DE102012219972B4 - MOPA laser assembly and method for optical power amplification - Google Patents

MOPA laser assembly and method for optical power amplification Download PDF

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Abstract

MOPA-Laseranordnung mit mindestens einem Seedlaser (6) und mindestens einem optischen Leistungsverstärker (10, 10a, 10b), der der Verstärkung einer von dem Seedlaser (6) ausgesandten Seedlaserstrahlung (7) dient, wobei eine einzige Pumplichtquelle (1) vorgesehen ist, die im bestimmungsgemäßen Betrieb der MOPA-Laseranordnung sowohl den Seedlaser (6) als auch den optischen Leistungsverstärker (10, 10a, 10b) mit einer Pumplichtstrahlung versorgt, wobei der Pumplichtquelle (1) eine Strahlaufspaltungsoptik (3) zugeordnet ist, die einer Aufspaltung der von der Pumplichtquelle (1) ausgesandten Pumplichtstrahlung in mindestens zwei Teilstrahlen (4, 5, 5a, 5b) dient, wobei mindestens ein erster der Teilstrahlen (4) zum Pumpen des Seedlasers (6) und mindestens ein zweiter der Teilstrahlen (5, 5a, 5b) zum Pumpen des optischen Leistungsverstärkers (10, 10a, 10b) dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumplichtquelle (1) ein Laserdiodenbarren ist, dass die Strahlaufspaltungsoptik (3) mindestens zwei verschiebbare Spiegel oder Prismen (13, 14) umfasst, die derart ausgerichtet werden können, dass die Intensität der mindestens zwei Teilstrahlen (4, 5, 5a, 5b) frei einstellbar ist, und dass die mindestens zwei verschiebbaren Spiegel oder Prismen (13, 14) in einer Reihe hintereinander in der Ausbreitungsrichtung der Pumplichtstrahlung angeordnet sind.

Figure DE102012219972B4_0000
MOPA laser arrangement comprising at least one seed laser (6) and at least one optical power amplifier (10, 10a, 10b) for amplifying a seed laser radiation (7) emitted by the seed laser (6), wherein a single pump light source (1) is provided, in the normal operation of the MOPA laser arrangement, both the seed laser (6) and the optical power amplifier (10, 10a, 10b) supplied with a pumping light radiation, the pumping light source (1) is associated with a beam splitting optical system (3), the splitting of at least a first of the partial beams (4) for pumping the seed laser (6) and at least a second of the partial beams (5, 5a, 5b ) for pumping the optical power amplifier (10, 10a, 10b), characterized in that the pumping light source (1) is a laser diode bar, that the beam splitting optics (3) at least ens comprises two displaceable mirrors or prisms (13, 14), which can be aligned such that the intensity of the at least two partial beams (4, 5, 5a, 5b) is freely adjustable, and that the at least two displaceable mirrors or prisms (13 , 14) are arranged in a row one behind the other in the propagation direction of the pumped light radiation.
Figure DE102012219972B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine MOPA-Laseranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur optischen Leistungsverstärkung einer Laserlichtstrahlung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a MOPA laser arrangement according to the preamble of claim 1 and to a method for optical power amplification of laser light radiation according to the preamble of claim 8.

Die Abkürzung MOPA steht dabei für den üblichen Fachbegriff „Master Oscillator Power Amplifier“. Eine MOPA-Laseranordnung wird seltener in deutscher Übersetzung als „Master-Oszillator-Leistungsverstärker“ bezeichnet.The abbreviation MOPA stands for the usual technical term "Master Oscillator Power Amplifier". A MOPA laser arrangement is less commonly referred to in German translation as a "master oscillator power amplifier".

Aus dem Stand der Technik bekannte MOPA-Laseranordnungen verwenden regelmäßig eine Laserdiode zum Pumpen eines sogenannten Seedlasers, der als Master-Oszillator dient, und mindestens eine zweite Laserdiode zum Pumpen eines optischen Leistungsverstärkers, der die Verstärkerkomponente einer MOPA-Laseranordnung darstellt.Prior art MOPA laser arrays routinely use a laser diode for pumping a so-called seed laser serving as a master oscillator, and at least one second laser diode for pumping an optical power amplifier representing the amplifier component of a MOPA laser array.

Der als DE 690 25 097 T2 veröffentlichte deutsche Teil des europäischen Patents EP 0 403 340 B1 beschreibt beispielsweise eine Struktur zur Emission eines Leistungsimpuls-Lasersignals mit einer Oszillatorstufe und einer Leistungsverstärkerstufe, wobei die Leistungsverstärkerstufe aus einem Laserverstärker besteht, der mit einem Teilstrahl des aus dem Oszillator stammenden Strahls gespeist wird. Somit wird hier zwar eine Aufspaltung eines Laserstrahles in zwei Teilstrahlen beschrieben, der Einsatz einer einzigen Pumplichtquelle für sowohl die Oszillatorstufe als auch die Verstärkerstufe ist aus dieser Patentschrift jedoch nicht vorbekannt.The as DE 690 25 097 T2 published German part of the European patent EP 0 403 340 B1 describes, for example, a structure for emitting a power pulse laser signal having an oscillator stage and a power amplifier stage, the power amplifier stage consisting of a laser amplifier fed with a sub-beam of the beam originating from the oscillator. Thus, although a splitting of a laser beam into two partial beams is described here, the use of a single pumping light source for both the oscillator stage and the amplifier stage is not previously known from this patent.

Der Einsatz mehrerer Pumplichtquellen ist allerdings mit einem erheblichen Kostennachteil und einem erhöhten Einstellungsaufwand einer entsprechenden MOPA-Laseranordnung verbunden. Außerdem besteht ein erhöhtes Risiko eines Ausfalls des Gesamtsystems durch die Fehlerhaftigkeit einer der eingesetzten Pumplichtquellen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Laserdioden als Pumplichtquellen eingesetzt werden, da dann auch ein zugehöriger Laserdiodentreiber ausfallen kann.The use of several pump light sources, however, is associated with a considerable cost disadvantage and an increased setting costs of a corresponding MOPA laser arrangement. In addition, there is an increased risk of failure of the entire system due to the defectiveness of one of the pumping light sources used. This is particularly the case when laser diodes are used as pump light sources, since then an associated laser diode driver can fail.

Die US 7,003,005 B1 beschreibt eine MOPA-Laseranordnung mit einer Strahlaufspaltungsoptik, bei der der Anteil der Strahlung, der auf einen Seedlaser geleitet wird, mittels einer Beschichtung des Strahlteilers eingestellt wird.The US 7,003,005 B1 describes a MOPA laser arrangement with beam splitting optics, in which the proportion of the radiation which is conducted onto a seed laser is set by means of a coating of the beam splitter.

Die US 6,553,052 B1 beschreibt eine MOPA-Laseranordnung, bei der ein Oszillator und ein Verstärker hintereinander angeordnet sind und nacheinander vom selben Lichtstrahl der Pumplichtquelle durchstrahlt werden.The US 6,553,052 B1 describes a MOPA laser arrangement in which an oscillator and an amplifier are arranged one behind the other and are successively irradiated by the same light beam of the pumping light source.

Die US 2007/0223553 A1 beschreibt eine MOPA-Laseranordnung, bei der ein Pumplichtstrahl mittels einer optischen Faser aufgespalten wird, damit er zu einem Laseroszillator und zu einem Verstärker geleitet werden kann.The US 2007/0223553 A1 describes a MOPA laser arrangement in which a pumping light beam is split by means of an optical fiber so that it can be conducted to a laser oscillator and to an amplifier.

Die DE 10 2008 025 824 A1 beschreibt eine MOPA-Laseranordnung mit einer Strahlaufspaltungsoptik, wobei die aufgespaltenen Lichtstrahlen vor der Anregung eines Verstärkers wieder vereinigt werden.The DE 10 2008 025 824 A1 describes a MOPA laser array with beam splitting optics, wherein the split light beams are reunited prior to excitation of an amplifier.

Die DE 10 2010 005 167 A1 beschreibt eine Weiterentwicklung der MOPA-Laseranordnung, die in der im vorstehenden Absatz diskutierten Patentanmeldung beschrieben ist. Dabei sind zusätzlich Mittel zum Bilden eines optischen Verstärkerstrahlengangs in einer Verstärkerstufe vorgesehen.The DE 10 2010 005 167 A1 describes a further development of the MOPA laser arrangement described in the patent application discussed in the preceding paragraph. In addition, means for forming an optical amplifier beam path are provided in an amplifier stage.

Die DE 10 2005 028 131 A1 beschreibt eine MOPA-Laseranordnung, bei der eine Aufteilung der Pumplichtstrahlung mittels teildurchlässiger Spiegel oder mittels polarisationsabhängiger Transmission und Reflexion erfolgt.The DE 10 2005 028 131 A1 describes a MOPA laser arrangement, in which a division of the pumping light radiation by means of partially transparent mirror or by means of polarization-dependent transmission and reflection takes place.

Die DE 10 2004 008 393 A1 beschreibt einen optischen Faserverstärker, bei dem eine Aufteilung einer aus einer Pumplichtquelle ausgesandten Pumpstrahlung mittels eines Leistungsaufteilers erfolgt.The DE 10 2004 008 393 A1 describes an optical fiber amplifier, in which a distribution of a pump radiation emitted from a pumping light source by means of a power splitter takes place.

Die DE 195 06 894 A1 beschreibt einen variablen optischen Strahlteiler, der ein feststehendes Prisma und ein biegbares Prisma umfasst. Durch eine Biegung des biegbaren Prismas wird eine Verringerung eines Spalts erreicht, der zwischen beiden Prismen ausgebildet ist. Dadurch kann eine Aufspaltung eines Strahls in zwei Teilstrahlen unter Ausnutzung evaneszenter Wellen erreicht werden.The DE 195 06 894 A1 describes a variable optical beam splitter comprising a fixed prism and a bendable prism. A bend in the bendable prism achieves a reduction in a gap formed between the two prisms. As a result, a splitting of a beam into two partial beams can be achieved by utilizing evanescent waves.

Die DE 31 35 205 A1 beschreibt einen einstellbaren optischen Strahlteiler mit einer durch Kugellinsen flankierten Optik, die einen verschiebbaren Spiegel aufweist.The DE 31 35 205 A1 describes an adjustable optical beam splitter with an optic flanked by ball lenses, which has a displaceable mirror.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine MOPA-Laseranordnung bereitzustellen, die kostengünstiger als bekannte Systeme hergestellt werden kann und die eine geringere Fehleranfälligkeit als aus dem Stand der Technik bekannte MOPA-Laseranordnungen aufweist.The present invention has for its object to provide a MOPA laser assembly that can be produced more cost-effectively than known systems and that has a lower error rate than known from the prior art MOPA laser assemblies.

Diese Aufgabe wird mit einer MOPA-Laseranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine derartige MOPA-Laseranordnung weist einen so genannten Seedlaser als Master-Oszillator und einen optischen Leistungsverstärker auf. Der optische Leistungsverstärker dient der Verstärkung einer von dem Seedlaser ausgesandten Seedlaserstrahlung. Es können auch mehr als ein Seedlaser und/oder mehr als ein optischer Leistungsverstärker eingesetzt werden. Es ist lediglich eine einzige Pumplichtquelle vorgesehen, die im bestimmungsgemäßen Betrieb der MOPA-Laseranordnung sowohl den Seedlaser als auch den Leistungsverstärker mit einer Pumplichtstrahlung versorgt. Es sind also nicht getrennte Pumplichtquellen für den Master- Oszillator und den optischen Leistungsverstärker vorgesehen, sondern eine gemeinsame Pumplichtquelle.This object is achieved with a MOPA laser arrangement with the features of claim 1. Such a MOPA laser arrangement has a so-called seed laser as a master oscillator and an optical power amplifier. The optical power amplifier serves to amplify a Seedlaserstrahlung emitted by the seed laser. There may also be more than one seed laser and / or more than one optical power amplifier. Only a single pump light source is provided, which supplies both the seed laser and the power amplifier with pumped-light radiation during normal operation of the MOPA laser arrangement. Thus, separate pump light sources for the master oscillator and the optical power amplifier are not provided, but a common pump light source.

Dadurch lässt sich eine entsprechende MOPA-Laseranordnung kostengünstig produzieren und weist auch eine geringe Fehleranfälligkeit auf. Zudem ist eine derartige MOPA-Laseranordnung kompakt und robust ausgestaltet.As a result, a corresponding MOPA laser arrangement can be produced inexpensively and also has a low susceptibility to errors. In addition, such a MOPA laser arrangement is made compact and robust.

Der Pumplichtquelle ist eine Strahlaufspaltungsoptik zugeordnet. Vorzugsweise ist diese Strahlaufspaltungsoptik in Ausbreitungsrichtung des Pumplichtstrahls hinter einer Kollimationsoptik angeordnet, sofern eine derartige Kollimationsoptik vorgesehen ist. Die Strahlaufspaltungsoptik ist dazu vorgesehen und eingerichtet, die von der Pumplichtquelle ausgesandte Pumplichtstrahlung in mindestens zwei Teilstrahlen aufzuspalten. Ein erster Teilstrahl dieser mindestens zwei Teilstrahlen dient zum Pumpen des Seedlasers, während ein zweiter Teilstrahl der mindestens zwei Teilstrahlen zum Pumpen des optischen Verstärkers dient. Dabei können auch jeweils mehr als ein Teilstrahl zum Pumpen einer Laserkomponente eingesetzt werden. Die Strahlaufspaltungsoptik kann aus mehreren Spiegeln oder Prismen bestehen, die eine Aufspaltung des Pumplichtstrahls bewirken.The pump light source is associated with a beam splitting optics. Preferably, this beam splitting optical system is arranged in the propagation direction of the pumping light beam behind a collimating optics, provided such a collimating optics is provided. The beam splitting optical system is provided and arranged for splitting the pumped-light radiation emitted by the pumping light source into at least two partial beams. A first partial beam of these at least two partial beams is used for pumping the seed laser, while a second partial beam of the at least two partial beams is used for pumping the optical amplifier. In this case, in each case more than one partial beam can be used for pumping a laser component. The beam splitting optics may consist of a plurality of mirrors or prisms, which cause a splitting of the pumping light beam.

Die erfindungsgemäß beanspruchte MOPA-Laseranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Pumplichtquelle ein Laserdiodenbarren ist und dass die Strahlaufspaltungsoptik mindestens einen verschiebbaren Spiegel oder mindestens ein Prisma aufweist, die derart ausgerichtet werden können, dass die Intensität der mindestens zwei Teilstrahlen frei einstellbar ist. Beispielsweise kann diese Ausrichtung durch eine Verschiebung der Spiegel oder Prismen gegeneinander erfolgen. Dabei sind die Spiegel oder Prismen in einer Reihe hintereinander in der Ausbreitungsrichtung der Pumplichtstrahlung angeordnet. Eine derartige Möglichkeit zur mechanischen Einstellung der Position der Spiegel oder Prismen zueinander ist eine besonders einfache und störunanfällige Variante, um die Intensität der resultierenden Teilstrahlen einzustellen bzw. anzupassen.The MOPA laser device claimed according to the invention is characterized in that the pumping light source is a laser diode bar and that the beam splitting optics has at least one displaceable mirror or at least one prism, which can be aligned such that the intensity of the at least two partial beams is freely adjustable. For example, this alignment can be done by a shift of the mirrors or prisms against each other. In this case, the mirrors or prisms are arranged in a row one behind the other in the propagation direction of the pumped light radiation. Such a possibility for the mechanical adjustment of the position of the mirrors or prisms relative to each other is a particularly simple and störunanfällige variant to adjust or adjust the intensity of the resulting partial beams.

Laserdiodenbarren sind heutzutage verhältnismäßig kostengünstig herstellbar, kompakt ausführbar und weisen eine gute Effizienz im Hinblick auf das Pumpen von Lasern auf. Als Master-Oszillator bzw. als Seedlaser können beispielsweise eine Festkörper-Laseranordnung, ein monolithischer Mikrochiplaser oder ein Faserlaser eingesetzt werden. All diese Varianten lassen sich durch eine von einem Laserdiodenbarren ausgehende Pumplichtstrahlung in vorteilhafter Weise pumpen.Laser diode bars are now relatively inexpensive to produce, compact executable and have a good efficiency with regard to the pumping of lasers. As a master oscillator or as a seed laser, for example, a solid-state laser assembly, a monolithic microchip laser or a fiber laser can be used. All these variants can be pumped in an advantageous manner by a pumping light radiation emanating from a laser diode bar.

Um ein möglichst paralleles Strahlbündel von der Pumplichtquelle auf den Seedlaser und den Leistungsverstärker lenken zu können, ist der Pumplichtquelle vorzugsweise eine Kollimationsoptik zugeordnet. Diese Kollimationsoptik dient der Kollimation der von der Pumplichtquelle ausgesandten Pumplichtstrahlung. Hierbei sind beispielsweise folgende Anordnungen zur Kollimation bekannt: Fast-Axis- und Slow-Axis-Kollimation mittels Mikro-Linsen bzw. GRIN-Linsenarrays (Gradienten-Index-Linsenarrays). Weiterhin können monolithische V-Step-Optiken bzw. Treppenspiegelanordnungen zur Verringerung der Divergenz vor allem der Slow-Axis eingesetzt werden. Für einen Fachmann ist ersichtlich, dass hier auch jede beliebige andere Ausführungsform zur Kollimation, insbesondere der Slow-Axis denkbar ist.In order to be able to direct as parallel a beam from the pump light source to the seed laser and the power amplifier, the pump light source is preferably associated with a collimating optics. This collimating optics serves to collimate the pumped-light radiation emitted by the pumping light source. In this case, for example, the following arrangements for collimation are known: fast-axis and slow-axis collimation by means of micro-lenses or GRIN lens arrays (gradient index lens arrays). Furthermore, monolithic V-step optics or stair mirror arrangements can be used to reduce the divergence, especially the slow axis. It is obvious to a person skilled in the art that any other embodiment for collimation, in particular the slow axis, is also conceivable here.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der MOPA-Laseranordnung weist die Kollimationsoptik eine sogenannte Fast-Axis-Kollimationslinse und ein strahldrehendes Linsenfeld (ein sogenanntes strahldrehendes Linsen-Array) auf. Eine derartige, in der schnellen Achse der Pumplichtstrahlung angeordnete Kollimationslinse weist in Kombination mit einem entsprechenden strahldrehenden Linsenfeld besonders vorteilhafte Eigenschaften auf, um die Effizienz der Pumplichtstrahlung zu erhöhen. Der derart kollimierte Pumplichtstrahl wird dann weiter auf den Seedlaser und den Leistungsverstärker gelenkt, um die entsprechenden Laserelemente zu pumpen.In a particularly advantageous embodiment of the MOPA laser arrangement, the collimating optics has a so-called fast-axis collimating lens and a beam-rotating lens field (a so-called beam-rotating lens array). Such, arranged in the fast axis of the pumping light radiation collimating lens has in combination with a corresponding beam-rotating lens array particularly advantageous properties in order to increase the efficiency of the pumped light radiation. The thus collimated pumping light beam is then further directed to the seed laser and the power amplifier to pump the respective laser elements.

Vorzugsweise ist die Pumplichtquelle dazu geeignet, den Seedlaser und/oder den optischen Leistungsverstärker im bestimmungsgemäßen Betrieb der MOPA-Laseranordnung longitudinal zu pumpen. Diese Eignung kann sich insbesondere durch eine Kombination mit einer entsprechenden Kollimationsoptik und einer entsprechenden Strahlaufspaltungsoptik ergeben. Durch Anordnung der einzelnen optischen Elemente zueinander kann dann ein derartiger Eintritt der Pumplichtstrahlung in den Seedlaser und/oder den optischen Leistungsverstärker erfolgen, dass ein longitudinales Pumpen dieser Elemente ermöglicht wird.Preferably, the pumping light source is adapted to longitudinally pump the seed laser and / or the optical power amplifier during normal operation of the MOPA laser assembly. This suitability can in particular result from a combination with a corresponding collimation optics and a corresponding beam splitting optics. By arranging the individual optical elements with respect to one another, such entry of the pumped-light radiation into the seed laser and / or the optical power amplifier can take place such that a longitudinal pumping of these elements is made possible.

Wenn der erste Teilstrahl der Pumplichtquelle auf den Seedlaser trifft und diesen entsprechend pumpt, resultiert eine Seedlaserstrahlung. Diese wird vorzugsweise durch eine Umlenkeinrichtung, die einen oder mehrere Spiegel und/oder ein oder mehrere Prismen aufweisen kann, derart umgelenkt, dass der Seedlaserstrahl auf den zweiten Teilstrahl der Pumplichtstrahlung geführt wird. Die Kombination aus dem zweiten Teilstrahl der Pumplichtstrahlung und der Seedlaserstrahlung wird dann vorzugsweise in den optischen Leistungsverstärker der MOPA-Laseranordnung gelenkt. Der optische Leistungsverstärker kann auch als Verstärkerstufe bezeichnet werden und ist mindestens einstufig ausgestaltet. Er kann beispielsweise durch einen Festkörperlaserverstärker, einen Faserlaserverstärker oder einen monolithischen Mikrochiplaserverstärker gebildet sein. Denkbar ist dabei sowohl ein einfacher als auch ein doppelter Durchgang des zu verstärkenden Laserstrahls durch den optischen Leistungsverstärker.When the first partial beam of the pumping light source strikes the seed laser and pumps it accordingly, a seed laser radiation results. This is preferably deflected by a deflection device, which may have one or more mirrors and / or one or more prisms, such that the seed laser beam is guided onto the second partial beam of the pumped light radiation. The combination of the second partial beam of the pumped light radiation and The seed laser radiation is then preferably directed into the optical power amplifier of the MOPA laser array. The optical power amplifier can also be referred to as an amplifier stage and is configured at least in one stage. It may for example be formed by a solid state laser amplifier, a fiber laser amplifier or a monolithic microchip laser amplifier. It is conceivable both a simple and a double passage of the laser beam to be amplified by the optical power amplifier.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung der MOPA-Laseranordnung ist im Strahlengang der Seedlaserstrahlung zwischen dem Seedlaser und dem optischen Leistungsverstärker und/oder im Pumplicht-Teilstrahlengang zwischen der Pumplichtquelle und dem optischen Leistungsverstärker mindestens ein Element zur Regelung der optischen Ausgangsleistung der MOPA-Laseranordnung angeordnet. Die optische Ausgangsleistung der MOPA-Laseranordnung ist dabei die optische Leistung, die am Ausgang der gesamten MOPA-Laseranordnung resultiert.In a further alternative embodiment of the MOPA laser arrangement, at least one element for regulating the optical output power of the MOPA laser arrangement is arranged in the beam path of the seed laser radiation between the seed laser and the optical power amplifier and / or in the pump light partial beam path between the pump light source and the optical power amplifier. The optical output power of the MOPA laser array is the optical power that results at the output of the entire MOPA laser array.

Als Elemente zur Regelung der Pumpleistung oder der Leistung des Seedlasers (und damit zur Regelung der optischen Ausgangsleistung der MOPA-Laseranordnung) kommen vorzugsweise optische Elemente, mechanische Elemente oder opto-mechanische Elemente zum Einsatz. Als optische, mechanische bzw. opto-mechanische Elemente zur Regelung der Pumpleistung lassen sich beispielsweise Blenden, Graufilter oder dielektrische Filter einsetzen. Die optische Ausgangleistung lässt sich beispielsweise durch ein (mechanisches oder elektrisches) Kippen eines dielektrischen Filters regeln. Es ist denkbar und vorzugsweise vorgesehen, mehr als ein Element zur Regelung der Pumpleistung des optischen Leistungsverstärkers und/oder der Leistung des Seedlasers anzuordnen.As elements for controlling the pump power or the power of the seed laser (and thus for controlling the optical output power of the MOPA laser arrangement) are preferably optical elements, mechanical elements or opto-mechanical elements are used. As optical, mechanical or opto-mechanical elements for controlling the pump power, for example, diaphragms, gray filters or dielectric filters can be used. The optical output power can be regulated, for example, by a (mechanical or electrical) tilting of a dielectric filter. It is conceivable and preferably provided to arrange more than one element for controlling the pump power of the optical power amplifier and / or the power of the seed laser.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur optischen Leistungsverstärkung einer Laserlichtstrahlung unter Verwendung eines Seedlasers und eines optischen Leistungsverstärkers. Der optische Leistungsverstärker dient wiederum der Verstärkung einer von dem Seedlaser ausgesandten Seedlaserstrahlung. Im Rahmen des Verfahrens wird nur eine einzige Pumplichtquelle verwendet, die beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der MOPA-Laseranordnung sowohl den Seedlaser als auch den optischen Leistungsverstärker mit einer Pumplichtstrahlung versorgt. Außerdem ist der Pumplichtquelle eine Strahlaufspaltungsoptik zugeordnet, die einer Aufspaltung der von der Pumplichtquelle ausgesandten Pumplichtstrahlung in mindestens zwei Teilstrahlen dient, wobei mindestens ein erster der Teilstrahlen zum Pumpen des Seedlasers und mindestens ein zweiter der Teilstrahlen zum Pumpen des optischen Leistungsverstärkers dient.The present invention also relates to a method of optical power amplification of laser light radiation using a seed laser and an optical power amplifier. The optical power amplifier in turn serves to amplify a Seedlaserstrahlung emitted by the seed laser. As part of the process, only a single pumping light source is used, which supplies both the seed laser and the optical power amplifier with a pumped light radiation during the intended use of the MOPA laser arrangement. In addition, the pumping light source is associated with a beam splitting optical system which serves to split the pumped light source emitted pumping light radiation into at least two partial beams, at least a first of the partial beams for pumping the seed laser and at least a second of the partial beams for pumping the optical power amplifier.

Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Pumplichtquelle ein Laserdiodenbarren ist, dass die Strahlaufspaltungsoptik mindestens zwei verschiebbare Spiegel oder Prismen umfasst, die derart ausgerichtet werden können, dass die Intensität der mindestens zwei Teilstrahlen frei einstellbar ist, und dass die mindestens zwei verschiebbaren Spiegel oder Prismen in einer Reihe hintereinander in der Ausbreitungsrichtung der Pumplichtstrahlung angeordnet sind.The method is characterized in that the pumping light source is a laser diode bar, that the beam splitting optics comprises at least two displaceable mirrors or prisms, which can be aligned such that the intensity of the at least two partial beams is freely adjustable, and that the at least two displaceable mirrors or Prisms are arranged in a row behind one another in the propagation direction of the pumped light radiation.

Bevorzugte Ausführungsvarianten der erläuterten MOPA-Laseranordnung sind in analoger Weise auch auf das beanspruchte Verfahren zur optischen Leistungsverstärkung übertragbar.Preferred embodiments of the described MOPA laser arrangement can also be transferred analogously to the claimed method for optical power amplification.

Bei den vorherigen Erläuterungen wurden stets die Begriffe „ein Seedlaser“ und „ein optischer Leistungsverstärker“ gewählt. Diese Begriffe sind jedoch derart auszulegen, dass auch mehrere Seedlaser und mehrere optische Leistungsverstärker eingesetzt werden können. Dabei ist es sowohl denkbar, einen einzigen Seedlaser mit einem einzigen optischen Leistungsverstärker oder aber mit mehreren optischen Leistungsverstärkern einzusetzen. Ferner ist es denkbar, mehrere Seedlaser mit einer einzigen Verstärkerstufe bzw. mit einem einzigen optischen Leistungsverstärker zu kombinieren als auch mit mehreren optischen Leistungsverstärkern.In the previous explanations, the terms "a seed laser" and "an optical power amplifier" have always been used. However, these terms should be construed to mean that multiple seed lasers and multiple optical power amplifiers can be used. It is both conceivable to use a single seed laser with a single optical power amplifier or with multiple optical power amplifiers. Furthermore, it is conceivable to combine several seed lasers with a single amplifier stage or with a single optical power amplifier as well as with a plurality of optical power amplifiers.

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung sollen anhand von Ausführungsbeispielen und entsprechenden Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer MOPA-Laseranordnung mit einer gemeinsamen Pumplichtquelle und einem einzigen optischen Leistungsverstärker;
  • 2 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Beispiel einer MOPA-Laseranordnung;
  • 3 eine Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Strahlaufspaltungsoptik und
  • 4 ein Ausführungsbeispiel einer MOPA-Laseranordnung mit zwei Verstärkerstufen.
Further details of the present invention will be explained in more detail with reference to embodiments and corresponding figures. Show it:
  • 1 an embodiment of a MOPA laser assembly having a common pumping light source and a single optical power amplifier;
  • 2 a known from the prior art example of a MOPA laser assembly;
  • 3 a detailed representation of an embodiment of a beam splitting optical system and
  • 4 an embodiment of a MOPA laser arrangement with two amplifier stages.

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer MOPA-Laseranordnung, bei der eine einzige Laserdiode 1 als Pumplichtquelle eingesetzt wird. Das von dieser Laserdiode 1 emittierte Licht wird auf eine Kollimationsoptik 2 geleitet, die den von der Laserdiode 1 emittierten Laserstrahl als Pumplichtstrahlung entsprechend ihrer konkreten Ausgestaltung formt. Beispielsweise kann eine Fast-Axis-Linse in Kombination mit einem strahldrehenden Linsenfeld als Kollimationsoptik 2 vorgesehen sein.The 1 shows an embodiment of a MOPA laser arrangement in which a single laser diode 1 is used as a pump light source. That of this laser diode 1 emitted light is on a collimation optics 2 passed that from the laser diode 1 emitted laser beam forms as pumping light radiation according to their specific configuration. For example, a fast-axis lens in combination with a beam-rotating lens field as a collimating optics 2 be provided.

Der derart geformte Pumplichtstrahl wird nun auf eine Strahlaufspaltungsoptik 3 geleitet, die dazu dient, den Pumplichtstrahl in einen ersten Teilstrahl 4 und einen zweiten Teilstrahl 5 aufzuspalten. Der erste Teilstrahl 4 wird auf einen Seedlaser 6, der als Master-Oszillator fungiert, geleitet und dient zum Pumpen dieses Seedlasers 6. Aus dem Seedlaser 6 tritt ein Seedlaserstrahl 7 aus, der auf einen Umlenkspiegel 8 und einen Strahlteiler 9 geleitet wird, um letztlich einem Verstärker 10 als optischem Leistungsverstärker zugeführt zu werden. Der von der Strahlaufspaltungsoptik 3 erzeugte zweite Teilstrahl 5 wird direkt auf den Strahlteiler 9 geleitet, tritt durch diesen hindurch und wird auf diese Weise dem Verstärker 10 zugeführt. Der zweite Teilstrahl 5 dient dabei zum Pumpen des Verstärkers 10. The thus formed pumping light beam is now on a beam splitting optics 3 directed, which serves the pumping light beam in a first partial beam 4 and a second sub-beam 5 split. The first partial beam 4 gets on a seed laser 6 , which acts as a master oscillator, passed and used to pump this seed laser 6 , From the seed laser 6 enters a seed laser beam 7 out, on a deflecting mirror 8th and a beam splitter 9 is directed to ultimately an amplifier 10 to be supplied as an optical power amplifier. The one of the beam splitting optics 3 generated second partial beam 5 gets directly onto the beam splitter 9 passed, passes through this and is in this way the amplifier 10 fed. The second partial beam 5 serves to pump the amplifier 10 ,

Der Strahlteiler 9 ist derart ausgelegt, dass er für den zweiten Teilstrahl 5 annähernd durchlässig ist, während er den Seedlaserstrahl 7 annähernd vollständig reflektieren kann. Der Seedlaserstrahl 7 wird in den Verstärkerbereich des Verstärkers 10 eingekoppelt. Neben dem in der 1 dargestellten einfachen Durchgang des Seedlaserstrahls 7 durch den Verstärker 10 kann auch ein doppelter Durchgang des Seedlaserstrahls 7 durch geeignete und bereits bekannte technische Mittel realisiert werden.The beam splitter 9 is designed to be for the second sub-beam 5 is almost permeable while he is the Seedlaserstrahl 7 can reflect almost completely. The seed laser beam 7 gets into the amplifier range of the amplifier 10 coupled. In addition to in the 1 illustrated simple passage of the seed laser beam 7 through the amplifier 10 can also do a double pass of the seed laser beam 7 be realized by suitable and already known technical means.

Aus dem Verstärker 10 tritt dann ein verstärkter Laserstrahl 11 aus.From the amplifier 10 then occurs a reinforced laser beam 11 out.

Um Rückwirkungen des Verstärkers 10 auf den Seedlaser 6 zu minimieren oder gänzlich zu unterbinden, kann zudem ein optischer Isolator 12 im Strahlengang des Seedlaserstrahls 7 zwischen dem Seedlaser 6 und dem Verstärker 10 vorgesehen sein. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist der entsprechende optische Isolator gestrichelt dargestellt und zwischen dem Seedlaser 6 und dem ersten Umlenkspiegel 8 angeordnet. Der optische Isolator wird im Strahlengang angeordnet, um eine Rückwirkung des Verstärkers 10 auf den Seedlaser 6 zu verhindern. Damit werden Stabilitätsprobleme verhindert. Zudem kann sowohl im Strahlengang der Seedlaserstrahlung 7 zwischen dem Seedlaser 6 und dem Verstärker 10 als auch im Strahlengang der Pumplicht-Teilstrahl 5 zwischen der Pumplichtquelle 1 und dem optischen Verstärker 10 mindestens ein Element 18a, 18b zur Regelung der Pumpleistung angeordnet sein. Dieses Element 18a, 18b kann beispielsweise eine Blende, ein Graufilter oder ein dielektrischer Filter sein. Für einen Fachmann ist ersichtlich, dass hier auch jegliche Art von Abschwächern von Laserstrahlung einsetzbar ist.To feedback effects of the amplifier 10 on the seed laser 6 To minimize or eliminate altogether, can also be an optical isolator 12 in the beam path of the seed laser beam 7 between the seed laser 6 and the amplifier 10 be provided. In the embodiment of 1 the corresponding optical isolator is shown in dashed lines and between the seed laser 6 and the first deflecting mirror 8th arranged. The optical isolator is placed in the beam path to cause feedback from the amplifier 10 on the seed laser 6 to prevent. This prevents stability problems. In addition, both in the beam path of seed laser radiation 7 between the seed laser 6 and the amplifier 10 as well as in the beam path of the pump light partial beam 5 between the pumping light source 1 and the optical amplifier 10 at least one element 18a . 18b be arranged to control the pump power. This element 18a . 18b For example, it may be an aperture, a gray filter, or a dielectric filter. It will be apparent to one skilled in the art that any type of attenuator of laser radiation may be used herein.

Das Ausführungsbeispiel der 1 zeichnet sich dadurch aus, dass mit der Laserdiode 1 eine einzige Pumplichtquelle vorgesehen ist. Aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen sehen hingegen stets getrennte Pumplichtquellen für einen Seedlaser und einen Verstärker vor.The embodiment of 1 is characterized by the fact that with the laser diode 1 a single pumping light source is provided. By contrast, solutions known from the prior art always provide separate pump light sources for a seed laser and an amplifier.

Ein solches aus dem Stand der Technik bekanntes Ausführungsbeispiel ist in der 2 dargestellt. Gleiche Elemente werden dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Statt einer einzigen Laserdiode 1 weist das Ausführungsbeispiel der 2 eine erste Laserdiode 1a auf, die zum Pumpen des Seedlasers 6 dient. Ferner weist das Ausführungsbeispiel eine zweite Laserdiode 1b auf, die zum Pumpen des Verstärkers 10 dient. Der Seedlaser 6 dient als Master-Oszillator, während der Verstärker 10 wiederum als optischer Leistungsverstärker eingesetzt wird. Die erste Laserdiode 1a und die zweite Laserdiode 1b werden von jeweils einem gesonderten Treiber angesteuert.Such known from the prior art embodiment is shown in the 2 shown. The same elements are provided with the same reference numerals. Instead of a single laser diode 1 has the embodiment of 2 a first laser diode 1a on, for pumping the seed laser 6 serves. Furthermore, the embodiment has a second laser diode 1b on, for pumping the amplifier 10 serves. The seed laser 6 serves as the master oscillator, while the amplifier 10 in turn is used as an optical power amplifier. The first laser diode 1a and the second laser diode 1b are each driven by a separate driver.

Im Ausführungsbeispiel der 2 ist eine longitudinale Einkopplung der von der ersten Laserdiode 1a ausgesandten Pumplichtstrahlung 110 in den Seedlaser 6 sowie eine ebenfalls longitudinale Einkopplung der von der zweiten Laserdiode 1b emittierten zweiten Pumplichtstrahlung 111 in den Verstärker 10 dargestellt. Aus dem Stand der Technik sind auch Ausführungsformen bekannt, bei denen der Seedlaser 6 selbst ein Diodenlaser ist oder bei denen der Seedlaser 6 und/oder der Verstärker 10 lateral gepumpt werden. Der apparative Aufwand, den die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen erfordern, ist jedoch stets größer als bei der vorliegend erläuterten Lösung, für die die 1 ein Ausführungsbeispiel angibt.In the embodiment of 2 is a longitudinal coupling of the first laser diode 1a emitted pump light radiation 110 in the seed laser 6 and also a longitudinal coupling of the second laser diode 1b emitted second pumping light radiation 111 in the amplifier 10 shown. From the prior art, embodiments are known in which the seed laser 6 itself is a diode laser or where the seed laser 6 and / or the amplifier 10 be pumped laterally. However, the apparatus required by the prior art solutions is always greater than in the case of the presently discussed solution, for which the 1 indicates an embodiment.

Die 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine Strahlaufspaltungsoptik 3, die beispielsweise im Ausführungsbeispiel der 1 eingesetzt werden kann. Es werden wiederum - soweit möglich - gleiche Bezugszeichen für bereits im Zusammenhang mit der 1 erläuterte Elemente verwendet.The 3 shows a schematic representation of an embodiment of a beam splitting optical system 3 , for example, in the embodiment of 1 can be used. Again, as far as possible, the same reference numbers are used in connection with the 1 used explained elements.

Wie bereits im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der 1 erläutert, wird eine von der Laserdiode 1 emittierte Laserstrahlung bzw. Laserdiodenstrahlung über eine Kollimationsoptik 2 der Strahlaufspaltungsoptik 3 zugeführt. Diese Strahlaufspaltungsoptik besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem zweiten Umlenkspiegel 13 und einem dritten Umlenkspiegel 14. Dabei ist der zweite Umlenkspiegel 13 auf einem ersten beweglichen Schlitten 15 und der dritte Umlenkspiegel 14 auf einem zweiten beweglichen Schlitten 16 montiert. Der Laserdiodenstrahl trifft nun auf den zweiten Umlenkspiegel 13 und den dritten Umlenkspiegel 14 zur gleichen Zeit. Der zweite Umlenkspiegel 13 und der dritte Umlenkspiegel 14 sind dabei derart relativ zueinander angeordnet, dass ein Teil des Laserdiodenstrahls als erster Teilstrahl 4 zum Seedlaser 6 hin reflektiert wird, während ein zweiter Teilstrahl 5 zum Verstärker 10 hin reflektiert wird.As already in connection with the embodiment of 1 is explained, one of the laser diode 1 emitted laser radiation or laser diode radiation via a collimating optics 2 the beam splitting optics 3 fed. This beam splitting optics consists in the present embodiment of a second deflection mirror 13 and a third deflecting mirror 14 , Here is the second deflection mirror 13 on a first moving slide 15 and the third deflecting mirror 14 on a second movable slide 16 assembled. The laser diode beam now hits the second deflection mirror 13 and the third deflecting mirror 14 at the same time. The second deflection mirror 13 and the third deflecting mirror 14 are arranged relative to each other so that a part of the laser diode beam as a first partial beam 4 to the seed laser 6 is reflected, while a second partial beam 5 to the amplifier 10 is reflected.

Der zweite Umlenkspiegel 13 und der dritte Umlenkspiegel 14 sind dabei in einer Reihe hintereinander in Lichtausbreitungsrichtung der Laserdiodenstrahlung angeordnet. Durch eine relative Bewegung des zweiten Umlenkspiegels 13 und des dritten Umlenkspiegels 14 zueinander kann die Intensität des ersten Teilstrahls 4 und des zweiten Teilstrahls 5 frei gewählt bzw. eingestellt werden.The second deflection mirror 13 and the third deflecting mirror 14 are arranged in a row behind one another in the light propagation direction of the laser diode radiation. By a relative movement of the second deflecting mirror 13 and the third deflecting mirror 14 to each other, the intensity of the first partial beam 4 and the second sub-beam 5 be freely selected or set.

Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer MOPA-Laseranordnung, die durch eine gemeinsame Laserdiode 1 gespeist wird. Diese Laserdiode 1 und eine nachgeschaltete Kollimationsoptik 2 sind in der 4 der Einfachheit halber nicht dargestellt. Hinsichtlich der grundlegenden Funktionsweise des Ausführungsbeispiels der 4 wird auf die obigen Erläuterungen zum Ausführungsbeispiel der 1 verwiesen. Gleiche Elemente werden dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Nachfolgend sollen nun die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel der 1 dargestellt werden.The 4 shows a further embodiment of a MOPA laser array, which by a common laser diode 1 is fed. This laser diode 1 and a downstream collimation optics 2 are in the 4 for the sake of simplicity not shown. With regard to the basic operation of the embodiment of the 4 is based on the above explanations of the embodiment of 1 directed. The same elements are provided with the same reference numerals. Below are the differences to the embodiment of 1 being represented.

Das Ausführungsbeispiel der 4 weist - anders als das Ausführungsbeispiel der 1 - zwei Verstärkerstufen auf, die durch einen ersten Verstärker 10a und einen zweiten Verstärker 10b gebildet werden. Die Strahlaufspaltungsoptik 3 des Ausführungsbeispiels der 4 ist daher dafür vorgesehen und eingerichtet, den eingehenden Laserdiodenstrahl in drei Teilstrahlen 4, 5a und 5b aufzuspalten. Der erste Teilstrahl 4 dient zum Pumpen des Seedlasers 6. Der zweite Teilstrahl 5a dient zum Pumpen des ersten Verstärkers 10a. Der dritte Teilstrahl 10b dient zum Pumpen des zweiten Verstärkers 10b.The embodiment of 4 has - unlike the embodiment of 1 - two amplifier stages, through a first amplifier 10a and a second amplifier 10b be formed. The beam splitting optics 3 of the embodiment of 4 is therefore intended and set up the incoming laser diode beam in three sub-beams 4 . 5a and 5b split. The first partial beam 4 serves to pump the seed laser 6 , The second partial beam 5a serves to pump the first amplifier 10a , The third part beam 10b serves to pump the second amplifier 10b ,

Die Seedlaserstrahlung 7 wird über einen ersten Umlenkspiegel 8a und einen ersten Strahlteiler 9a zum ersten Verstärker 10a reflektiert. Die derart verstärkte Laserstrahlung 11 wird über einen vierten Umlenkspiegel 8b und einen zweiten Strahlteiler 9b zum zweiten Verstärker 10b hin reflektiert. Aus dem zweiten Verstärker 10b tritt dann eine zweifach verstärkte Laserstrahlung 17 aus.The seed laser radiation 7 is via a first deflection mirror 8a and a first beam splitter 9a to the first amplifier 10a reflected. The thus amplified laser radiation 11 is via a fourth deflecting mirror 8b and a second beam splitter 9b to the second amplifier 10b reflected back. From the second amplifier 10b then occurs a double amplified laser radiation 17 out.

Aus einer Zusammenschau der Ausführungsbeispiele der 1 und 4 wird es für einen Fachmann offensichtlich, dass die Anzahl der einzusetzenden Seedlaser 6 sowie die Anzahl der durch entsprechende Verstärker 10, 10a, 10b gebildeten Verstärkungsstufen beliebig miteinander kombinierbar ist. Die in den vorliegenden Ausführungsbeispielen dargestellte Anzahl an Seedlasern 6 bzw. Verstärkungsstufen 10, 10a, 10 b ist lediglich beispielhaft zu verstehen.From a synopsis of the embodiments of the 1 and 4 It will be obvious to a person skilled in the art that the number of seed lasers to be used 6 as well as the number of through corresponding amplifiers 10 . 10a . 10b formed amplification stages can be combined with each other as desired. The number of seed lasers shown in the present embodiments 6 or gain stages 10 . 10a . 10 b is merely an example.

Claims (8)

MOPA-Laseranordnung mit mindestens einem Seedlaser (6) und mindestens einem optischen Leistungsverstärker (10, 10a, 10b), der der Verstärkung einer von dem Seedlaser (6) ausgesandten Seedlaserstrahlung (7) dient, wobei eine einzige Pumplichtquelle (1) vorgesehen ist, die im bestimmungsgemäßen Betrieb der MOPA-Laseranordnung sowohl den Seedlaser (6) als auch den optischen Leistungsverstärker (10, 10a, 10b) mit einer Pumplichtstrahlung versorgt, wobei der Pumplichtquelle (1) eine Strahlaufspaltungsoptik (3) zugeordnet ist, die einer Aufspaltung der von der Pumplichtquelle (1) ausgesandten Pumplichtstrahlung in mindestens zwei Teilstrahlen (4, 5, 5a, 5b) dient, wobei mindestens ein erster der Teilstrahlen (4) zum Pumpen des Seedlasers (6) und mindestens ein zweiter der Teilstrahlen (5, 5a, 5b) zum Pumpen des optischen Leistungsverstärkers (10, 10a, 10b) dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumplichtquelle (1) ein Laserdiodenbarren ist, dass die Strahlaufspaltungsoptik (3) mindestens zwei verschiebbare Spiegel oder Prismen (13, 14) umfasst, die derart ausgerichtet werden können, dass die Intensität der mindestens zwei Teilstrahlen (4, 5, 5a, 5b) frei einstellbar ist, und dass die mindestens zwei verschiebbaren Spiegel oder Prismen (13, 14) in einer Reihe hintereinander in der Ausbreitungsrichtung der Pumplichtstrahlung angeordnet sind.MOPA laser arrangement comprising at least one seed laser (6) and at least one optical power amplifier (10, 10a, 10b) for amplifying a seed laser radiation (7) emitted by the seed laser (6), wherein a single pump light source (1) is provided, in the normal operation of the MOPA laser arrangement, both the seed laser (6) and the optical power amplifier (10, 10a, 10b) supplied with a pumping light radiation, the pumping light source (1) is associated with a beam splitting optical system (3), the splitting of at least a first of the partial beams (4) for pumping the seed laser (6) and at least a second of the partial beams (5, 5a, 5b ) for pumping the optical power amplifier (10, 10a, 10b), characterized in that the pumping light source (1) is a laser diode bar, that the beam splitting optics (3) min at least two displaceable mirrors or prisms (13, 14), which can be aligned such that the intensity of the at least two partial beams (4, 5, 5a, 5b) is freely adjustable, and that the at least two displaceable mirrors or prisms (13 , 14) are arranged in a row one behind the other in the propagation direction of the pumped light radiation. MOPA-Laseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumplichtquelle (1) eine Kollimationsoptik (2) zugeordnet ist, die der Kollimation der von der Pumplichtquelle (1) ausgesandten Pumplichtstrahlung dient.MOPA laser arrangement after Claim 1 , characterized in that the pumping light source (1) is associated with a collimating optics (2), which serves for the collimation of the pumping light radiation emitted by the pumping light source (1). MOPA-Laseranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollimationsoptik (2) eine Fast-Axis-Kollimationslinse in Kombination mit einem strahldrehenden Linsenfeld umfasst.MOPA laser arrangement after Claim 2 , characterized in that the collimating optics (2) comprises a fast-axis collimating lens in combination with a beam-rotating lens array. MOPA-Laseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Leistungsverstärker (10, 10a, 10b) derart angeordnet ist, dass die Seedlaserstrahlung (7) im bestimmungsgemäßen Betrieb der MOPA-Laseranordnung durch eine Umlenkeinrichtung (8, 9) auf den zweiten Teilstrahl (5, 5a) geleitet wird, so dass die Seedlaserstrahlung (7) parallel zur Ausbreitungsrichtung des zweiten Teilstrahls (5, 5a) in den optischen Leistungsverstärker (10, 10a) eintritt.MOPA laser arrangement after Claim 1 , characterized in that the optical power amplifier (10, 10a, 10b) is arranged such that the seed laser radiation (7) in the normal operation of the MOPA laser array by a deflecting device (8, 9) on the second partial beam (5, 5a) passed is so that the Seedlaserstrahlung (7) parallel to the propagation direction of the second partial beam (5, 5a) enters the optical power amplifier (10, 10a). MOPA-Laseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumplichtquelle (1) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, den Seedlaser (6) und/oder den optischen Leistungsverstärker (10, 10a, 10b) im bestimmungsgemäßen Betrieb der MOPA-Laseranordnung longitudinal zu pumpen. MOPA laser arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the pump light source (1) is provided and arranged, the seed laser (6) and / or the optical power amplifier (10, 10a, 10b) during normal operation of the MOPA laser array longitudinally to pump. MOPA-Laseranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang der Seedlaserstrahlung (7) zwischen dem Seedlaser (6) und dem optischen Leistungsverstärker (10, 10a, 10b) und/oder in einem Strahlengang des zweiten Teilstrahls (5, 5a) der Pumplichtstrahlung zwischen der Pumplichtquelle (1) und dem optischen Leistungsverstärker (10, 10a, 10b) mindestens ein Element (18a, 18b) zur Regelung einer optischen Ausgangsleistung der MOPA-Laseranordnung angeordnet ist.MOPA laser arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the beam path of the seed laser radiation (7) between the seed laser (6) and the optical power amplifier (10, 10a, 10b) and / or in a beam path of the second partial beam (5, 5a ) of the pumping light radiation between the pumping light source (1) and the optical power amplifier (10, 10a, 10b) at least one element (18a, 18b) for controlling an optical output power of the MOPA laser array is arranged. MOPA-Laseranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (18a, 18b) zur Regelung der optischen Ausgangsleistung der MOPA-Laseranordnung ein optisches Element, ein mechanisches Element, ein opto-mechanisches Element oder ein optischer Isolator ist.MOPA laser arrangement after Claim 6 , characterized in that the element (18a, 18b) for regulating the optical output power of the MOPA laser device is an optical element, a mechanical element, an opto-mechanical element or an optical isolator. Verfahren zur optischen Leistungsverstärkung einer Laserlichtstrahlung in einer MOPA-Laseranordnung unter Verwendung mindestens eines Seedlasers (6) und mindestens eines optischen Leistungsverstärkers (10, 10a, 10b), der der Verstärkung einer von dem Seedlaser (6) ausgesandten Seedlaserstrahlung (7) dient, wobei eine einzige Pumplichtquelle (1) verwendet wird, die beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der MOPA-Laseranordnung sowohl den Seedlaser (6) als auch den optischen Leistungsverstärker (10, 10a, 10b) mit einer Pumplichtstrahlung versorgt, wobei der Pumplichtquelle (1) eine Strahlaufspaltungsoptik (3) zugeordnet ist, die einer Aufspaltung der von der Pumplichtquelle (1) ausgesandten Pumplichtstrahlung in mindestens zwei Teilstrahlen (4, 5, 5a, 5b) dient, wobei mindestens ein erster der Teilstrahlen (4) zum Pumpen des Seedlasers (6) und mindestens ein zweiter der Teilstrahlen (5, 5a, 5b) zum Pumpen des optischen Leistungsverstärkers (10, 10a, 10b) dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumplichtquelle (1) ein Laserdiodenbarren ist, dass die Strahlaufspaltungsoptik (3) mindestens zwei verschiebbare Spiegel oder Prismen (13, 14) umfasst, die derart ausgerichtet werden können, dass die Intensität der mindestens zwei Teilstrahlen (4, 5, 5a, 5b) frei einstellbar ist, und dass die mindestens zwei verschiebbaren Spiegel oder Prismen (13, 14) in einer Reihe hintereinander in der Ausbreitungsrichtung der Pumplichtstrahlung angeordnet sind.Method for optical power amplification of laser light radiation in a MOPA laser arrangement using at least one seed laser (6) and at least one optical power amplifier (10, 10a, 10b) which serves to amplify a seed laser radiation (7) emitted by the seed laser (6) a single pumping light source (1) is used, which supplies both the seed laser (6) and the optical power amplifier (10, 10a, 10b) with a pumping light radiation during the intended use of the MOPA laser arrangement, wherein the pumping light source (1) comprises a beam splitting optical system (3 ), which is a splitting of the pumped light source (1) emitted pumping light radiation in at least two partial beams (4, 5, 5a, 5b), wherein at least a first of the partial beams (4) for pumping the seed laser (6) and at least one second of the partial beams (5, 5a, 5b) for pumping the optical power amplifier (10, 10a, 10b), characterized in that the pumping light source (1) is a laser diode bar, that the beam splitting optics (3) comprises at least two displaceable mirrors or prisms (13, 14) which can be aligned such that the intensity of the at least two partial beams (4, 5, 5a, 5b ) is freely adjustable, and that the at least two displaceable mirrors or prisms (13, 14) are arranged in a row one behind the other in the propagation direction of the pumped light radiation.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11340337B2 (en) * 2018-12-20 2022-05-24 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa. Two micrometer laser transmitter for 3-D doppler wind lidar for space applications

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3135205A1 (en) 1981-09-05 1983-03-17 Philips Kommunikations Industrie AG, 8500 Nürnberg Adjustable optical beam splitter
EP0403340B1 (en) 1989-06-13 1996-01-31 Thomson-Csf High power MOPA laser
DE19506894A1 (en) 1995-02-20 1996-08-22 Schimak Dieter Dipl Ing Variable optical beam splitter/modulator
US6553052B1 (en) 1999-12-16 2003-04-22 Advanced Optical Technology Ltd. Solid-state laser
DE102004008393A1 (en) 2004-02-20 2005-09-22 Siemens Ag Optic fiber amplifier e.g. erbium-doped fiber amplifier, for regional network, has feed forward arrangement with time delay unit that compensates delay due to changes in number of active channels at input of one of two amplifier stages
US7003005B1 (en) 2003-04-03 2006-02-21 Ming Lai Simplified laser oscillator-amplifier system
DE102005028131A1 (en) 2005-06-10 2006-12-28 Trumpf Laser Gmbh + Co. Kg laser system
US20070223553A1 (en) 2006-03-23 2007-09-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Laser system with the laser oscillator and the laser amplifier pumped by a single source
DE102008025824A1 (en) 2008-05-29 2010-01-21 Eads Deutschland Gmbh Miniaturized laser oscillator amplifier
DE102010005167A1 (en) 2010-01-20 2011-07-21 EADS Deutschland GmbH, 85521 Amplification device i.e. fiber-pumped solid laser oscillator amplifier, for amplifying laser beam in e.g. laser-supported sensor, has deviating prism and mirrors forming optical paths and configured to couple beam in amplifier stages

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3135205A1 (en) 1981-09-05 1983-03-17 Philips Kommunikations Industrie AG, 8500 Nürnberg Adjustable optical beam splitter
EP0403340B1 (en) 1989-06-13 1996-01-31 Thomson-Csf High power MOPA laser
DE69025097T2 (en) 1989-06-13 1996-06-05 Thomson Csf High performance MOPA laser
DE19506894A1 (en) 1995-02-20 1996-08-22 Schimak Dieter Dipl Ing Variable optical beam splitter/modulator
US6553052B1 (en) 1999-12-16 2003-04-22 Advanced Optical Technology Ltd. Solid-state laser
US7003005B1 (en) 2003-04-03 2006-02-21 Ming Lai Simplified laser oscillator-amplifier system
DE102004008393A1 (en) 2004-02-20 2005-09-22 Siemens Ag Optic fiber amplifier e.g. erbium-doped fiber amplifier, for regional network, has feed forward arrangement with time delay unit that compensates delay due to changes in number of active channels at input of one of two amplifier stages
DE102005028131A1 (en) 2005-06-10 2006-12-28 Trumpf Laser Gmbh + Co. Kg laser system
US20070223553A1 (en) 2006-03-23 2007-09-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Laser system with the laser oscillator and the laser amplifier pumped by a single source
DE102008025824A1 (en) 2008-05-29 2010-01-21 Eads Deutschland Gmbh Miniaturized laser oscillator amplifier
DE102010005167A1 (en) 2010-01-20 2011-07-21 EADS Deutschland GmbH, 85521 Amplification device i.e. fiber-pumped solid laser oscillator amplifier, for amplifying laser beam in e.g. laser-supported sensor, has deviating prism and mirrors forming optical paths and configured to couple beam in amplifier stages

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