13) that couples incident and emergent radiation fields (4, 5) with radiation branches (8a-8f) in an intermediate region (9). The disk guides a multi-pass radiation field (7) from the incident radiation field to the emergent radiation field such that a ratio between a number of transitions over the disk to a number of transitions over the adaptive optic is equal to a ratio of the disk to the adaptive optic in a multi-pass beam guiding optic (6). The coupling optics are designed as coupling mirrors.

Description

Die Erfindung betrifft ein Laserverstärkersystem, mit Strahleinkopplungsoptiken und Strahlauskopplungsoptiken zur Führung eines einfallenden und ausfallenden Strahlungsfeldes, sowie einer Multipassstrahlführungsoptik zum Führen eines Multipassstrahlungsfeldes aus einer Vielzahl miteinander gekoppelten Strahlungsästen, die in wenigstens einem durch wenigstens zwei Fokussieroptiken begrenzten Zwischenbereich im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, wobei die Strahlungsäste über die Fokussieroptiken auf jeweils eine Kopplungsoptik geführt werden und dabei eine vor wenigstens einer Kopplungsoptik angeordnete Festkörperscheibe in einem aktiven Bereich im Wesentlichen überlagernd durchsetzen, wobei die Strahlungsäste über die Kopplungsoptiken derart miteinander gekoppelt sind, dass ausgehend vom einfallenden Strahlungsfeld alle Strahlungsäste nacheinander durchlaufen werden.The invention relates to a laser amplifier system, with beam injection optics and beam extraction optics for guiding an incident and falling radiation field, and a multi-pass beam guiding optics for guiding a multipass radiation field from a plurality of coupled radiation branches, which extend substantially parallel to each other in at least one intermediate region bounded by at least two focusing optics Radiation branches are guided via the focusing optics on each coupling optics and thereby enforce a front of at least one coupling optics solid disk in an active area substantially overlapping, the radiation branches are coupled via the coupling optics together that starting from the incident radiation field all radiation branches are passed through successively.

Solche Laserverstärkersysteme sind beispielsweise bekannt aus der Offenlegungsschrift EP 128 64 34 A1 . Hier wird ein Laserverstärkersystem mit Vielfachübergängen über einer Festkörperscheibe offenbart, wobei die Strahlaus- und Strahleinkopplungsoptik ein aktives Element umfasst. Sämtliche Strahlungsäste werden zweimal jeweils in unterschiedlichen Richtungen durchlaufen. Dabei wird das Strahlungsfeld durch eine Kopplungsoptik in sich selbst zurückgeworfen.Such laser amplifier systems are known, for example, from the published patent application EP 128 64 34 A1 , Here, a laser amplifier system with multiple transitions over a solid state disk is disclosed wherein the beam ejection and beam injection optics comprise an active element. All radiation branches are traversed twice in different directions. The radiation field is reflected by a coupling optics in itself.

Bei hohen Pumpleistungen erzeugen thermische Effekte in der Festkörperscheibe Aberrationen, die sich in einer Veränderung der Phasenfront des Strahlungsfeldes bemerkbar machen. Bei mehrfachen Übergängen über die Festkörperscheibe addieren sich diese Aberrationen kontinuierlich auf und sorgen für eine erhebliche Verschlechterung der Strahlqualität. Dabei werden – auch im Folgenden – unter Aberrationen sowohl sphärische Aberrationen als auch Aberrationen höherer Ordnung verstanden.At high pumping powers, thermal effects in the solid-state disk produce aberrations that manifest themselves in a change in the phase front of the radiation field. For multiple transitions across the solid state disk, these aberrations continuously add up and cause a significant degradation in beam quality. Aberrations are understood to mean spherical aberrations as well as aberrations of a higher order - also in the following.

Eine Lösung bietet der Einsatz eines adaptiven Spiegels zur Kompensation der Phasenfrontveränderungen. Ein solcher Spiegel, eingesetzt in einem Laserresonator, wurde z. B. in der WO 2009 095 311 beschrieben. Allerdings wurde dort nur von einem einfachen Übergang über die Festkörperscheibe und dem adaptiven Spiegel berichtet.One solution is to use an adaptive mirror to compensate for the phase front changes. Such a mirror used in a laser resonator, z. B. in the WO 2009 095 311 described. However, there has been reported only a simple transition across the solid state disk and the adaptive mirror.

Ein Problem, das durch die Aberrationen hervorgerufen wird, ist eine mögliche starke Veränderung der entlang des Strahlungsfeldes auftretenden Durchmesser desselben. Zum Teil kann ein Nebenfokus erzeugt oder ein bereits bestehender Fokus verschoben werden. Auch kann der Durchmesser des Strahlungsfeldes sehr große Werte annehmen, so dass bei einer ungünstigen Positionierung der Optiken, diese nicht mehr zur Führung eines solchen Strahlungsfeldes ausgelegt sind.A problem caused by the aberrations is a possible large change in the diameter of the radiation field along the radiation field. In part, a secondary focus can be created or an already existing focus can be moved. Also, the diameter of the radiation field can assume very large values, so that with an unfavorable positioning of the optics, they are no longer designed to guide such a radiation field.

In einem Strahlungsast zwischen Festkörperscheibe und adaptivem Spiegel, in dem die Aberrationen der Festkörperscheibe noch nicht kompensiert werden konnten ist der Einsatz von Optiken ungünstig und schwer kontrollierbar. Entweder sind die Optiken zu klein für einen dort aufgrund der Aberrationen auftretenden zu großen Strahldurchmesser, oder sind einer hohen Strahlungsintensität ausgesetzt, die zur Zerstörung der Optik führen kann. Verlaufen bereits korrigierte und nicht korrigierte Strahlungsäste unmittelbar nebeneinander, so ist ein Bereich zum sicheren Ein- und Auskoppeln bei einem geometrisch optimierten Aufbau auch in einem korrigierten Strahlungsast nur schwer zu finden, wenn die Strahlungsäste bei einem optimierten Aufbau nahe beieinander positioniert sind und so eine Optik in einem korrigierten Strahlungsast auch mit einem benachbarten unkorrigierten Strahlungsast wechselwirken und diesen stören kann, falls sich dessen Strahlungsdurchmesser durch Aberrationen der Festkörperscheibe ändert.In a radiation load between solid-state disk and adaptive mirror, in which the aberrations of the solid-state disk could not yet be compensated, the use of optics is unfavorable and difficult to control. Either the optics are too small for a too large beam diameter occurring there due to the aberrations, or are exposed to a high radiation intensity, which can lead to the destruction of the optics. If already corrected and uncorrected radiation branches run directly next to one another, an area for safe coupling and decoupling in a geometrically optimized structure is difficult to find even in a corrected radiation branch, if the radiation branches are positioned close to each other in an optimized construction and thus optics in a corrected radiation load also interact with and disturb a neighboring uncorrected radiation branch if its radiation diameter changes due to aberrations of the solid state disk.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laserverstärkersystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bereitzustellen, dass unsensibel auf etwaige Aberrationen der Festkörperscheibe ist, diese bei kompaktem Aufbau ausgleicht und eine sichere Aus- und Einkopplung auch bei großen auftretenden Aberrationen, insbesondere sphärischen Aberrationen der Festkörperscheibe gewährleistet.The invention has for its object to provide a laser amplifier system according to the preamble of claim 1 that is insensitive to any aberrations of the solid state disk, this compensated in a compact design and ensures safe coupling and uncoupling even with large occurring aberrations, in particular spherical aberrations of the solid state disk ,

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Laserverstärkungssystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, das dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens eine Kopplungsoptik eine adaptive Optik zur Kompensation der durch die wenigstens eine Festkörperscheibe hervorgerufenen Aberrationen ist, das einfallende und ausfallende Strahlungsfeld mit einem der Strahlungsäste im Zwischenbereich gekoppelt ist und das Multipassstrahlungsfeld vom einfallenden zum ausfallenden Strahlungsfeld so geführt wird, dass das Verhältnis zwischen der Zahl an Übergängen über die wenigstens eine Festkörperscheibe zur Zahl der Übergänge über die adaptive Optik gleich ist (im Folgenden „Wechselwirkungsverhältnis”), wie das Verhältnis von Festkörperscheiben zu adaptiven Optiken die in der Multipassstrahlführungsoptik angeordnet sind (im Folgenden „Anordnungsverhältnis”).The object is achieved by a laser amplification system according to the preamble of claim 1, which is characterized in that at least one coupling optics is an adaptive optics for compensating the aberrations caused by the at least one solid disc, the incident and precipitating radiation field is coupled to one of the radiation branches in the intermediate region and the multipass radiation field is guided from the incident to the incident radiation field such that the ratio between the number of transitions across the at least one solid state disk to the number of transitions through the adaptive optics is the same (hereinafter "interaction ratio") as the ratio of solid state disks to adaptive optics arranged in the multi-pass beam guiding optics (hereinafter "arrangement ratio").

Dabei wird mit der „Zahl an Übergängen” die Anzahl an Wechselwirkungen beim Durchlaufen des Multipassstrahlungsfeldes vom einfallenden zum ausfallenden Strahlungsfeld hin gemeint. Mit jeweils einer „Wechselwirkung” ist die Wechselwirkung eines Strahlungsfeldes mit einer Optik außerhalb des Zwischenbereichs gemeint. Dabei kann z. B. das Strahlungsfeld aus einem ersten Strahlungsast bei „einer Wechselwirkung” von der Fokussieroptik auf die Festkörperscheibe geführt werden und nach Durchsetzen der Festkörperscheibe von der Kopplungsoptik, wie z. B. einem reflektierenden Spiegel durch Reflektion mit einem zweiten Strahlungsast gekoppelt werden. Im hier benutzten Wortsinn würde das Strahlungsfeld über den zweiten Strahlungsast noch innerhalb dieser „einen Wechselwirkung” erneut die Festkörperscheibe durchsetzen. Entsprechendes gilt für die adaptive Optik, sofern innerhalb der adaptiven Optik ein Medium von dem Strahlungsfeld durchsetzt wird. Bei einer einfachen Reflektion an einer Oberfläche der adaptiven Optik, handelt es sich sinngemäß auch um „eine Wechselwirkung”.In this case, the number of transitions when passing through the multipass radiation field from the incident to the outgoing radiation field is meant by the "number of transitions". In each case with an "interaction" is meant the interaction of a radiation field with an optical system outside the intermediate region. It can be z. B. the Radiation field from a first radiation load in "an interaction" of the focusing optics are guided on the solid state disk and after passing through the solid state disk of the coupling optics, such. B. a reflective mirror to be coupled by reflection with a second radiation branch. In the sense of the word used here, the radiation field would again pass through the solid-state disk via the second radiation branch within this "one interaction". The same applies to the adaptive optics, if within the adaptive optics a medium is penetrated by the radiation field. In a simple reflection on a surface of the adaptive optics, it is analogously also "an interaction".

So wird in vorteilhafter Art und Weise gewährleistet, dass die Strahlungsäste mit denen das ausfallende und einfallende Strahlungsfeld gekoppelt ist, invariant gegenüber etwaigen Aberrationen der Festkörperscheibe sind. Der Vorteil eines solchen Laserverstärkersystems liegt darin, dass bei einer solchen Anordnung jeweils die Strahlungsäste, bei denen ausgehend vom einfallenden Strahlungsfeld das Wechselwirkungsverhältnis gleich wie das Anordnungsverhältnis ist, ein Strahlungsfeld aufweisen, dass unabhängig von eingebrachten Aberrationen durch die Festkörperscheibe ist. Optiken, insbesondere Ein- und Auskopplungsoptiken, die mit diesen Strahlungsästen gekoppelt sind, können optimal platziert werden und laufen nicht Gefahr durch eine zu hohe Leistungsdichte zerstört zu werden.Thus it is ensured in an advantageous manner that the radiation branches, with which the incident and incident radiation field is coupled, are invariant with respect to any aberrations of the solid-state disk. The advantage of such a laser amplifier system is that, in such an arrangement, the radiation branches, in which, starting from the incident radiation field, the interaction ratio is the same as the arrangement ratio, have a radiation field that is independent of introduced aberrations by the solid state disk. Optics, in particular input and output optics, which are coupled to these radiation branches can be optimally placed and are not in danger of being destroyed by too high a power density.

Die adaptive Optik ist dabei zweckmäßigerweise so ausgelegt, dass Sie zur Kompensation der von der Festkörperscheibe in das Strahlungsfeld eingebrachten Aberrationen angesteuert werden kann. Sind mehrere Festkörperscheiben in der Multipassstrahlführungsoptik angeordnet, so ist die adaptive Optik zur Kompensation der Aberrationen sämtlicher Festkörperscheiben ausgelegt. Realisieren lässt sich dies beispielsweise über ein Feedbacksignal, dass das Strahlungsfeld eines beliebigen Strahlungsastes überwacht und die adaptive Optik entsprechend diesem Feedbacksignal ansteuert.The adaptive optics is expediently designed so that they can be controlled to compensate for the introduced from the solid state disk in the radiation field aberrations. If a plurality of solid-state disks are arranged in the multipass beam guidance optics, then the adaptive optics is designed to compensate for the aberrations of all solid-state disks. This can be realized, for example, via a feedback signal that monitors the radiation field of an arbitrary radiation load and drives the adaptive optics in accordance with this feedback signal.

Denkbar sind auch mehrere in dem Laserverstärkersystem angeordnete adaptive Optiken, wobei diese dann jeweils die durch die Festkörperscheibe bzw. Festkörperscheiben hervorgerufenen Aberrationen nur anteilig kompensieren.Also conceivable are a plurality of adaptive optics arranged in the laser amplification system, wherein these then only proportionally compensate for the aberrations caused by the solid-state disk or solid-state disks.

Vorteilhaft ist es, wenn das Strahlungsfeld des ausfallenden Strahlungsfeldes überwacht wird und zur Steuerung der adaptiven Optik benutzt wird. Noch vorteilhafter ist es, wenn das Strahlungsfeld entlang einer der Strahlungsäste überwacht wird, das ein gleiches Wechselwirkungsverhältnis, ausgehend vom einfallenden Strahlungsfeld, wie Anordnungsverhältnis aufweist.It is advantageous if the radiation field of the emergent radiation field is monitored and used to control the adaptive optics. It is even more advantageous if the radiation field is monitored along one of the radiation branches, which has the same interaction ratio, starting from the incident radiation field, such as the arrangement ratio.

Wird das Laserverstärkersystem in nur einer Richtung vom Multipassstrahlungsfeld durchlaufen, dann ist bei einer solchen Anordnung das ausfallende Strahlungsfeld mit einem Strahlungsast gekoppelt, der in der gleichen Strahlungsrichtung durchlaufen wird, wie der mit dem einfallenden Strahlungsfeld gekoppelte Strahlungsast.If the laser amplifier system is traversed by the multipass radiation field in only one direction, then in such an arrangement the precipitated radiation field is coupled to a radiation branch which is traversed in the same radiation direction as the radiation branch coupled to the incident radiation field.

Mit „Strahlungsrichtung” ist im Wesentlichen die zeitliche Abfolge gemeint, in der das Strahlungsfeldausgehend vom einfallenden Strahlungsfeld durchlaufen wird. Unterschiedliche Strahlungsrichtungen zeichnen sich dadurch aus, dass nach Durchlaufen eines Strahlungsastes, das Strahlungsfeld bei einer Strahlungsrichtung als nächstes auf den adaptiven Spiegel und bei einer anderen Strahlungsrichtung auf die Festkörperscheibe geführt wird.By "radiation direction" is meant essentially the temporal sequence in which the radiation field is traversed starting from the incident radiation field. Different directions of radiation are distinguished by the fact that, after passing through a radiation branch, the radiation field is guided next to the adaptive mirror in one radiation direction and onto the solid-state disk in another radiation direction.

Zweckmäßigerweise ist in einer Ausgestaltung der Erfindung ist das ausfallende und einfallende Strahlungsfeld jeweils über eine Optik, z. B. einen reflektierenden Spiegel oder aber auch ein Ablenkprisma mit einem der Zwischenäste gekoppelt, wobei die Optik zum Aus- oder Einkoppeln der jeweiligen Strahlungsfelder zwischen den Fokussieroptiken angeordnet ist.Conveniently, in one embodiment of the invention, the failing and incident radiation field is in each case via an optic, z. B. a reflective mirror or even a deflection prism coupled to one of the intermediate branches, wherein the optics is arranged for coupling or decoupling of the respective radiation fields between the focusing optics.

Das Strahlungsfeld innerhalb von Strahlungsästen bei denen das Wechselwirkungsverhältnis des Multipassstrahlungsfeldes, ausgehend vom einfallenden Strahlungsfeld bis zum Strahlungsfeld des jeweiligen Strahlungsastes, gleich ist, wie das Anordnungsverhältnis in der Multipassstrahlführungsoptik, hat sowohl die Festkörperscheibe als auch den adaptiven Spiegel so oft durchlaufen, dass etwaige von der Festkörperscheibe hervorgerufenen Aberrationen durch den adaptiven Spiegel korrigiert wurden. Bei genau einer Festkörperscheibe und genau einem adaptiven Spiegel ist dies dann der Fall, wenn beide, sowohl Festkörperscheibe, als auch adaptiver Spiegel jeweils in gleicher Anzahl durchlaufen worden sind. Das Strahlungsfeld in diesen Strahlungsästen ist weitgehend unabhängig von etwaigen Phasenfrontänderungen die durch die Festkörperscheibe hervorgerufen werden. Ein Auskoppeln des Strahlungsfeldes aus solchen Strahlungsästen ist aufgrund des in diesen Strahlungsästen bekannten und von Aberrationen der Festkörperscheibe unabhängigen Strahldurchmessers einfach realisierbar.The radiation field within radiation branches, where the interaction ratio of the multipass radiation field, starting from the incident radiation field to the radiation field of the respective radiation branch, is the same as the arrangement ratio in the multipass beam guidance optics, has traversed both the solid state disk and the adaptive mirror so many times that any of the Solid state disk-induced aberrations were corrected by the adaptive mirror. With exactly one solid-state disk and exactly one adaptive mirror, this is the case when both the solid-state disk and the adaptive mirror have each been run through in equal numbers. The radiation field in these radiation branches is largely independent of any phase front changes caused by the solid state disk. Decoupling of the radiation field from such radiation branches is easy to realize on account of the beam diameter known in these radiation branches and independent of aberrations of the solid-state disk.

In einer möglichen Ausgestaltung des Laserverstärkersystems kann die Auskopplungsoptik auch eine Optik umfassen, die das Strahlungsfeld unmittelbar in sich selbst zurückwirft.In one possible embodiment of the laser amplifier system, the coupling-out optics can also include an optical system which reflects the radiation field back into itself.

Die Auskopplungsoptik ist dabei anders als bei herkömmlichen Laserverstärkersystemen mit Vielfachübergängen gleichfalls im Zwischenbereich zwischen den Fokussieroptiken mit einem der Strahlungsäste gekoppelt. Das Multipassstrahlungsfeld wird in einer solchen Anordnung in entgegengesetzter Richtung über wenigstens einen Teil der Einkopplungsoptik aus dem Laserverstärkersystem geführt. Dabei ist das Wechselwirkungsverhältnis des Multipassstrahlungsfeldes in den Strahlungsästen die mit der Ein- und Auskoppeloptik gekoppelt sind (vom einfallenden Strahlungsfeld zum ausfallenden Strahlungsfeld hin) gleich wie das Anordnungsverhältnis in der Multipassstrahlführungsoptik.Unlike conventional laser amplifier systems with multiple transitions, the output optics are likewise coupled to one of the radiation branches in the intermediate region between the focusing optics. The multipass radiation field is guided in such an arrangement in the opposite direction over at least a portion of the coupling optics from the laser amplifier system. In this case, the interaction ratio of the multipass radiation field in the radiation branches which are coupled to the input and output optics (from the incident radiation field to the outgoing radiation field) is the same as the arrangement ratio in the multipass beam guidance optics.

Etwaige durch die Festkörperscheibe erzeugte Aberrationen werden bei optimaler Ansteuerung der adaptiven Optik, durch die adaptive Optik kompensiert, so dass der Durchmesser des ausfallenden Strahlungsfeldes an jeder Stelle unabhängig von etwaigen Aberrationen der Festkörperscheibe ist.Any aberrations generated by the solid-state disk are compensated for by the adaptive optics with optimum control of the adaptive optics, so that the diameter of the emergent radiation field at each point is independent of any possible aberrations of the solid-state disk.

Für besonders hohe Ausgangsleistungen muss der Strahldurchmesser auf der Festkörperscheibe vergrößert werden um die Zerstörschwelle der Festkörperscheibe nicht zu überschreiten.For particularly high output powers, the beam diameter on the solid-state disk must be increased in order not to exceed the damage threshold of the solid-state disk.

Es ist daher zweckmäßig wenn in einer Ausgestaltung des Laserverstärkersystems die Einkopplungsoptik so ausgelegt ist, dass das einfallende Strahlungsfeld derart geformt wird, dass es nach dem Einkoppeln in das Multipassstrahlungsfeld seinen Durchmesser bis zum Erreichen der Festkörperscheibe vervielfacht, mindestens verdoppelt, so dass das Strahlungsfeld die Festkörperscheibe mit einem gegenüber dem Durchmesser des einfallenden Strahlungsfeldes entsprechend vergrößerten Durchmesser durchsetzt.It is therefore expedient if in one embodiment of the laser amplifier system, the coupling optics is designed so that the incident radiation field is shaped such that it multiplies its diameter until it reaches the solid disk after coupling into the multipass radiation field, at least doubled, so that the radiation field, the solid disk penetrated with a diameter of the incident radiation field correspondingly enlarged diameter.

Der Vorteil liegt darin, dass der Fokus des Strahlungsfeldes, nicht wie bei herkömmlichen Laserverstärkersystemen üblich auf der Festkörperscheibe, sondern zwischen den Fokussieroptiken liegt.The advantage lies in the fact that the focus of the radiation field is not on the solid-state disk, as is usual with conventional laser amplifier systems, but between the focusing optics.

Das dann aufgeweitete Strahlungsfeld durchsetzt die Festkörperscheibe bzw. fällt auf den Kopplungsspiegel, so dass dort geringere Leistungsdichten vorliegen, als im Bereich der Ein- bzw. Auskopplung. Der Strahldurchmesser auf der Festkörperscheibe und den Fokussieroptiken kann so nach oben skaliert werden. Ein solcher Aufbau ist dann vorteilhaft, wenn die Zerstörschwelle eines einzelnen Einkoppelspiegels höher ist, als z. B. die Zerstörschwelle der Festkörperscheibe und/oder der adaptiven Optik bzw. der Kopplungsoptiken.The then expanded radiation field passes through the solid-state disk or falls onto the coupling mirror so that there are lower power densities than in the region of the input or output coupling. The beam diameter on the solid-state disk and the focusing optics can thus be scaled up. Such a structure is advantageous if the damage threshold of a single coupling mirror is higher than z. As the damage threshold of the solid state disk and / or the adaptive optics and the coupling optics.

Zweckmäßigerweise ist die Multipassstrahlführungsoptik so ausgelegt, dass die Anordnung von Kopplungsoptiken und Fokussieroptiken grundsätzlich einem „4f-Aufbau” entspricht. Dabei ist der Abstand zwischen Kopplungsoptik und dazugehöriger Fokussieroptik zur Führung der Strahlungsäste auf die Kopplungsoptik gleich der Brennweite der Fokussieroptik.The multipass beam guidance optics are expediently designed so that the arrangement of coupling optics and focusing optics basically corresponds to a "4f setup". The distance between the coupling optics and the associated focusing optics for guiding the radiation branches onto the coupling optics is equal to the focal length of the focusing optics.

Der Abstand zweier Fokussieroptiken, die über einen Zwischenbereich voneinander getrennt sind ist bei einem „4f-Aufbau” gleich der Summe aus der Brennweite der einzelnen Fokussieroptiken. Bei vorliegendem Laserverstärkersystem ist eine Abweichung von einem gewöhnlichen „4f-Aufbau” denkbar. Falls die Festkörperscheibe oder die adaptive Optik bereits eine Brechkraft (sphärische Aberration) im „ungepumpten” Betrieb aufweisen, so muss der Abstand zwischen den Fokussieroptiken entsprechend dieser Brechkraft korrigiert werden, so dass das einfallende Strahlungsfeld auch nach mehreren Durchgängen durch die Multipassstrahlführungsoptik mit identischen Strahlparametern abgebildet wird.The distance between two focusing optics, which are separated by an intermediate area, is equal to the sum of the focal length of the individual focusing optics in the case of a "4f setup". In the present laser amplifier system, a deviation from an ordinary "4f structure" is conceivable. If the solid-state disk or the adaptive optics already have a refractive power (spherical aberration) in "unpumped" operation, then the distance between the focusing optics must be corrected according to this refractive power so that the incident radiation field is imaged with identical beam parameters even after several passes through the multi-pass beam guiding optics becomes.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn in einer Ausgestaltung des Laserverstärkersystems die bei einfachem Durchlauf durch das Multipassstrahlungsfeld innerhalb eines Zwischenbereichs in gleicher Richtung durchlaufenden Strahlungsäste jeweils über eine einzelne Fokussieroptik auf jeweils eine Kopplungsoptik geführt werden. Der Vorteil eines solchen Laserverstärkersystems liegt darin, dass das Strahlungsfeld benachbarter Strahlungsäste sich beim Übergang über die Fokussieroptiken überlagern lässt. Insbesondere hat eine Vergrößerung des Durchmessers der Strahlungsäste bei einem solchen Aufbau eine stärkere Überlappung des Strahlungsfeldes benachbarter Strahlungsäste zur Folge. Die Abmessungen der Fokussieroptik müssen dabei nur für die in den Randbereichen verlaufenden Strahlungsästen an einen etwaigen größeren Durchmesser angepasst werden. Gerade bei zahlreichen nebeneinanderliegenden Strahlungsästen können die Abmessungen der Fokussieroptik bei einem solchen Laserverstärkersystem optimal klein gehalten werden. Insbesondere kann bei einem solchen Laserverstärkersystem die gesamte Spiegelfläche weitaus kleiner gewählt werden, als bei herkömmlichen Laserverstärkersystemen mit einzelnen Optiken zur Führung jeweils eines Strahlungsastes. Auch wird die Justage erheblich vereinfacht.It is also advantageous if, in an embodiment of the laser amplifier system, the radiation branches passing through the multipass radiation field within an intermediate region in the same direction during a single pass are each guided via a single focusing optical system to a respective coupling optical system. The advantage of such a laser amplifier system is that the radiation field of neighboring radiation branches can be superimposed on the transition via the focusing optics. In particular, an increase in the diameter of the radiation branches in such a construction results in a stronger overlap of the radiation field of adjacent radiation branches. The dimensions of the focusing optics have to be adapted to a larger diameter only for the radiation branches running in the edge regions. Especially with numerous juxtaposed radiation branches, the dimensions of the focusing optics can be kept optimally small in such a laser amplifier system. In particular, in such a laser amplifier system, the entire mirror surface can be chosen much smaller than in conventional laser amplifier systems with individual optics for guiding each of a radiation branch. Also, the adjustment is greatly simplified.

Zweckmäßigerweise ist die Multipassstrahlführungsoptik in einer Ausgestaltung des Laserverstärkersystems so ausgelegt, dass der Durchmesser des Strahlungsfeldes an der Stelle der Ein- und Auskopplung kleiner und bei Erreichen der Fokussierspiegel größer ist, als der Abstand benachbarter Strahlungsäste.Conveniently, in one embodiment of the laser amplifier system, the multi-pass beam guiding optic is designed such that the diameter of the radiation field at the point of input and output is smaller and, when the focusing mirror is reached, greater than the distance between adjacent radiation branches.

Bei einer solchen Auslegung ist der Strahldurchmesser im Bereich der Ein- und Auskopplungsoptiken derart begrenzt, dass sich dort das Strahlungsfeld benachbarter Strahlungsäste räumlich voneinander trennen lässt. Im übrigen Bereich des Laserverstärkersystems ist dies nicht notwendig und für eine optimale Ausnutzung der Fokussieroptiken können diese auch bei vielfachen Übergängen über die Festkörperscheibe bei großem Strahldurchmesser mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen dimensioniert werden.With such a design, the beam diameter in the region of the input and output optics is limited such that the radiation field of neighboring radiation branches can be spatially separated there. In the remaining area of the laser amplifier system, this is not necessary and for optimum utilization of the focusing optics, these can also be used for multiple transitions over the solid-state disk at a large Beam diameter to be dimensioned with relatively small dimensions.

Das Strahlungsfeld auf den Fokussieroptiken überlagert sich hierbei aufgrund des dort größeren Durchmessers der jeweiligen Strahlungsfelder mit den Strahlungsfeldern benachbarter Strahlungsäste.The radiation field on the focusing optics is superimposed here on account of the larger diameter of the respective radiation fields with the radiation fields of neighboring radiation branches.

Es ist gerade die Position der Aus- und Einkopplungsoptik zwischen den Fokussieroptiken die erst eine solche Führung des Strahlungsfeldes ermöglicht, da nur hier benachbarte Strahlungsfelder mit ihren dort kleineren Durchmessern voneinander getrennt sind.It is just the position of the coupling-in and coupling-in optics between the focusing optics which makes such a guidance of the radiation field possible, since only adjacent radiation fields with their smaller diameters are separated from one another here.

Ein Auskoppeln des Strahlungsfeldes aus einem solchen Strahlungsast lässt sich beispielsweise dadurch umsetzen, dass bei in einer Ebene liegenden Strahlungsästen das ausfallende Strahlungsfeld mit einem Strahlungsast gekoppelt wird, der bezogen zur Symmetrieachse der Festkörperscheibe oder des adaptiven Spiegels (bei einem Aufbau ohne Umlenkspiegel) auf der gleichen Seite liegt, wie der mit dem einfallenden Strahlungsfeld gekoppelte Strahlungsast. Dabei werden die jeweils in gleicher Anzahl vorhandenen unkorrigierten Strahlungsäste auf der gegenüberliegenden Seite der Symmetrieachse geführt.A decoupling of the radiation field from such a radiation branch can be implemented, for example, by coupling the precipitating radiation field with a radiation branch in the plane lying in a plane, based on the symmetry axis of the solid state disk or the adaptive mirror (in a structure without deflecting mirror) on the same Side, like the radiation branch coupled to the incident radiation field. The uncorrected radiation branches present in each case in the same number are guided on the opposite side of the symmetry axis.

Der Vorteil einer solchen Anordnung ist, dass alle Strahlungsäste, bei denen das Wechselwirkungsverhältnis des Multipassstrahlungsfeldes, ausgehend vom einfallenden Strahlungsfeld bis zum Strahlungsfeld des jeweiligen Strahlungsastes, gleich ist, wie das Anordnungsverhältnis in der Multipassstrahlführungsoptik, räumlich getrennt zu den Strahlungsästen sind, bei denen die beiden Verhältnisse ungleich zueinander sind.The advantage of such an arrangement is that all radiation branches in which the interaction ratio of the multipass radiation field, starting from the incident radiation field to the radiation field of the respective radiation branch, is the same as the arrangement ratio in the multipass beam guidance optics, are spatially separated from the radiation branches, in which the two Ratios are unequal to each other.

Insbesondere ist es bei einer solchen Anordnung einfach möglich durch Verschieben der Einkoppel- bzw. Auskopplungsoptik die Zahl der Strahlungsäste auf einfache Weise zu verändern. Eine Grundjustage des Laserverstärkersystems wird so erheblich vereinfacht.In particular, in such an arrangement, it is easily possible to change the number of radiation branches in a simple manner by displacing the coupling-in or coupling-out optics. A basic adjustment of the laser amplifier system is thus considerably simplified.

Noch vorteilhafter ist es, wenn in einer möglichen Ausgestaltung des Laserverstärkersystems das Strahlungsfeld der Strahlungsäste im Zwischenbereich in zwei Ebenen mit gleichem Abstand zur Symmetrieachse der Festkörperscheibe bzw. dem Spiegel angeordnet wird.It is even more advantageous if, in a possible embodiment of the laser amplifier system, the radiation field of the radiation branches in the intermediate region is arranged in two planes at the same distance from the axis of symmetry of the solid-state disk or the mirror.

Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt darin, dass beide, die Ein- und Auskopplungsoptik mit größtmöglichem Abstand zur Symmetrieachse angeordnet werden können. Vorzugsweise liegen die Strahlungsäste im Zwischenbereich genau in zwei Ebenen.The advantage of such an arrangement is that both, the input and output optics can be arranged with the greatest possible distance to the axis of symmetry. Preferably, the radiation branches in the intermediate area lie exactly in two planes.

In einer solchen Anordnung werden die Strahlungsäste, bei denen das Wechselwirkungsverhältnis gleich dem Anordnungsverhältnis ist, in einer anderen Ebene geführt als solche Strahlungsäste, bei denen die beiden Verhältnisse unterschiedlich zueinander sind. Die Aus- und Einkopplungsoptiken sind am Rand der Strahlführung angeordnet und verringern nicht unnötig den optisch nutzbaren Raum der Fokussieroptik. So kann die optisch nutzbare Fläche der Fokussieroptiken optimal ausgenutzt werden.In such an arrangement, the radiation branches, in which the interaction ratio is equal to the arrangement ratio, are guided in a different plane than those radiation branches, in which the two ratios are different from each other. The outcoupling and coupling optics are arranged at the edge of the beam guide and do not unnecessarily reduce the optically usable space of the focusing optics. Thus, the optically usable surface of the focusing optics can be optimally utilized.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Laserverstärkersystems sind die Ein- und Auskopplungsoptiken mit einem Abstand zu den Fokussieroptiken angeordnet der wenigstens 20% des Gesamtabstandes der Fokussieroptiken, höchstens jedoch 80% des Gesamtabstandes der Fokussieroptiken beträgt.In a particularly advantageous embodiment of the laser amplifier system, the input and output optics are arranged at a distance from the focusing optics which is at least 20% of the total distance of the focusing optics, but at most 80% of the total distance of the focusing optics.

Bei einer solchen Ausführung lassen sich die Strahlradien auf den Fokussieroptiken so wählen, dass sich die Strahlungsfelder benachbarter Strahlungsäste überlagern. Es ist so ein optimierter Aufbau realisierbar. Insbesondere ist bei kleineren Abmessungen der Fokussieroptik die Anfälligkeit des Systems gegenüber Justageungenauigkeiten kleiner. Auch in dieser Hinsicht ist also ein optimierter Aufbau mit sich auf den Fokussieroptiken überlagernden Strahlungsfeldern sinnvoll.In such an embodiment, the beam radii on the focusing optics can be selected such that the radiation fields of adjacent radiation branches are superimposed. It is such an optimized design feasible. In particular, with smaller dimensions of the focusing optics, the susceptibility of the system to adjustment inaccuracies is smaller. Also in this regard, therefore, an optimized structure with superimposed on the focusing optics radiation fields makes sense.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Laserverstärkersystems, bei dem das Verhältnis zwischen dem Abstand der Ein- bzw. Auskopplungsoptiken von der jeweils nächst liegenden Fokussieroptik zur Brennweite der jeweiligen Fokussieroptik ungefähr gleich ist, wie die Wurzel des Verhältnisses aus den Zerstörschwellen von Festkörperscheibe bzw. Kopplungsspiegel und Zerstörschwelle der Ein- und Auskopplungsoptiken.Particularly advantageous is an embodiment of the laser amplifier system in which the ratio between the distance of the input or output optics from each closest focusing optics to the focal length of the respective focusing optics is approximately equal to the root of the ratio of the damage thresholds of solid disk and coupling mirror and Damage threshold of the input and output optics.

Wenn man von einem ungefähr linearen Verlauf des Durchmessers des Strahlungsfeldes in den Strahlungsästen von den Fokussieroptiken zum Fokus des Strahlungsfeldes zwischen den Fokussieroptiken ausgeht, dann hat ein solcher Aufbau den Vorteil, dass er den Unterschied in der technisch realisierbaren Zerstörschwelle zwischen Festkörperscheibe und z. B. einem einfachen hochreflektierenden Spiegel als Auskoppel- bzw. Einkoppelspiegel optimal ausnutzen kann. Wird die Ein- bzw. Auskopplungsoptik mit einem entsprechenden Abstand zu den Fokussieroptiken angeordnet, dann ist das Verhältnis der Leistungsdichte zur Zerstörschwelle auf der Festkörperscheibe bzw. dem adaptiven Spiegel gleich groß, wie bei der Ein- bzw. Auskopplungsoptik.If one proceeds from an approximately linear course of the diameter of the radiation field in the radiation branches of the focusing optics to the focus of the radiation field between the focusing optics, then such a structure has the advantage that it the difference in the technically feasible damage threshold between solid disk and z. B. can use a simple high-reflection mirror as Auskoppel- or Einkoppelspiegel optimally. If the input or output optics are arranged at a suitable distance from the focusing optics, then the ratio of the power density to the damage threshold on the solid-state disk or the adaptive mirror is the same, as in the input or output optics.

Es ist auch denkbar, dass sich die Brennweiten der Fokussieroptiken unterscheiden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn ein anderer Durchmesser des Strahlungsfeldes auf dem adaptiven Spiegel als auf der Festkörperscheibe gewünscht ist.It is also conceivable that the focal lengths of the focusing optics differ. This is especially useful if another Diameter of the radiation field on the adaptive mirror than desired on the solid state disk.

Eine Variante des erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems sieht vor, dass alle Strahlungsäste über jeweils einen gemeinsamen Fokussierspiegel auf die Festkörperscheibe bzw. den adaptiven Spiegel geführt werden.A variant of the laser amplifier system according to the invention provides that all radiation branches are guided via a respective common focusing mirror onto the solid-state disk or the adaptive mirror.

Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass sich der Justageaufwand noch weiter verringert.Such an arrangement has the advantage that the adjustment effort is further reduced.

Zweckmäßigerweise sind abgesehen von der Ein- und Auskopplungsoptik keine weiteren optischen Elemente der Strahlführungsoptik innerhalb des Zwischenbereichs zwischen den Fokussieroptiken angeordnet und zwar in dem Sinne, dass diese nicht mit dem Strahlungsfeld in den Zwischenästen wechselwirken.Expediently, apart from the input and output optics, no further optical elements of the beam guiding optics are arranged within the intermediate region between the focusing optics, specifically in the sense that they do not interact with the radiation field in the intermediate branches.

Zwischen den Fokussieroptiken liegt der Fokus des Strahlungsfeldes. Insbesondere beim Strahlungsfeld entlang derjenigen Zwischenäste, bei denen das Wechselwirkungsverhältnis ungleich dem Anordnungsverhältnis der Festkörperscheibe zur adaptiven Optik ist, kann die Position der Foki je nach Brechkraft der Festkörperscheibe stark variieren. Die Positionierung einer Optik im Fokus des Strahlungsfeldes kann zu einer Zerstörung der jeweiligen Optik führen.Between the focusing optics lies the focus of the radiation field. In particular, in the radiation field along those intermediate branches, in which the interaction ratio is not equal to the arrangement ratio of the solid state disk for adaptive optics, the position of the Foki can vary greatly depending on the refractive power of the solid state disk. The positioning of an optic in the focus of the radiation field can lead to a destruction of the respective optics.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Fokussieroptik des Laserverstärkersystems so ausgelegt ist, dass sie bis zu einem 3/2 mal so großen Strahldurchmesser als dem Durchmesser eines die Festkörperscheibe durchsetzenden Strahlungsfeldes eine noch ungehinderten Führung des Strahlungsfeldes gewährleistet.It is particularly advantageous if the focusing optics of the laser amplifier system is designed such that it ensures an unobstructed guidance of the radiation field up to a beam diameter 3/2 times larger than the diameter of a radiation field penetrating the solid-state disk.

Bei einer Variation der Brechkraft der Festkörperscheibe und optimaler Korrektur des adaptiven Spiegels verändern sich die Durchmesser des Strahlungsfeldes in denjenigen Strahlungsästen, bei denen das Wechselwirkungsverhältnis ungleich dem Anordnungsverhältnis der Festkörperscheibe zur adaptiven Optik ist. Dabei verschiebt sich der Fokus zwischen den Fokussieroptiken zu den Fokussieroptiken hin. Gleichermaßen verändert sich der maximale Durchmesser des Strahlungsfeldes. Für eine verlustfreie Kompensation der Brechkraft der Festkörperscheibe ist es notwendig, dass die Fokussieroptik die Strahlung auch bei einem solch vergrößerten Durchmesser des Strahlungsfeldes ungehindert führt.With a variation of the refractive power of the solid-state disk and optimum correction of the adaptive mirror, the diameters of the radiation field change in those radiation branches in which the interaction ratio is not equal to the arrangement ratio of the solid-state disk to the adaptive optics. The focus shifts between the focusing optics towards the focusing optics. Likewise, the maximum diameter of the radiation field changes. For a lossless compensation of the refractive power of the solid-state disk, it is necessary for the focusing optics to guide the radiation unhindered even with such an enlarged diameter of the radiation field.

In einer Ausgestaltung des Laserverstärkersystems ist es zweckmäßig wenn die Fokussieroptik zum Führen des Strahlungsfeldes auf die Festkörperscheibe eine Brechkraft (1/Brennweite) aufweist, die wenigstens 10% größer ist, als die maximale Brechkraftvariation der Festkörperscheibe.In one embodiment of the laser amplifier system, it is expedient if the focusing optics for guiding the radiation field onto the solid-state disk have a refractive power (1 / focal length) which is at least 10% greater than the maximum refractive power variation of the solid-state disk.

Eine solche Auslegung hat den Vorteil, dass bei einer maximalen Brechkraftvariation der Festkörperscheibe der Fokus zwischen den Fokussierspiegeln sich nicht bis auf die Fokussieroptik verschiebt.Such a design has the advantage that, with a maximum refractive power variation of the solid-state disk, the focus between the focusing mirrors does not shift as far as the focusing optics.

Es ist auch denkbar, dass das erfindungsgemäße Laserverstärkersystem als Teil eines Oszillators Anwendung findet. Dabei umfasst die Einkoppeloptik beispielsweise einen Spiegel, der das einfallende Strahlungsfeld in sich selbst zurückwirft, während die Auskoppeloptik einen Spiegel oder optisches Element umfasst, bei dem ein Teil der Strahlung im ausfallenden Strahlungsfeld in sich selbst zurückgeworfen wird, während ein andere Teil aus dem Oszillator ausgekoppelt wird. In einer möglichen Ausgestaltung wird der Anteil des ausgekoppelten Teils über ein entsprechendes optisches Element aktiv von außen über ein zeitlich veränderbares Signal gesteuert.It is also conceivable for the laser amplifier system according to the invention to be used as part of an oscillator. In this case, the coupling-in optical system comprises, for example, a mirror which throws the incident radiation field back into itself, while the coupling-out optical system comprises a mirror or optical element in which a part of the radiation in the emergent radiation field is reflected in itself, while another part is coupled out of the oscillator becomes. In one possible embodiment, the proportion of the decoupled part is actively controlled via a corresponding optical element from the outside via a time-variable signal.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.An advantageous embodiment of the laser amplifier system according to the invention will be explained with reference to the embodiments illustrated in the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Zeichnung des Laserverstärkersystems gemäß der Erfindung, bei dem alle Strahlungsäste in einer Ebene angeordnet sind und sich die Aus- und Einkoppelungsoptiken auf jeweils einer Seite der Symmetrieachse der Kopplungsoptiken befinden, 1 a schematic drawing of the laser amplifier system according to the invention, in which all the radiation branches are arranged in a plane and the extraction and coupling optics are located on either side of the symmetry axis of the coupling optics,

2 eine schematische Zeichnung des erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems nach 1, bei dem jedoch die Auskoppeloptik als hochreflektierender Spiegel ausgebildet ist, der das Multipassstrahlungsfeld in sich selbst zurückwirft, 2 a schematic drawing of the laser amplifier system according to the invention according to 1 in which, however, the coupling-out optical system is designed as a highly reflecting mirror which throws the multipass radiation field back into itself,

3 eine schematische Zeichnung des erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems, bei dem die Strahlungsäste in zwei Ebenen angeordnet sind, 3 a schematic drawing of the laser amplifier system according to the invention, in which the radiation branches are arranged in two planes,

4 eine schematische Zeichnung des erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems mit zwei Festkörperscheiben, 4 a schematic drawing of the laser amplifier system according to the invention with two solid-state disks,

5 eine schematische Zeichnung des erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems mit hochreflektierenden Spiegeln als Fokussieroptiken in der Aufsicht, 5 a schematic drawing of the laser amplifier system according to the invention with highly reflective mirrors as focusing optics in the supervision,

6 eine schematische Zeichnung des Laserverstärkersystems aus 5 in der Seitenansicht, 6 a schematic drawing of the laser amplifier system 5 in the side view,

7 eine schematische Zeichnung eines erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems ähnlich dem aus 5, jedoch mit einzelnen Fokussieroptiken für jeweils solche Strahlungsäste, die in einer Richtung durchlaufen werden, in der Seitenansicht, 7 a schematic drawing of a laser amplifier system according to the invention similar out 5 , but with individual focusing optics for each such radiation branches, which are traversed in one direction, in the side view,

8 ein Verlauf der Strahlungsdurchmesser bei der Propagation durch ein erfindungsgemäßes Laserverstärkersystem mit zwei Übergängen über die Festkörperscheibe, 8th a course of the radiation diameter in the propagation through a laser amplifier system according to the invention with two transitions over the solid-state disk,

9 eine schematische Darstellung des Multipassstrahlungsfeldes des Laserverstärkersystems aus 5, wobei nur die Hälfte des Laserverstärkersystems dargestellt ist. 9 a schematic representation of the multipass radiation field of the laser amplifier system 5 wherein only half of the laser amplifier system is shown.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Laserverstärkungssystem wiedergegeben, bei der die unterschiedlichen Strahlungsäste in einer Ebene geführt werden. Das Laserverstärkersystem besteht aus einer Einkoppeloptik (2), über die ein einfallendes Strahlungsfeld (4) mit dem Strahlungsast (8a) gekoppelt wird. Die Kopplung erfolgt nicht in der Mitte des Zwischenbereichs (9) zwischen den Linsen (10, 11), die als Fokussieroptik dienen, sondern leicht zur Linse (10) hin verschoben, so dass die Einkoppeloptik (2) nicht im Fokus des Strahlungsfeldes angeordnet ist. Das einfallende Strahlungsfeld wird mithilfe einer Fokussierlinse (17) geformt, so dass das einfallende Strahlungsfeld einen Zwischenfokus im Bereich zwischen der Einkoppeloptik (2) und der Fokussieroptik (11) bildet. Der Durchmesser des einfallenden Strahlungsfeldes ist also bei Erreichen der Fokussieroptik (11) erheblich größer, als beim Einkoppeln über den Einkoppelspiegel (2).In 1 is a schematic representation of an embodiment of the laser amplification system reproduced, in which the different radiation branches are guided in a plane. The laser amplifier system consists of a coupling optics ( 2 ), over which an incident radiation field ( 4 ) with the radiation branch ( 8a ) is coupled. The coupling does not take place in the middle of the intermediate area ( 9 ) between the lenses ( 10 . 11 ), which serve as a focusing optics, but easy to lens ( 10 ), so that the coupling optics ( 2 ) is not located in the focus of the radiation field. The incident radiation field is detected by means of a focusing lens ( 17 ), so that the incident radiation field has an intermediate focus in the region between the coupling-in optical system ( 2 ) and the focusing optics ( 11 ). The diameter of the incident radiation field is thus on reaching the focusing optics ( 11 ) significantly larger than when coupling via the coupling mirror ( 2 ).

Der Strahlungsast (8a) und alle weiteren Strahlungsäste (8c, 8e, 8g), die in der gleichen Richtung durchlaufen werden, wie der mit dem einfallenden Strahlungsast gekoppelte Strahlungsast (8a), werden über die Fokussieroptik (11) auf den adaptiven Spiegel (15, 12b) geführt. Dabei entspricht der Abstand zwischen Fokussieroptik (11) und adaptivem Spiegel (15) gerade der Brennweite der Fokussieroptik (11).The radiation branch ( 8a ) and all other radiation branches ( 8c . 8e . 8g ) which are traversed in the same direction as the radiation branch coupled to the incident radiation branch ( 8a ), via the focusing optics ( 11 ) on the adaptive mirror ( 15 . 12b ) guided. The distance between the focusing optics ( 11 ) and adaptive mirror ( 15 ) just the focal length of the focusing optics ( 11 ).

Die Strahlungsäste werden daraufhin über den adaptiven Spiegel (15) mit den Strahlungsästen (8b, 8d, 8f), die in entgegengesetzter Richtung den Zwischenbereich (9) durchlaufen, wie die Strahlungsäste (8c, 8e, 8g), gekoppelt. Nach Durchlaufen des Zwischenbereichs (9) werden diese Strahlungsäste (8b, 8d, 8f) wiederum über die Fokussieroptik (10) auf den Kopplungsspiegel (12a) geführt. Der Kopplungsspiegel (12a) ist dabei als hochreflektierende Schicht auf der Rückseite der Festkörperscheibe (13) aufgebracht, so dass die Strahlungsäste jeweils die Festkörperscheibe (13) im Wesentlichen sich vollständig überlappend durchtreten.The radiation branches are then transmitted via the adaptive mirror ( 15 ) with the radiation branches ( 8b . 8d . 8f ), which in opposite direction the intermediate area ( 9 ), as the radiation branches ( 8c . 8e . 8g ), coupled. After passing through the intermediate area ( 9 ) these radiation branches ( 8b . 8d . 8f ) again via the focusing optics ( 10 ) on the coupling mirror ( 12a ) guided. The coupling mirror ( 12a ) is as a highly reflective layer on the back of the solid state disk ( 13 ), so that the radiation branches in each case the solid-state disk ( 13 ) substantially completely overlapping.

Dort werden die Strahlungsäste (8b, 8d, 8f) wiederum über eine Kopplungsoptik (12a) mit den Strahlungsästen (8c, 8e und 8g) gekoppelt.There, the radiation branches ( 8b . 8d . 8f ) in turn via a coupling optics ( 12a ) with the radiation branches ( 8c . 8e and 8g ) coupled.

Zur Auskopplung der Laserstrahlung ist dann schlussendlich der Strahlungsast (8g) mit eine Auskoppeloptik in Form eines 45° Umlenkspiegels (3) gekoppelt, so dass das ausfallende Strahlungsfeld das Laserverstärkersystem (1) ungefähr in der gleichen Richtung verlässt, wie die Richtung in der es eingekoppelt wurde.For decoupling of the laser radiation then finally the radiation load ( 8g ) with a coupling-out optical system in the form of a 45 ° deflecting mirror ( 3 ) so that the emergent radiation field drives the laser amplifier system ( 1 ) leaves approximately in the same direction as the direction in which it was coupled.

In 2 ist ein Laserverstärkersystem dargestellt, dass sich von dem aus 1 dadurch unterscheidet, dass das Strahlungsfeld nicht über die Auskoppeloptik (3) ausgekoppelt wird, sondern mit dieser in sich selber zurückgeworfen wird. Entsprechend muss im ausfallenden Strahlungsfeld (5) bzw. einfallenden Strahlungsfeld (4) eine optische Weiche zum Aufteilen der beiden in verschiedene Richtungen verlaufenden Strahlungsfeldern (4, 5).In 2 is shown a laser amplifier system that extends from the 1 differs in that the radiation field does not have the coupling-out optics ( 3 ), but is thrown back into itself. Accordingly, in the failing radiation field ( 5 ) or incident radiation field ( 4 ) an optical switch for dividing the two radiation fields running in different directions (US Pat. 4 . 5 ).

Dies kann beispielsweise mithilfe eines Polarisators und eines lambda/4 Plättchens realisiert werden, wobei dies nicht in der Figur dargestellt wurde.This can be realized for example by means of a polarizer and a lambda / 4 plate, although this was not shown in the figure.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems ist in 3 schematisch dargestellt. Dort ist ein Laserverstärkersystem (1) dargestellt, dessen Strahlungsäste (8) in zwei Ebenen geführt werden. Ähnlich wie bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Strahlungsäste (8), die im Zwischenbereich (9) jeweils in unterschiedliche Richtungen durchlaufen werden, räumlich getrennt voneinander angeordnet. Dabei verlaufen die in gleicher Richtung durchlaufenden Strahlungsäste, wie die mit dem einfallenden (4) und ausfallenden Strahlungsfeld (5) gekoppelten Strahlungsäste, im oberen Bereich des Laserverstärkungssystems (1). Die Strahlungsäste werden wie in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel über die Fokussieroptiken (10, 11) auf den adaptiven Spiegel (12b, 15) bzw. die Festkörperscheibe (12a, 13) geführt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der adaptive Spiegel (15) erstes Kopplungselement (12b) und die Festkörperscheibe (13) aufgrund des an der Rückseite angeordneten hochreflektierenden Spiegels (12a) das zweite Kopplungselement (12a).Another embodiment of the laser amplifier system according to the invention is shown in FIG 3 shown schematically. There is a laser amplifier system ( 1 ) whose radiation branches ( 8th ) are guided in two levels. Similar to the in 1 illustrated embodiment, the radiation branches ( 8th ), in the intermediate area ( 9 ) are each traversed in different directions, arranged spatially separated from each other. In this case, the radiation branches running in the same direction run as those with the incident ( 4 ) and failing radiation field ( 5 ) coupled radiation branches, in the upper region of the laser amplification system ( 1 ). The radiation branches are, as in the embodiment described above, via the focusing optics (FIG. 10 . 11 ) on the adaptive mirror ( 12b . 15 ) or the solid-state disk ( 12a . 13 ) guided. In this embodiment, the adaptive mirror is ( 15 ) first coupling element ( 12b ) and the solid-state disk ( 13 ) due to the highly reflective mirror ( 12a ) the second coupling element ( 12a ).

Wie in der Figur dargestellt, sind die Aus- (3) und Einkoppeloptiken (4) zwischen den Fokussieroptiken (10, 11) jeweils am Rand des durch die Fokussieroptiken aufgespannten Tubus angeordnet. Die optische Fläche der Fokussieroptiken (10, 11) wird so optimal innerhalb der jeweils von den Strahlungsästen (8) aufgespannten Ebenen ausgenutzt.As shown in the figure, the output ( 3 ) and coupling optics ( 4 ) between the focusing optics ( 10 . 11 ) are each arranged on the edge of the tube formed by the focusing optics. The optical surface of the focusing optics ( 10 . 11 ) is optimally within each of the radiation branches ( 8th ) exploited levels exploited.

In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Laserverstärkersystems dargestellt. Das Ausführungsbeispiel ähnelt im Wesentlichen dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei hier allerdings eine zweite Festkörperscheibe mit dazugehöriger zusätzlicher Fokussieroptiken (10b, 11b) und Zwischenbereich (9b) vorhanden ist. Dabei werden die Strahlungsäste (8a), die in dem ersten Zwischenbereich (9a) parallel geführt werden und über die Fokussieroptik (10a) auf die Festkörperscheibe (13a) bzw. Kopplungsoptik (12a) geführt werden, über den adaptiven Spiegel (15) bzw. die Kopplungsoptik (12b) mit den in dem zweiten Zwischenbereich (9b) parallel verlaufenden Strahlungsästen (8b) gekoppelt. Der adaptive Spiegel (15) ist dabei so ausgelegt, dass er bei einem Übergang jeweils einen Mittelwert der jeweils eingebrachten Aberration von der ersten (13a) und zweiten Festkörperscheibe (13b) kompensiert. Aufgrund der doppelt so vielen Übergänge über den adaptiven Spiegel (15), wie Übergänge über eine der Festkörperscheiben (13a, 13b), werden die Aberrationen der beiden Festkörperscheiben (13a, 13b) derart kompensiert, dass die Strahlungsäste, die im oberen Bereich des Zwischenbereichs (9a) verlaufen invariant gegenüber etwaigen Aberrationen der Festkörperscheiben (13a, 13b) sind. Aus diesem Grund ist eine Ein- und Auskopplung über die Optiken (2, 3) invariant gegenüber Aberrationen durch die Festkörperscheiben (13a, 13b).In 4 another embodiment of the laser amplifier system is shown. The embodiment is substantially similar to that in FIG 3 illustrated embodiment, but here a second solid-state disk with associated additional focusing optics ( 10b . 11b ) and intermediate area ( 9b ) is available. The radiation branches ( 8a ), which in the first intermediate area ( 9a ) are guided in parallel and via the focusing optics ( 10a ) on the solid state disk ( 13a ) or coupling optics ( 12a ), via the adaptive mirror ( 15 ) or the coupling optics ( 12b ) with those in the second intermediate area ( 9b ) parallel radiation branches ( 8b ) coupled. The adaptive mirror ( 15 ) is designed in such a way that, in the case of a transition, it in each case averages the respective introduced aberration from the first ( 13a ) and second solid-state disk ( 13b ) compensated. Because of twice as many transitions through the adaptive mirror ( 15 ), such as transitions across one of the solid-state disks ( 13a . 13b ), the aberrations of the two solid-state disks ( 13a . 13b ) compensated in such a way that the radiation branches located in the upper region of the intermediate region ( 9a ) are invariant with respect to any aberrations of the solid-state disks ( 13a . 13b ) are. For this reason, a coupling and decoupling via the optics ( 2 . 3 ) invariant to aberrations through the solid-state disks ( 13a . 13b ).

In 5 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Laserverstärkersystems (1) dargestellt, dass im Wesentlich dem in 3 dargestellten Laserverstärkersystem (1) gleicht. Hier bestehen allerdings im Gegensatz zu dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Fokussieroptiken (10, 11) nicht aus jeweils einer Linse, sondern aus gekrümmten Spiegeln (10, 11). Zweckmäßigerweise sind diese asphärisch geformt, so dass die parallel im Zwischenbereich (9) verlaufenden Strahlungsäste (8) mithilfe der Spiegel (10, 11) in einem Punkt auf den Kopplungsoptiken (12a, 12b) gebündelt werden.In 5 is an embodiment of the laser amplifier system according to the invention ( 1 ) that essentially corresponds to the 3 illustrated laser amplifier system ( 1 ) is similar. Here, however, in contrast to the in 3 illustrated embodiment, the focusing optics ( 10 . 11 ) not from one lens, but from curved mirrors ( 10 . 11 ). Conveniently, these are aspherical shaped, so that the parallel in the intermediate area ( 9 ) radiating branches ( 8th ) using the mirrors ( 10 . 11 ) in one point on the coupling optics ( 12a . 12b ).

Im Gegensatz zu dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind hier zusätzlich 45° Umlenkspiegel zwischen den Fokussieroptiken (10, 11) und Kopplungsoptiken (12a, 12b) angeordnet.Unlike the in 3 illustrated embodiment are here additionally 45 ° deflecting mirror between the focusing optics ( 10 . 11 ) and coupling optics ( 12a . 12b ) arranged.

Eine entsprechende Seitenansicht dieses Ausführungsbeispiels ist in 6 dargestellt. Dort ist erkennbar, dass auch hier die in unterschiedliche Richtung durchlaufenden Strahlungsäste (8) räumlich voneinander getrennt sind. Letztlich bedeutet das, dass korrigierte und unkorrigierte Strahlungsäste (8), also solche die durch Aberrationen der Festkörperscheibe (13) im Strahldurchmesser verändert werden und solche, die durch die Kompensation des adaptiven Spiegels (15) invariant gegenüber solchen Aberrationen sind, räumlich voneinander getrennt sind. Letztere verlaufen in dem Bereich, in dem auch die Ein- und Auskoppeloptiken (2, 3) angeordnet sind. Der Strahldurchmesser an der Position dieser Optiken (2, 3) ist daher klar definiert.A corresponding side view of this embodiment is in 6 shown. There it can be seen that here too the radiation branches passing through in different directions ( 8th ) are spatially separated from each other. Ultimately, this means that corrected and uncorrected radiation branches ( 8th ), ie those caused by aberrations of the solid-state disk ( 13 ) are changed in the beam diameter and those which are due to the compensation of the adaptive mirror ( 15 ) are invariant to such aberrations, spatially separated. The latter run in the area in which the input and output optics ( 2 . 3 ) are arranged. The beam diameter at the position of these optics ( 2 . 3 ) is therefore clearly defined.

Eine leichte Abwandlung des in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiels ist in 7 dargestellt. Dort sind die Fokussieroptiken, die jeweils in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sämtliche Strahlungsäste (8) jeweils auf die Koppelungsoptiken (12a, 12b) geführt haben, durch jeweils zwei separate Fokussieroptiken (10a, 10b, 11a, 11b) umgesetzt. Die Fokussieroptiken (10a, 11a) führen dabei sämtliche Strahlungsäste (8) auf die Kopplungsoptiken (12a, 12b), deren Wechselwirkungsverhältnis für das in den Strahlungsästen verlaufenden Strahlungsfeldes, ausgehend vom einfallenden Strahlungsfeld, jeweils gleich dem Anordnungsverhältnis ist.A slight modification of the in the 5 and 6 illustrated embodiment is in 7 shown. There are the focusing optics, each in the previous embodiments, all radiation branches ( 8th ) in each case on the coupling optics ( 12a . 12b ), by two separate focusing optics ( 10a . 10b . 11a . 11b ) implemented. The focusing optics ( 10a . 11a ) lead all radiation branches ( 8th ) to the coupling optics ( 12a . 12b ), whose interaction ratio for the radiation field extending in the radiation branches, starting from the incident radiation field, is in each case equal to the arrangement ratio.

In diesem Ausführungsbeispiel ist das Anordnungsverhältnis Eins, da es sowohl eine Festkörperscheibe (13), als auch eine adaptive Optik (15) gibt. Ferner durchlaufen die über die Fokussieroptiken (10a, 11a) geführten Strahlungsäste (8) vom einfallenden Strahlungsfeld (4) ausgehend, jeweils einmal den adaptiven Spiegel (15) und einmal die Festkörperscheibe (13). Dabei wird das Durchsetzten der Festkörperscheibe (13) mit einem Strahlungsast (8) mit anschließender Reflektion an dem Kopplungsspiegel (12a) und erneutem Durchsetzen der Festkörperscheibe (13) als einfacher Durchlauf gezählt.In this embodiment, the arrangement ratio is one because it is both a solid state disk ( 13 ), as well as an adaptive optics ( 15 ) gives. Furthermore, they pass through the focusing optics ( 10a . 11a ) guided radiation branches ( 8th ) from the incident radiation field ( 4 ), once each time the adaptive mirror ( 15 ) and once the solid disk ( 13 ). The penetration of the solid-state disk ( 13 ) with a radiation branch ( 8th ) with subsequent reflection at the coupling mirror ( 12a ) and re-enforcing the solid disk ( 13 ) counted as a simple pass.

Die Strahlungsäste (8), die jeweils über die Fokussieroptiken (10b, 11b) geführt werden, durchlaufen den adaptiven Spiegel (15) jeweils einmal öfter, so dass hier die beiden Verhältnisse ungleich zueinander sind.The radiation branches ( 8th ), each via the focusing optics ( 10b . 11b ), pass through the adaptive mirror ( 15 ) each time more often, so that here the two ratios are not equal to each other.

In 8 ist der Verlauf des Radius (halber Durchmesser) des Multipassstrahlungsfeldes (7) vom einfallenden Strahlungsfeld (4) bis zum ausfallenden Strahlungsfeld (5) bei einem Ausführungsbeispiel des Laserverstärkersystems (1) mit zwei Übergängen über die Festkörperscheibe (13) dargestellt. Dabei variiert der Radius des Strahlungsfeldes zwischen Festkörperscheibe (13) und adaptivem Spiegel (15) je nach Brechkraft der Festkörperscheibe (13). Zwei Extremfälle sind in der Figur dargestellt, einmal als durchgezogene Linie und einmal als gestrichelte Linie. Zwischen diesen Extremfällen kann sich der Fokus des Strahlungsfeldes und das Maximum entsprechend verschieben. In diesen Bereichen sind daher keine Optiken angeordnet. Das in diesem Bereich verlaufende Strahlungsfeld verläuft entlang der Strahlungsäste (8), bei denen das Wechselwirkungsverhältnis für das Strahlungsfeld, beim Durchlaufen durch die Multipassstrahlführungsoptik vom einfallenden Strahlungsfeld aus, ungleich zum Anordnungsverhältnis im Laserverstärkersystem (1) ist. Andererseits verändert sich der Durchmesser des Multipassstrahlungsfeldes (7) in den Strahlungsästen (8) zwischen Festkörperscheibe (15) und adaptiver Optik (13) nicht in Abhängigkeit von der Brechkraft der Festkörperscheibe (15). In der 8 ist ferner der Abstand d benachbarter Strahlungsäste (8) im Zwischenbereich (9) durch eine horizontale, gestrichelte Linie angegeben. Bei denjenigen Strahlradien, die oberhalb dieser Linie liegen, überlappen sich die Strahlungsfelder im Multipassstrahlungsfeld (7). In 9 ist eine vergrößerte schematische Darstellung eines Teils des Multipassstrahlungsfeldes des Laserverstärkersystems aus 5 dargestellt. Dabei sind im Gegensatz zu den vorherigen Figuren auch die Durchmesser des Multipassstrahlungsfeldes (7) schematisch wiedergegeben. Das einfallende Strahlungsfeld (4) wird dabei über den Einkoppelspiegel (2) in den ersten Strahlungsast (8) gekoppelt. Dabei ist das einfallende Strahlungsfeld (4) so geformt, dass es zunächst in einem Zwischenfokus gebündelt wird und dann über den Einkoppelspiegel (2) bis zur Fokussieroptik (10) aufgeweitet wird.In 8th is the course of the radius (half the diameter) of the multipass radiation field ( 7 ) from the incident radiation field ( 4 ) to the failing radiation field ( 5 ) in one embodiment of the laser amplifier system ( 1 ) with two transitions across the solid state disk ( 13 ). The radius of the radiation field varies between the solid disk ( 13 ) and adaptive mirror ( 15 ) depending on the refractive power of the solid-state disk ( 13 ). Two extreme cases are shown in the figure, once as a solid line and once as a dashed line. Between these extreme cases, the focus of the radiation field and the maximum can shift accordingly. Therefore, no optics are arranged in these areas. The radiation field running in this area runs along the radiation branches ( 8th ), in which the interaction ratio for the radiation field, when passing through the multipass beam guiding optical system from the incident radiation field, is different from the arrangement ratio in the laser amplifier system ( 1 ). On the other hand, the diameter of the multipass radiation field ( 7 ) in the radiation branches ( 8th ) between solid disk ( 15 ) and adaptive optics ( 13 ) not depending on the refractive power of the solid-state disk ( 15 ). In the 8th is further the distance d of neighboring radiation branches ( 8th ) in the intermediate area ( 9 ) indicated by a horizontal dashed line. For those beam radii that lie above this line, the radiation fields in the multipass radiation field overlap ( 7 ). In 9 is an enlarged schematic representation of a portion of the multipass radiation field of the laser amplifier system 5 shown. In contrast to the previous figures, the diameters of the multipass radiation field ( 7 ) is shown schematically. The incident radiation field ( 4 ) is via the coupling mirror ( 2 ) in the first radiation branch ( 8th ) coupled. Here is the incident radiation field ( 4 ) shaped so that it is initially bundled in an intermediate focus and then on the Einkoppelspiegel ( 2 ) to the focusing optics ( 10 ) is widened.

Während die Strahlungsfelder entlang der Strahlungsäste (8) im Bereich der Einkopplung (2) noch räumlich voneinander getrennt sind, überlappen die Strahlungsfelder auf der Fokussieroptik (10) benachbarter Strahlungsäste (8). Der Strahldurchmesser des einfallenden Strahlungsfeldes (4) wird nach der Einkopplung mehr als verdoppelt. Sämtliche Strahlungsfelder (8), die in der Ebene des einfallenden Strahlungsastes verlaufen, werden über die Fokussieroptik (10) auf die Kopplungsoptik (12a) geführt. Dabei durchtreten die Strahlungsfelder der Strahlungsäste (8) die Festkörperscheibe (13) im aktiven Bereich (14). Dem aktiven Bereich (14) wird dabei mithilfe einer nicht dargestellten Pumpstrahlung, die durch eine entsprechende Pumpoptik auf die Festkörperscheibe (13) geführt wird, Energie zugeführt.While the radiation fields along the radiation branches ( 8th ) in the field of coupling ( 2 ) are still spatially separated, overlap the radiation fields on the focusing optics ( 10 ) of adjacent radiation branches ( 8th ). The beam diameter of the incident radiation field ( 4 ) is more than doubled after coupling. All radiation fields ( 8th ), which run in the plane of the incident radiation branch, are transmitted via the focusing optics ( 10 ) on the coupling optics ( 12a ) guided. The radiation fields of the radiation branches ( 8th ) the solid state disk ( 13 ) in the active area ( 14 ). The active area ( 14 ) is thereby using a pump radiation, not shown, by a corresponding pumping optics on the solid state disk ( 13 ), energy is supplied.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: LaserverstärkersystemLaser amplifier system
22: StrahleinkopplungsoptikStrahleinkopplungsoptik
33: StrahlauskopplungsoptikBeam decoupling optics
44: Einfallendes StrahlungsfeldIncident radiation field
55: Ausfallendes StrahlungsfeldDropping radiation field
66: MultipassstrahlführungsoptikMultipass optical beam guidance
77: MultipassstrahlungsfeldMultipass radiation field
88th: Strahlungästeradiation branches
99: Zwischenbereichintermediate area
1010: Erste FokussieroptikFirst focusing optics
1111: Zweite FokussieroptikSecond focusing optics
1212: Kopplungsoptikcoupling optics
1313: FestkörperscheibeSolid state disk
1414: Aktiver Bereich der FestkörperscheibeActive area of the solid-state disk
1515: Adaptive OptikAdaptive optics
1616: 45° Umlenkspiegel45 ° deflection mirror
1717: Fokussierlinse zur Formung des einfallendes StrahlungsfeldesFocusing lens for shaping the incident radiation field

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1286434 A1 [0002]
WO 2009095311 [0004]

Claims

Laser amplifier system ( 1 ) comprising beam injection optics ( 2 ) and beam extraction optics ( 3 ) for guiding an incident (4) and dropping radiation field ( 5 ), as well as a Multipassstrahlführungsoptik ( 6 ) for guiding a multipass radiation field ( 7 ) from a multiplicity of coupled radiation branches ( 8a - 8z ) formed in at least one by at least two focusing optics ( 10 . 11 ) limited intermediate area ( 9 ) are substantially parallel to each other, wherein the radiation branches ( 8a - 8z ) via the focusing optics ( 10 . 11 ) to a respective coupling optics ( 12a . 12b ) and thereby a front of at least one coupling optics ( 12 ) arranged solid-state disk ( 13 ) in an active area ( 14 ) prevail overlying substantially, wherein the radiation branches ( 8a - 8z ) via the coupling optics ( 12a . 12b ) are coupled to one another such that, starting from the incident radiation field ( 4 ) all radiation branches ( 8a - 8z ) are passed through successively, characterized in that at least one coupling optics ( 12 ) an adaptive optics ( 15 ) for compensation by the at least one solid-state disk ( 13 ) caused aberrations, the incident ( 4 ) and precipitating radiation field ( 5 ) with one of the radiation branches ( 8a - 8z ) in the intermediate area ( 9 ) and the multipass radiation field ( 7 ) is guided from the incident to the outgoing radiation field in such a way that the ratio between the number of transitions over the at least one solid-state disk ( 13 ) to the number of transitions via the adaptive optics ( 15 ) is the same as the ratio of solid state disks ( 13 ) to adaptive optics ( 15 ) in the multipass beam guiding optics ( 6 ) are arranged.

Laser amplifier system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling-in optics ( 2 ) is designed so that the incident radiation field ( 4 ) is shaped such that, after being coupled into the multipass radiation field ( 7 ) its diameter until reaching the solid disk ( 13 ) or the adaptive mirror ( 15 ) multiplied, at least doubled, so that the radiation field is the solid-state disk ( 13 ) or the adaptive mirror ( 15 ) with respect to the diameter of the incident radiation field ( 4 ) interspersed according to enlarged diameter.

Laser amplifier system ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that when passing through the multipass radiation field ( 7 ) within the intermediate area ( 9 ) in the same direction passing radiation branches ( 8th ) each via a single focusing optics ( 10 . 11 ) to the respective coupling optics ( 12a . 12b ).

Laser amplifier system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the multipass beam guiding optics ( 6 ) is designed so that the diameter of the radiation field at the point of coupling and decoupling ( 2 . 3 ) smaller and upon reaching the focusing mirror ( 10 . 11 ) is greater than the distance of adjacent radiation branches ( 8th ).

Laser amplifier system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation field of the radiation branches ( 8th ) in the intermediate area ( 9 ) exactly in two planes equidistant from the symmetry axis of the solid-state disk ( 13 ) or adaptive optics ( 15 ) is arranged.

Laser amplifier system ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the ratio between the distance of the input and output optics ( 2 . 3 ) of the respectively closest focusing optics ( 10 . 11 ) to the focal length of the respective focusing optics ( 10 . 11 ) is approximately the same as the root of the ratio of the damage thresholds of solid-state disk ( 13 ) or adaptive mirror ( 15 ) and damage threshold of the input and output optics ( 2 . 3 ).

Laser amplifier system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that all radiation branches ( 8th ) each have a common focusing mirror ( 10 . 11 ) on the solid state disk ( 13 ) or the adaptive mirror ( 15 ).

Laser amplifier system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between the focusing mirror ( 10 . 11 ) and the closest coupling optics ( 12a . 12b ) is equal to the focal length of the focusing mirror and the distance between the focusing optics ( 10 . 11 ) equal to the sum of the focal lengths of the corresponding intermediate region ( 9 ) limiting focusing mirror ( 10 . 11 ).

Laser amplifier system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the dimensions of the focusing optics ( 10 . 11 ) are designed so that they are up to a beam diameter 3/2 times as large as the diameter of a solid disk ( 13 ) passing radiation field along the radiation branches ( 8th ) ensure an unimpeded guidance of the radiation field.

Laser amplifier system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the focusing optics ( 10 . 11 ) for guiding the radiation field along the radiation branches ( 8th ) on the solid state disk ( 13 ) a refractive power which is at least 10% larger than the maximum refractive power variation of the solid-state disk ( 13 ).