DE102013005607A1 - Method and apparatus for optical pumping of laser amplifiers for generating a laser radiation with a defined beam characteristics - Google Patents

Method and apparatus for optical pumping of laser amplifiers for generating a laser radiation with a defined beam characteristics

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DE102013005607A1
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active medium
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Sebastian Keppler
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Abstract

Aufgabe war es, mit möglichst geringem Aufwand und ohne erforderliche Strahlformung der Lasereingangsstrahlung eine fixe durch einen Laser generierte Energie/Leistung sowie ggf. mit einer durch die Laser-induzierte Zerstörschwelle der optischen Komponenten bestimmte Energieflächendichte zu erzeugen und dabei die Energie/Leistung der verwendeten Pumpstrahlung so gering wie möglich zu halten. The task was to produce the lowest possible cost and without the need for beam shaping of the laser input radiation a fixed generated by a laser energy / power and possibly with a certain by the laser-induced damage threshold of optical components energy surface density and thereby the energy output of the pump radiation used / be kept as low as possible.
Erfindungsgemäß wird die Pumpstrahlung (5) zur Anregung der Besetzungsinversion im aktiven Medium (2) zur Verstärkung einer Lasereingangsstrahlung (4) eines Laserverstärkers (3) in Abhängigkeit sowohl der Energieflächendichte der Laserausgangsstrahlung (6) des Laserverstärkers (3) als auch in Abhängigkeit der Strahleigenschaften, insbesondere Strahlquerschnittprofil und/oder Strahlgeometrie und/oder Strahlgröße, der zu verstärkenden Lasereingangsstrahlung (4) flächenmoduliert. According to the invention, the pump radiation (5) for excitation of the population inversion in the active medium (2) for amplifying an input laser radiation (4) a laser amplifier (3) as a function of both the energy surface density of the laser output radiation (6) of the laser amplifier (3) as well as a function of beam properties , in particular beam cross-sectional profile and / or beam geometry and / or beam size, the laser surface modulation to be amplified input radiation (4).

Description

  • Zur Erzeugung von Laserstrahlung mit definierten Parametern, z. For generating laser radiation with defined parameters such. B. einer bestimmten spektralen Bandbreite, Leistung bzw. Energie oder einem bestimmten Strahlprofil, wird oftmals die Gesamtverstärkung des Laserstrahles in verschiedene Verstärkerstufen unterteilt. B. a given spectral bandwidth, power or energy, or a particular beam profile, the overall gain of the laser beam is often divided into several amplifier stages. Ein durch einen Oszillator generierter zeitlich definierter Laserstrahl (oder auch Laserpuls) wird hier durch mehrere Verstärker bis zu einer bestimmten Energie bzw. Leistung verstärkt. A generated by an oscillator defined duration laser beam (or laser pulse) is amplified here by a plurality of amplifiers up to a certain energy or power. Bei Lasersystemen hoher Energien bzw. Durchschnittsleistungen ist dieses Prinzip unvermeidbar. When laser systems of high energy and average power of this principle is unavoidable. Die daraus resultierenden individuellen Verstärkerstufen bestehen aus zumindest einem aktiven Medium, beispielsweise Festkörper (dotierte Gläser bzw. Kristalle), Farbstoffe oder Gase, in denen die für die Verstärkung notwendige Besetzungsinversion im aktiven Medium durch das Zuführen von Energie bspw. in Form von optischer Pumpstrahlung realisiert wird. The resulting individual amplifier stages consist of at least one active medium, such as solid state (doped glasses or crystals), dyes or gases, in which the time necessary for the amplification population inversion in the active medium by supplying energy, for example. In the form of optical pumping radiation realized becomes.
  • Die Erfindung betrifft hierbei optisch longitudinal gepumpte, ungesättigte individuelle Laserverstärker. The invention in this case relates to optically pumped longitudinally, unsaturated individual laser amplifier. Die für die Besetzungsinversion im aktiven Medium und somit für die Verstärkung notwendige Pumpstrahlung wird hier entlang der optischen Achse in das aktive Medium des Laserverstärkers eingebracht. The time required for the population inversion in the active medium and therefore for the amplification pump radiation is introduced here along the optical axis into the active medium of the laser amplifier. Aufgrund der Anordnung der optischen Komponenten besitzen diese Verstärker keine stabilen Resonatoren und haben demzufolge keine Modenabhängigkeit und kein bevorzugtes Strahlquerschnittprofil. Because of the arrangement of the optical components, these amplifiers have no stable resonators and therefore have no mode dependency and no preferred beam cross-sectional profile. Diese Art von Verstärkern wird insbesondere bei Hoch-Leistungs- bzw. Hoch-Energie-Lasern eingesetzt, bei denen eine effiziente Verstärkung und eine homogen Energiedichteverteilung essentiell sind, um Beschädigungen oder sogar die Zerstörung der optischen Komponenten zu vermeiden. This type of amplifiers is used in particular in high-power or high-power lasers in which an efficient amplification and homogenous energy density distribution are essential to prevent damage or even destruction of the optical components.
  • Die Laserverstärker können jedoch ebenfalls zur Verstärkung und Erzeugung von Laserstrahlung jeglicher Energie, Wellenlänge, Bandbreite und Strahlprofile verwendet werden. However, the laser amplifier can also be used for amplification and generation of laser radiation of any energy, wavelength, bandwidth and beam profiles.
  • Ein Hauptaugenmerk bei der Konstruktion dieser Verstärker liegt auf der Energieflächendichte. A major focus in the design of these amplifiers is on the energy surface density. Das Strahlprofil muss derart gewählt werden, dass die Energieflächendichte so gering wie möglich ist, um einen hohen Betrag an Energie bzw. Leistung im Strahl zu deponieren, ohne die Laser-induzierte Zerstörschwelle der optischen Komponenten zu überschreiten. The beam profile must be selected such that the energy surface density is as low as possible in order to deposit a large amount of energy or power in the beam, without exceeding the damage threshold of the laser-induced optical components. Ebenfalls ist das Verhältnis von aufgebrachter Pumpenergie zu extrahierter Energie des verstärkten Laserstrahles von erheblicher Bedeutung. Also the ratio of applied pumping energy to extracted energy of the amplified laser beam of considerable importance. Hierfür ist eine optimale Anpassung des Querschnittprofils der in das Lasermedium eingebrachten Pumpstrahlung an das Strahlquerschnittprofils der zu verstärkenden Laserstrahlung notwendig. For this, an optimal adjustment of the cross-sectional profile of the introduced into the laser medium pump radiation to the beam cross-sectional profile of the laser radiation to be amplified is necessary.
  • Diesen Anforderungen wirken Verstärkungseffekte wie z. These requirements affect amplification effects such. B. das „spatial gain narrowing” entgegen. As the "spatial gain narrowing" counter. Bei der ungesättigten Verstärkung ist das Strahlquerschnittprofil der Laserausgangsstrahlung sehr stark von der Form und der Homogenität des Querschnittprofils der Pumpstrahlung abhängig, weshalb hierfür häufig eine rechteckige Intensitätsverteilung über den Strahlquerschnitt der Pumpstrahlung verwendet wird. The unsaturated gain, the beam cross-sectional profile of the laser output radiation is highly dependent on the shape and the homogeneity of the cross-sectional profile of the pump radiation, which is why this is often a rectangular intensity distribution is used over the beam cross-section of the pump radiation. Aufgrund der Propagationseigenschaften, die diese jedoch durch das aktive Medium aufweist, sowie aufgrund von Emission und Reabsorption von spontaner Laserstrahlung (Fluoreszenz) innerhalb des aktiven Mediums wird dieses rechteckige Querschnittprofil an den Rändern ausgewaschen, was zu einem Super-Gauß-förmigen Querschnittprofil der Pumpstrahlung innerhalb des aktiven Mediums führt. Due to the propagation characteristics having this However, through the active medium, and on the basis of emission and reabsorption of spontaneous laser radiation (fluorescence) within the active medium of this rectangular cross-sectional profile is washed out at the edges, which within a super-Gaussian-shaped cross-sectional profile of the pump radiation of the active medium leads. Die verringerte Flankensteilheit führt zu einer inhomogenen Verstärkung der Randbereiche und letztendlich zu einem Einschnüren des effektiven Verstärkungsprofils, welches zusätzlich durch die Anzahl an Transmissionspassagen durch das aktive Medium bestimmt wird. The reduced slope leads to an inhomogeneous gain of the edge areas, and ultimately to a constriction of the effective gain profile which is additionally determined by the number of passages through the active transmission medium. Somit ist die spezielle Anpassung der Lasereingangsstrahlung auf die Pumpstrahlung für das Strahlprofil der verstärkten Laserstrahlung von wesentlicher Bedeutung. Thus, the special adaptation of the input laser radiation on the pump radiation of the beam profile of the amplified laser radiation is essential.
  • Bisherige Bemühungen zielten ausschließlich auf die Homogenisierung der Pumpstrahlung. Previous efforts were aimed exclusively to the homogenization of the pump radiation. Hierbei wird als Ziel eine rechteckige Intensitätsverteilung über den Strahlquerschnitt der Pumpstrahlung angegeben, welches keine hochfrequenten Störungen mehr besitzt (beispielsweise Here, a rectangular intensity distribution is provided over the beam cross-section of the pump radiation as a target, which has no high-frequency noise more (for example, DE 10 2006 039 074 B4 DE 10 2006 039 074 B4 ). ). Hochfrequent-nicht-homogene Querschnittprofile der Pumpstrahlung erzeugen deutliche Überhöhungen der Energieflächendichte der Laserausgangsstrahlung, was letztendlich zur Zerstörung der optischen Komponenten des Laserverstärkers führen kann. High-frequency-non-homogeneous cross-sectional profiles of the pump radiation produce significant elevations of the energy surface density of the laser output, which can ultimately lead to the destruction of the optical components of the laser amplifier.
  • Zur Vermeidung besagter Zerstörungsgefahr wurde zum einen die Homogenisierung mittels eines Mikrolinsenarrays entwickelt. To avoid said risk of destruction homogenisation has been developed by means of a microlens array to a. Diese Technik auf der Basis einer optischen Beleuchtungsanordnung (z. B. This technique (on the basis of an optical illumination assembly z. B. US 4,619,508 A US 4,619,508 A ) wird in vielen Laserverstärkern mit inkohärenten Pumplichtquellen bzw. Pumplichtquellen mit sehr kurzer zeitlicher Kohärenz erfolgreich eingesetzt. ) Has been successfully used in many laser amplifiers with incoherent pump light sources or pump light sources with very short temporal coherence. Zum anderen sind auch für Pumplichtquellen mit sehr hoher zeitlicher und räumlicher Kohärenz Techniken auf dieser Basis entwickelt worden, die den hier dominierenden Talbot-Effekt mit Hilfe von Verzögerungen der einzelnen Strahlen, definiert durch die Subaperturen des Mikrolinsenarrays, verhindern (beispielsweise On the other hand are also available for pump light sources with very high spatial and temporal coherence techniques have been developed on this basis, to prevent the dominant here Talbot effect by means of delays of the individual beams, defined by the sub-apertures of the microlens array, (e.g. US 2011/0038037 A1 US 2011/0038037 A1 ). ).
  • Eine weitere Methode zur Homogenisierung der Intensitätsverteilung der Pumpstrahlung stellt ein diffraktives optisches Element dar. Hier wird auf Basis von Beugung ein Gitter in der Art hergestellt, dass die an diesem Element gebeugte Pumpstrahlung in einer Ebene ein nahezu homogenes rechteckförmiges Querschnittprofil ergibt ( Another method for homogenizing the intensity distribution of the pump radiation is a diffractive optical element. Here a grid in the type is produced on the basis of diffraction that the diffracted at this element pump radiation produces a nearly homogeneous rectangular cross-sectional profile in a plane ( ). ). Ebenfalls ist es möglich, die Homogenisierung mit Hilfe einer stabförmigen Optik, wahlweise bestehend aus Quarzglas, Glas oder transparentem Kunststoff zu realisieren ( Also, it is possible the homogenization by means of a rod-shaped appearance to realize optionally consisting of fused silica, glass or transparent plastic ( DE 10 2006 039 074 B4 DE 10 2006 039 074 B4 ). ).
  • Bei all diesen entwickelten Techniken ist die spezielle Anpassung der Lasereingangsstrahlung auf die Pumpstrahlung jedoch nicht möglich. With all these advanced techniques, however, the special adaptation of the input laser radiation on the pump radiation is not possible. Der oben beschriebene Effekt des „spatial gain narrowing” sowie das Strahlquerschnittprofil der Lasereingangsstrahlung des Laserverstärkers bestimmen hier die Eigenschaften des Strahlquerschnittprofils der Laserausgangsstrahlung. The effect described above of the "spatial gain narrowing" and the beam cross-sectional profile of the laser input radiation of the laser amplifier here determine the properties of the beam cross-sectional profile of the laser output. Für die Minimierung der Energieflächendichte der Laserausgangsstrahlung müssen hier zusätzliche Techniken zur direkten Formung der Lasereingangsstrahlung verwendet werden. Additional techniques for directly shaping the laser input radiation must be used to minimize the energy surface density of the laser output here. Beispielsweise kann durch die Installation eines Teleskops aus zwei speziell gefertigten Asphären ein Energieflächendichteminimiertes Strahlquerschnittprofil erzeugt werden ( For example, can be produced by the installation of a telescope of two specially manufactured aspheres Energieflächendichteminimiertes a beam cross-sectional profile ( US 3,476,463 A US 3,476,463 A ). ).
  • Ebenfalls ist dies mit speziell gefertigten Spiegeln möglich. this is also possible with specially crafted mirrors. Diese Techniken zur direkten Beeinflussung der Laserstrahlung haben jedoch erhebliche Nachteile. However, these techniques for the direct influence of the laser radiation have significant drawbacks. Durch den entweder transmissiven oder auch reflektiven Aufbau der Komponenten zur Beeinflussung des Strahlquerschnittprofils der Laserstrahlung kann es zu Störungen und Aberrationen der räumlichen, zeitlichen und spektralen Parameter der Laserausgangsstrahlung kommen. By either transmissive or reflective structure of the components for influencing the beam cross-sectional profile of the laser radiation can cause interference and aberrations of the spatial, temporal and spectral parameters of the laser output radiation. Dies können beispielsweise Wellenfront- und Strahlprofildeformationen, eine Verschlechterung des zeitlichen Intensitätskontrastes von gepulsten Lasersystemen oder auch eine Verschmälerung oder auch Modulation der spektralen Bandbreite sein. This may, for example wavefront and beam profile deformation, deterioration of temporal intensity contrast of pulsed laser systems or a narrowing or modulation of the spectral bandwidth. Ebenfalls kann es zur teilweise deutlichen Erhöhung der akkumulierten nichtlinearen Phase kommen, welche durch nicht-lineare Effekte die Qualität eines zeitlich begrenzten Laserpulses erheblich verschlechtern kann. it may likewise be used to partially clear increase in the accumulated nonlinear phase, which can significantly degrade the quality of a time-limited laser pulse by non-linear effects. Ebenfalls unterliegen Optiken zur Formung des Strahlquerschnittprofils sehr hohen Anforderungen bezüglich der spektralen Reflektivität bzw. Transmission, der Zerstörschwelle und der Oberflächenqualität, was den Einsatz dieser Techniken, ebenfalls aufgrund der Sonderanfertigung der Asphären bzw. Spiegel, sehr teuer und zudem sehr justageaufwändig macht. Also subject optics to shape the beam cross-sectional profile very high requirements in terms of the spectral reflectance or transmittance, the damage threshold and the surface quality, which the use of these techniques, also due to the special production of aspheres and mirrors, very expensive and also makes very justageaufwändig. Minimale Abweichungen der Linsen von der idealen Position führen, aufgrund von Wellenfrontaberrationen, zu einer mangelhaften Fokussierbarkeit des Laserausgangsstrahls. cause minimal deviations of the lenses from the ideal position due to wavefront aberrations to poor focusing ability of the laser output beam. Aus diesen Gründen ist der Einsatz von Techniken zur Strahlformung in Hoch-Energie bzw. Hoch-Leistungs-Lasersystemen unbedingt zu vermeiden. For these reasons, the use of techniques for beam shaping in high-energy and high-power laser systems must be avoided.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Aufwand und ohne erforderliche Strahlformung der Lasereingangsstrahlung eine fixe durch einen Laser generierte Energie/Leistung sowie ggf. mit einer durch die Laser-induzierte Zerstörschwelle der optischen Systemkomponenten bestimmte Energieflächendichte zu erzeugen und dabei die Energie/Leistung der verwendeten Laser-Pumpstrahlung so gering wie möglich zu halten. The invention has for its object to generate with a minimum of effort and without the need for beam shaping of the laser input radiation a fixed generated by a laser energy / power, and possibly with a particular by the laser-induced damage threshold of the optical system components energy surface density and thereby the energy output / be kept as low as possible to the laser pump radiation used.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Erzeugung einer Laserstrahlung mit definierten Strahleigenschaften, bei dem eine Pumpstrahlung zur Anregung der Besetzungsinversion des aktiven Mediums eines Laserverstärkers zur Verstärkung einer Lasereingangsstrahlung über ein optisches System in das aktive Medium des Laserverstärkers eingekoppelt wird, wobei die Pumpstrahlung ggf. hinsichtlich einer homogenen und/oder vorzugsweise rechteckigen Intensitätsverteilung über den Strahlquerschnitt fixbeeinflusst wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Pumpstrahlung zusätzlich zu einer eventuellen Fixbeeinflussung in Abhängigkeit sowohl der Energieflächendichte der Laserausgangsstrahlung des Laserverstärkers als auch in Abhängigkeit der Strahleigenschaften, insbesondere Strahlquerschnittprofil und/oder Strahlgeometrie und/oder Strahlgröße, der zu verstärkenden Lasereingangsstrahlung flächenmoduliert wird. This object is achieved by a method for generating a laser radiation with a defined beam characteristics, in which a pump radiation to excite the population inversion of the active medium of a laser amplifier for amplifying an input laser radiation through an optical system is coupled into the active medium of the laser amplifier, the pump radiation, if necessary, with respect to a homogeneous and / or preferably rectangular intensity distribution is fixbeeinflusst over the beam cross-section, according to the invention achieved in that the pump radiation in addition to a possible Fixbeeinflussung a function of both the energy area density of the laser output of the laser amplifier as well as a function of beam properties, in particular beam cross-sectional profile and / or beam geometry and / or with surface modulation is to be amplified laser input radiation beam size.
  • Diese Flächenmodulation der Pumpstrahlung wird entweder dynamisch in Abhängigkeit der aktuell detektierten Strahleigenschaften der Laserein- und -ausgangsstrahlung geregelt oder statisch anhand von vordetektierten oder vorgegebenen Strahleigenschaften der Laserein- und -ausgangsstrahlung realisiert. This surface modulation of the pump radiation is either dynamically regulated as a function of the currently detected beam characteristics of the laser equipment and -ausgangsstrahlung or static realized based on vordetektierten or predetermined beam characteristics of the laser equipment and -ausgangsstrahlung.
  • In einer entsprechenden Vorrichtung, bei der die Strahlung einer Pumplichtquelle zur Anregung der Besetzungsinversion des aktiven Mediums eines Laserverstärkers über ein optisches System in das aktive Medium des Laserverstärkers eingekoppelt wird, wobei sich im Strahlengang der Pumpstrahlung eine Strahlbeeinflussungsstufe zur Fixeinstellung einer homogenen und/oder vorzugsweise rechteckigen Intensitätsverteilung über den Strahlquerschnitt befinden kann, steht ein von den Strahleigenschaften der Laserein- und -ausgangsstrahlung des Laserverstärkers abhängiges strahlflächenmodulierendes optisches Element innerhalb des optischen Systems zur Einkopplung der Pumpstrahlung in das aktive Medium mit dieser zum Zweck deren Strahlflächenmodulierung in Verbindung. In a corresponding device in which the radiation from a pumping light source for excitation of the population inversion of the active medium of a laser amplifier is coupled via an optical system into the active medium of the laser amplifier, wherein a beam influencing stage to the fixed setting of a homogeneous and / or preferably rectangular in the beam path of the pump radiation intensity distribution can be located over the beam cross-section, is one of the beam characteristics of the laser equipment and -ausgangsstrahlung of the laser amplifier dependent strahlflächenmodulierendes optical element within the optical system for coupling the pump radiation into the active medium with this for the purpose of their Strahlflächenmodulierung in connection.
  • Ein solches strahlflächenmodulierendes Element kann beispielsweise ein aktiv geregelter optischer Modulator sein, dessen Eingänge jeweils mit zumindest einem Detektor zur Erfassung der aktuellen Strahleigenschaften der Laserein- und -ausgangsstrahlung des Laserverstärkers gekoppelt sind. Such strahlflächenmodulierendes element may for example be an active controlled optical modulator, whose inputs are each coupled to at least one detector for detecting the current beam characteristics of the laser equipment and -ausgangsstrahlung of the laser amplifier.
  • Es ist auch möglich, als ein die Pumpstrahlung strahlflächenmodulierendes Element einen transmissiven und/oder reflektiven Filter vorzusehen, dessen Filtereigenschaften auf vordetektierte Strahleigenschaften der besagten Laserein- und -ausgangsstrahlung des Laserverstärkers angepasst sind. It is also possible to provide the pump radiation as a strahlflächenmodulierendes element a transmissive and / or reflective filter whose filter characteristics are adjusted to vordetektierte beam characteristics of said laser equipment and -ausgangsstrahlung of the laser amplifier.
  • Weitere zweckmäßige Realisierungsmöglichkeiten zur vorgeschlagenen Flächenmodulation der Pumpstrahlung sind in den Unteransprüchen angegeben. Further expedient implementation possibilities for the proposed area modulation of the pump radiation are given in the dependent claims.
  • Der zu verwendende räumlich flächenmodulierende statische bzw. dynamische Modulator wird erfindungsgemäß innerhalb der Pumpstrahlung positioniert. The spatially to be used flächenmodulierende static or dynamic modulator is according to the invention positioned within the pump radiation. Hier sind die Anforderungen für die optischen Elemente bzgl. der Bandbreite, Zerstörfestigkeit, Transmission bzw. Reflektivität und auch der Oberflächenqualität aufgrund der Eigenschaften der Pumpstrahlung vergleichsweise gering. Here, the requirements for the optical elements with respect. The bandwidth surge immunity, transmission or reflectance and also the surface quality due to the characteristics of the pump radiation are relatively low. Damit wird die vorgeschlagene spezielle Flächenmodulation der Pumpstrahlung zu einer vorteilhaft aufwandgeringen, kostengünstigen und verfahrenstechnisch gut umsetzbaren Methode, die auch ohne Änderung bestehender Strahlarchitekturen mit geringem Justageaufwand in bestehende Systeme implementiert werden kann. In order for the proposed special area modulation of the pump radiation is beneficial to a small effort, cost and process technology well implementable method that can be implemented without changing existing beam architectures with little adjustment effort into existing systems. Die geringeren Anforderungen sind ebenfalls bezüglich der Lebensdauer von Vorteil. The lower requirements are also concerning the life of advantage. Der verwendete Flächenmodulator beeinflusst die zu verstärkende Lasereingangsstrahlung in keiner Weise, da diese zu keinem Zeitpunkt den räumlich flächenmodulierenden Modulator transmittiert oder an ihm reflektiert wird. The area affected Modulator used to be amplified laser radiation input in any way, as this is transmitted to spatially flächenmodulierenden modulator at any time or reflected at him. Daraus folgt, dass aufgrund des Modulators eventuell zu erwartende Störungen und Aberrationen der räumlichen, zeitlichen und spektralen Parameter der Laserausgangsstrahlung, wie beispielsweise Wellenfront- und Strahlprofildeformationen, eine Verschlechterung des zeitlichen Intensitätskontrastes von gepulsten Lasersystemen oder auch eine Verschmälerung oder auch Modulation der spektralen Bandbreite, sowie der Einfluss der akkumulierten nichtlinearen Phase komplett vermieden werden. It follows that, due to the modulator may be expected disturbances and aberrations of the spatial, temporal and spectral parameters of the laser output radiation, such as wavefront and beam profile deformation, deterioration of the temporal intensity contrast of the pulsed laser systems or narrowing or modulation of the spectral bandwidth, and the influence of the accumulated nonlinear phase are completely avoided. Durch die oftmals sehr geringen Modulationstiefen der erfindungsgemäß benötigten Flächenmodulation im Prozentbereich ist zudem der Verlust der Verstärkung, und somit der Ausgangsenergie bzw. -leistung des Laserausgangsstrahles, auf ein Minimum begrenzt. Through the often very low modulation depths of the inventively required area modulation in the percentage range is also the loss of gain, and thus the output power or energy of the laser output beam is limited to a minimum. Des Weiteren ist die Herstellung zumindest der transmissiven bzw. reflektiven Filter in hohen Stückzahlen sehr reproduzierbar und in fast beliebigen Größen möglich. Furthermore, the production of at least the transmissive or reflective filters in high volume is very reproducible and possible in almost any size. Dies macht diese Methode kostengünstig, sehr zuverlässig und fast beliebig skalierbar. This makes this method economical, reliable and almost infinitely scalable.
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. The invention will be explained in detail below based on illustrated in the drawings embodiments.
  • Es zeigen: Show it:
  • 1 1 : Blockschaltbild zur Laserverstärkung mit erfindungsgemäßer Strahlflächenmodulation unter Verwendung eines aktiv geregelten Flächenmodulators innerhalb des optischen Systems zur Einkopplung der Pumpstrahlung in das aktive Medium : Block diagram of the laser gain with the inventive beam area modulation using a modulator actively controlled surface within the optical system for coupling the pump radiation into the active medium
  • 2 2 : Blockschaltbild gemäß : Block diagram in 1 1 mit zusätzlicher und an sich bekannter Fixbeeinflussung der Pumpstrahlung with additional and known per se Fixbeeinflussung the pump radiation
  • 3 3 : Darstellung von Strahleigenschaften/Querschnittprofile der Laser- und Pumpstrahlung Preparation of beam properties / cross-sectional profiles of the laser and pump radiation
    • a) Darstellung der Querschnittprofile der Pumpstrahlung innerhalb des aktiven Mediums a) Preparation of the cross-sectional profile of the pump radiation inside the active medium 1.1 1.1 ) bzw. ) or. 1.2 1.2 ) Querschnittprofil ohne Modulation ) Cross-sectional profile without modulation 2.1 2.1 ) bzw. ) or. 2.2 2.2 ) Querschnittprofil mit Modulation ) Cross-sectional profile with modulation
    • b) Darstellung der Querschnittprofile der Laserein- und ausgangsstrahlung b) Preparation of cross-sectional profiles of laser equipment and output radiation 1 1 .) Querschnittprofil der Lasereingangsstrahlung the laser input radiation.) cross-sectional profile 2.1 2.1 ) bzw. ) or. 2.2 2.2 ) Querschnittprofil der Laserausgangsstrahlung ohne Modulation ) Cross-sectional profile of the laser output without modulation 3.1 3.1 ) bzw. ) or. 3.2 3.2 ) Querschnittprofil der Laserausgangsstrahlung mit Modulation ) Cross-sectional profile of the laser output modulation
  • 4 4 : Blockschaltbild zur Laserverstärkung mit erfindungsgemäßer Strahlflächenmodulation unter Verwendung eines transmissiven und/oder reflektiven Filters innerhalb des optischen Systems zur Einkopplung der Pumpstrahlung in das aktive Medium. : Block diagram of the laser gain with the inventive beam area modulation using a transmissive and / or reflective filter within the optical system for coupling the pump radiation into the active medium.
  • In In 1 1 erzeugt eine Pumplichtquelle generating a pumping light source 1 1 eine für die Besetzungsinversion innerhalb des aktiven Mediums one for the population inversion in the active medium 2 2 eines Laserverstärkers a laser amplifier 3 3 zur Verstärkung einer Lasereingangsstrahlung for amplifying a laser radiation input 4 4 notwendige Pumpstrahlung necessary pump radiation 5 5 . , Die Pumplichtquelle The pump light source 1 1 besitzt zusätzlich eine integrierte und in dieser Abbildung nicht explizit dargestellte Homogenisierungseinheit, welche die Pumpstrahlung additionally has an integrated and not explicitly shown in this illustration homogenization which the pump radiation 5 5 hin zu einem Super-Gauß-förmigen Querschnittprofil hoher Ordnung in einer Strahlebene homogenisiert. homogenized towards a super-Gaussian-shaped cross-sectional profile of high order in a jet plane.
  • Mittels eines optischen Systems By an optical system 6 6 wird die in einer Ebene homogenisierte Pumpstrahlung is the homogenized in a plane pump radiation 5 5 in das aktive Medium in the active medium 2 2 des Laserverstärkers the laser amplifier 3 3 eingekoppelt. coupled. Das optische System The optical system 6 6 enthält ein nicht explizit dargestelltes Teleskop, welches die Pumpstrahlung contains a not shown explicitly telescope that the pump radiation 5 5 der Pumplichtquelle the pumping light source 1 1 von der Ebene, in welcher die Pumpstrahlung from the plane in which the pump radiation 5 5 homogenisiert ist, in das aktive Medium is homogenized in the active medium 2 2 abbildet. maps. Das resultierende Querschnittprofil der Pumpstrahlung The resulting cross-sectional profile of the pump radiation 5 5 innerhalb des aktiven Mediums within the active medium 2 2 entspricht einem Super-Gauß-förmigen Profil niedriger Ordnung (vgl. corresponds to a super-Gaussian-shaped low-order (see profile. 3a 3a - 1.1 1.1 bzw. or. 3a 3a - 1.2 1.2 ). ). Die Größe des Super-Gauß-förmigen Querschnittprofils der Pumpstrahlung The size of the super-Gaussian-shaped cross-sectional profile of the pump radiation 5 5 im aktiven Medium in the active medium 2 2 als auch die Größe der Gauß-förmigen Lasereingangsstrahlung as well as the size of the Gaussian input laser radiation 4 4 (vgl. (see. 3b 3b - 1 1 ) wird hierbei so gewählt, dass unter Annahme eines gleichgroßen Super-Gauß-förmigen Strahlquerschnittprofils einer Laserausgangsstrahlung ) Is chosen so that, assuming an equal-sized super-Gaussian beam cross-sectional profile of a laser output radiation 7 7 die maximale Energieflächendichte, bestimmt durch die Laser-induzierte Zerstörschwelle der optischen Komponenten des Laserverstärkers the maximum energy area density determined by the laser-induced damage threshold of the optical components of the laser amplifier 3 3 , aufgrund der fixen zu erreichenden Laserausgangsenergie nicht überschritten wird. Is not exceeded due to the fixed-to-reach laser output. Die Größe des Querschnittprofils der Pumpstrahlung The size of the cross-sectional profile of the pump radiation 5 5 im aktiven Medium in the active medium 2 2 wird durch die Vergrößerung des das abbildende Teleskop enthaltenden optischen Systems is the magnification of the imaging optical system telescopic containing 6 6 eingestellt. set. Anschließend wird die Lasereingangsstrahlung Then, the laser radiation is input 4 4 durch den Laserverstärker by the laser amplifier 3 3 und der durch die Pumpstrahlung and by the pump radiation 5 5 erzeugten Besetzungsinversion im aktiven Medium Population inversion in the active medium produced 2 2 zur Laserausgangsstrahlung the laser output 7 7 verstärkt. strengthened.
  • Folgend werden sowohl die in den Laserverstärker Following are both in the laser amplifier 3 3 eingekoppelte Lasereingangsstrahlung coupled laser input radiation 4 4 als auch dessen Laserausgangsstrahlung and the laser output 7 7 mittels Detektoren ( (By means of detectors 8 8th , . 9 9 ), beispielsweise CCD-Kameras, räumlich vermessen. ), Such as CCD cameras, spatially measured. Das Strahlquerschnittprofil der verstärkten Laserausgangsstrahlung The beam cross-sectional profile of the amplified laser output radiation 7 7 entspricht im Zentrum dem der Gauß-förmigen Lasereingangsstrahlung corresponds to the center of the Gaussian input laser radiation 4 4 , am Rand jedoch dem der Super-Gauß-förmigen Pumpstrahlung , At the edge, however, the super-gaussian shaped pump radiation 5 5 (vgl. (see. 3b 3b - 2.1 2.1 bzw. or. 3b 3b - 2.2 2.2 ). ). Dieses resultierende Strahlquerschnittprofil der Laserausgangsstrahlung This resulting beam cross-sectional profile of the laser output 7 7 besitzt nicht die geringstmögliche Energieflächendichte, was die zu erreichende Ausgangsenergie limitiert. does not have the least possible energy area density, which limits the achievable output energy. Die Energieflächendichte wird aus der fixen zu erreichenden Laserausgangsenergie und dem gemessenen Strahlquerschnittprofil der Laserausgangsstrahlung The energy surface density is to be achieved from the fixed laser output energy and the measured beam cross-sectional profile of the laser output radiation 7 7 errechnet sowie im Folgenden minimiert. calculated and minimized below.
  • Sowohl die durch den Detektor Both by the detector 8 8th vermessenen Strahleigenschaften der Lasereingangsstrahlung measured beam characteristics of the laser radiation input 4 4 , welche in diesem Beispiel als Gauß-förmig angenommen wird (vgl. Which is assumed to be Gaussian-shaped in this example (see FIG. 3b 3b - 1 1 ), als auch die durch die Vermessung der Strahleigenschaften der Laserausgangsstrahlung ), As well as by measuring the beam characteristics of the laser output radiation 7 7 mittels Detektor by means of detector 9 9 bestimmte Energieflächendichte werden an eine Modulationsberechnungsstufe certain energy surface density to a modulation calculation stage 10 10 gesendet, welche mittels geeigneter Algorithmen eine einzustellende Flächenmodulation für die Pumpstrahlung sent, which by means of suitable algorithms an area modulation to be set for the pump radiation 5 5 bestimmt. certainly. Die Modulationsberechnungsstufe The modulation calculation stage 10 10 steht ausgangsseitig mit einem Lichtmodulator is the output side with a light modulator 11 11 in Verbindung, welcher sich innerhalb des optischen Systems in combination, which extends within the optical system 6 6 zur Einkopplung der Pumpstrahlung for coupling the pump radiation 5 5 in das aktive Medium in the active medium 2 2 befindet und die berechnete und einzustellende Flächenmodulation in der Ebene der homogenisierten Pumpstrahlung is and the calculated and adjusted area modulation in the plane of the homogenized pump radiation 5 5 aufprägt. impresses.
  • Bei einem Gauß-förmigen Eingangsstrahlprofil und einem Super-Gauß-förmigen Zielausgangsstrahlprofil entspricht die einzustellende Flächenmodulation einer parabelförmigen Abschwächung der Pumpstrahlung In a Gaussian input beam profile and a super-Gaussian beam profile of the target output surface modulation of a parabolic attenuation of the pump radiation to be set equal to 5 5 im Zentrum des Querschnittprofils (vgl. in the center of the cross-sectional profile (see. 3a 3a - 2.1 2.1 bzw. or. 3a 3a - 2.2 2.2 ). ).
  • Anschließend wird die Lasereingangsstrahlung Then, the laser radiation is input 4 4 erneut mit dem Laserverstärker again with the laser amplifier 3 3 und der durch die Pumpstrahlung and by the pump radiation 5 5 erzeugten Besetzungsinversion im aktiven Medium Population inversion in the active medium produced 2 2 entsprechend dem modulierten Querschnittprofil der Pumpstrahlung corresponding to the modulated cross-sectional profile of the pump radiation 5 5 zur Laserausgangsstrahlung the laser output 7 7 verstärkt. strengthened. Wiederum wird in der Modulationsberechnungsstufe Again, in the modulation calculation stage 10 10 die Energieflächendichte aus dem durch den Detektor the power surface density of the by the detector 9 9 vermessenen Strahlprofil der Laserausgangsstrahlung measured beam profile of the laser output 7 7 , aus dem (bereits bekannten) durch den Detektor From the (already known) by the detector 8 8th vermessenen Strahlprofil der Lasereingangsstrahlung measured beam profile of the laser input radiation 4 4 und der fixen zu erreichenden Laserenergie bestimmt sowie als Regelgröße an den Lichtmodulator and the fixed-to-reach laser energy determined as well as a control variable to the light modulator 11 11 gesendet. Posted. Liegt eine Änderung der Strahlparameter der Lasereingangsstrahlung If there is a change in the beam parameters of the laser radiation input 4 4 vor, so muss auch diese erneut mittels Detektor before, then these needs the detector again 8 8th vermessen werden. be measured.
  • Der Lichtmodulator The light modulator 11 11 moduliert erneut das Querschnittprofil der Pumpstrahlung modulates the cross-sectional profile of the pump radiation again 5 5 aufgrund der aktuell ausgegebenen Daten der Modulationsberechnungsstufe due to the currently output data of the modulation calculation stage 10 10 . , Diese Schritte werden wiederholt, bis der Wert der Energieflächendichte der Laserausgangsstrahlung These steps are repeated until the value of the energy surface density of the laser output 7 7 einen minimalen Wert erreicht und sich nicht mehr ändert. reaches a minimum value and no longer changes.
  • Ist der minimale Wert der Energieflächendichte erreicht, so ist das Strahlquerschnittprofil der Lasereingangsstrahlung Is the minimum value of the energy surface density is reached, the beam cross-sectional profile of the laser input radiation 4 4 auf das der Pumpstrahlung to which the pump radiation 5 5 optimal angepasst. optimally adapted. Der resultierende Strahlquerschnitt der Laserausgangsstrahlung The resulting beam cross section of the laser output 7 7 entspricht in diesem Fall dem geforderten Super-Gauß-förmigen Strahlprofil (vgl. equivalent (see, in this case the required super-Gaussian beam profile. 3b 3b - 3.1 3.1 bzw. or. 3b 3b - 3.2 3.2 ), welches eine optimale Energieflächendichte bei einer fixen Energie entspricht. ) Corresponding to an optimum energy area density at a fixed energy.
  • Im Anschluss an diese Flächenmodulation der Pumpstrahlung Following this area modulation of the pump radiation 5 5 wird die Vergrößerung des aus dem abbildenden Teleskop bestehenden optischen Systems is the magnification of the telescope composed of the imaging optical system 6 6 so gewählt, dass die Energieflächendichte der Laseraungangsstrahlung chosen so that the energy density of the surface Laseraungangsstrahlung 7 7 nahe an, jedoch nicht über der Zerstörschwelle der optischen Komponenten des Laserverstärkers close to, but not above the damage threshold of the optical components of the laser amplifier 3 3 liegt. lies. Diese Anpassung der Vergrößerung erfolgt über die Auswahl der Brennweite der zweiten Linse des abbildenden Teleskops vom optischen System If this adjustment of the magnification of the selection of the focal length of the second lens of the imaging telescope from the optical system 6 6 und beeinflusst die Anpassung der Lasereingangsstrahlung and influences the adjustment of the laser input radiation 4 4 an die Pumpstrahlung the pump radiation 5 5 bei kleinen Änderungen nicht. not for small changes.
  • Bei größeren Änderungen der Brennweite der besagten zweiten Teleskoplinse, beispielsweise aufgrund einer fehlerhaften initialen Abschätzung der Größe des Querschnittprofils der Pumpstrahlung For major changes the focal length of said second telescopic lens, for example due to an erroneous initial estimate of the size of the cross-sectional profile of the pump radiation 5 5 bzw. der Lasereingangsstrahlung and the laser input radiation 4 4 , muss die Bestimmung der Flächenmodulation hingegen erneut erfolgen. , Determining the area modulation should, however, be repeated. Durch die Minimierung der Fläche der Pumpstrahlung By minimizing the area of ​​the pump radiation 5 5 im aktiven Medium in the active medium 2 2 wird bei gleichbleibender Energiedichte somit die Energie der Pumpstrahlung thus, for the same energy density, the energy of the pump radiation 5 5 erfindungsgemäß minimiert. According to the invention minimized.
  • 2 2 zeigt ein Blockschaltbild zur Laserverstärkung gemäß shows a block diagram of the laser gain in accordance with 1 1 mit dem Unterschied, dass die an sich bekannten Mittel zur Fixbeeinflussung der Pumpstrahlung with the difference that the known means of Fixbeeinflussung the pump radiation 5 5 , beispielsweise zur Erzeugung eines homogenen rechteckförmigen Querschnittprofils der Pumpstrahlung , For example for generating a uniform rectangular cross-sectional profile of the pump radiation 5 5 , nicht unmittelbar in die Pumplichtquelle , Not directly to the pump light source 1 1 integriert, sondern außerhalb von dieser als optisches Element integrated, but outside of this as an optical element 12 12 im Strahlengang der Pumpstrahlung in the beam path of the pump radiation 5 5 angeordnet sind. are arranged. Die Mittel und Verfahrensweise zur erfindungsgemäßen Flächenmodulation der Pumpstrahlung The means and procedure for the inventive surface modulation of the pump radiation 5 5 sind wie im Ausführungsbeispiel nach are as in the embodiment according to 1 1 beschrieben. described.
  • Es ist ebenfalls möglich, die beschriebene Vorgehensweise zur Flächenmoduation der Pumpstrahlung It is also possible to the procedure described for the pump radiation Flächenmoduation 5 5 nicht mit einem aktiv geregelten optischen Lichtmodulator not with an actively controlled optical light modulator 11 11 durchzuführen, sondern die Strahleigenschaften der Lasereingangsstrahlung perform, but the beam characteristics of the laser radiation input 4 4 sowie der Laserausgangsstrahlung and the laser output 7 7 in beschriebener Art der vorgenannten Ausführungsbeispiele zu ermitteln und im Strahlengang der Pumpstrahlung to determine the type described in the aforementioned embodiments, and in the beam path of the pump radiation 5 5 als erfindungsgemäß flächenmodulierendes Element einen transmissiven und/oder reflektiven Filter as according to the invention flächenmodulierendes element a transmissive and / or reflective filter 13 13 im optischen System in the optical system 6 6 (siehe (please refer 4 4 ) vorzusehen. provide).
  • Die Filtereingenschaften dieses transmissiven und/oder reflektiven Filters The filters are some of this transmissive and / or reflective filter 13 13 zur Flächenmodulation der Pumpstrahlung the area modulation of the pump radiation 5 5 sind auf die besagten vordetektierten Strahleigenschaften der Laserein- und -ausgangsstrahlungen are on said vordetektierten beam characteristics of the laser equipment and -ausgangsstrahlungen 4 4 , . 7 7 des Laserverstärkers the laser amplifier 3 3 angepasst, welche vorher durch die Modulationsberechnungsstufe adapted, which previously by the modulation computation stage 10 10 ermittelt wurden (durch gestrichelte Pfeildarstellung were determined (by dashed arrow display 14 14 symbolisiert). symbolized).
  • Als flächenmodulierendes Element (transmissiver und/oder reflektiver Filter (As flächenmodulierendes element transmissive and / or reflective filter 13 13 ) empfiehlt sich während des iterativen Algorithmus zur Minimierung der Energieflächendichte der Laserausgangsstrahlung ) Is recommended during the iterative algorithm for minimizing the energy surface density of the laser output radiation 7 7 insbesondere eine schnell herzustellende Filtervariante, wie beispielsweise eine bedruckbare optische Folie. in particular a fast-produced variant filter, such as a printable optical film. Mit der durch die schnell herzustellende bedruckte optische Folie erzeugten Flächenmodulation der Pumpstrahlung Area modulation generated by the printed by the rapidly produced optical film of the pump radiation 5 5 wird erneut die Energieflächendichte der Laserausgangsstrahlung is again the energy surface density of the laser output 7 7 nach dem im Ausführungsbeispiel zu after in the exemplary embodiment to 1 1 beschriebenen iterativen Prozess minimiert. iterative process described minimized. Hierfür ist ein mehrmaliges Herstellen des flächenmodulierenden Elements (Filter For this purpose, a repeated producing the flächenmodulierenden element (filter 13 13 ) notwendig, was die Vorteile der schnell bedruckbaren Folie begründet. ) Necessary, which explains the advantages of fast printable film. Wurde, wie oben beschrieben, ein Minimum erreicht, so kann als endgültig eingesetztes flächenmodulierendes Element z. Was, as described above, reaches a minimum, it may be definitive employed flächenmodulierendes element z. B. ein Transmissionsfilter mittels eines auf ein Substrat aufgebrachten Schichtsystems (nicht explizit in der Zeichnung dargestellt) entsprechend der in der Modulationsberechnungsstufe As a transmission filter by means of an applied to a substrate layer system (not explicitly shown in the drawing) corresponding to the modulation in the calculation stage 10 10 ermittelten Modulation hergestellt und als Filter made determined modulation and as a filter 13 13 in die Ebene der homogenisierten Pumpstrahlung in the plane of the homogenized pump radiation 5 5 eingefügt werden. be inserted.
  • Wiederum kann durch die Anpassung der Vergrößerung des das abbildende Teleskop beinhaltenden optischen Systems Again, by adjusting the magnification of the imaging optical system telescopic containing 6 6 die Größe des Querschnittprofils der Pumpstrahlung the size of the cross-sectional profile of the pump radiation 5 5 im aktiven Medium in the active medium 2 2 und somit, bei gleichbleibender Energiedichte, die Energie der Pumpstrahlung and thus, for the same energy density, the energy of the pump radiation 5 5 minimiert werden. be minimized.
  • Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1 1
    Pumplichtquelle Pump light source
    2 2
    aktives Medium des Laserverstärkers active medium of the laser amplifier 3 3
    3 3
    Laserverstärker laser amplifier
    4 4
    Lasereingangsstrahlung Laser radiation input
    5 5
    Pumpstrahlung pump radiation
    6 6
    optisches System optical system
    7 7
    Laserausgangsstrahlung Laser output
    8, 9 8, 9
    Detektor detector
    10 10
    Modulationsberechnungsstufe Modulation calculation stage
    11 11
    Lichtmodulator light modulator
    12 12
    optisches Element optical element
    13 13
    Filter filter
    14 14
    Pfeildarstellung arrow display
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA is not liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
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Claims (10)

  1. Verfahren zur Erzeugung einer Laserstrahlung mit definierten Strahleigenschaften, bei dem eine Pumpstrahlung zur Anregung der Besetzungsinversion des aktiven Mediums eines Laserverstärkers zur Verstärkung einer Lasereingangsstrahlung über ein optisches System in das aktive Medium des Laserverstärkers eingekoppelt wird, wobei die Pumpstrahlung ggf. hinsichtlich eines homogenen und/oder vorzugsweise rechteckförmigen Querschnittprofils fixbeeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpstrahlung zusätzlich zu einer eventuellen Fixbeeinflussung in Abhängigkeit sowohl der Energieflächendichte der Laserausgangsstrahlung des Laserverstärkers als auch in Abhängigkeit der Strahleigenschaften, insbesondere Strahlquerschnittprofil und/oder Strahlgeometrie und/oder Strahlgröße, der zu verstärkenden Lasereingangsstrahlung flächenmoduliert wird. A method for generating a laser radiation with a defined beam characteristics, in which a pump radiation to excite the population inversion of the active medium of a laser amplifier for amplifying an input laser radiation through an optical system is coupled into the active medium of the laser amplifier, the pump radiation, if necessary, in terms of a homogeneous and / or preferably rectangular cross-sectional profile is fixbeeinflusst, characterized in that the pump radiation to a possible Fixbeeinflussung a function of both the energy area density of the laser output of the laser amplifier as well as a function of beam properties, in particular beam cross-sectional profile and / or beam geometry and / or beam size, which is surface modulation to be amplified laser input radiation in addition ,
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenmodulation der Pumpstrahlung dynamisch in Abhängigkeit der aktuell detektierten Strahleigenschaften der Laserein- und -ausgangsstrahlung geregelt wird. A method according to claim 1, characterized in that the surface modulation of the pump radiation is dynamically controlled as a function of the currently detected beam characteristics of the laser equipment and -ausgangsstrahlung.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenmodulation der Pumpstrahlung statisch durch einen optischen Filter bewirkt wird, dessen Filtereigenschaften anhand von vordetektierten oder vorgegebenen Strahleigenschaften der Laserein- und -ausgangsstrahlung gefertigt werden. A method according to claim 1, characterized in that the surface modulation of the pump radiation is static caused by an optical filter whose filter properties are manufactured based on vordetektierten or predetermined beam characteristics of the laser equipment and -ausgangsstrahlung.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenmodulation der Pumpstrahlung in Abhängigkeit der Strahleigenschaften der Lasereingangsstrahlung sowie der mittels des Laserverstärkers und der durch die jeweilige Flächenmodulation beeinflussten Pumpstrahlung aktuell erzeugten Laserausgangsstrahlung iterativ wiederholt wird, bis der Wert der Energieflächendichte der Laserausgangsstrahlung einen minimalen Wert erreicht. A method according to claim 1, characterized in that the surface modulation of the pump radiation is iteratively repeated depending on the beam characteristics of the laser input radiation and the laser output current generated by the laser amplifier and the influenced by the respective area modulation pumping radiation to the value of the energy surface density of the laser output radiation reaches a minimum value ,
  5. Vorrichtung zur Erzeugung einer Laserstrahlung mit definierten Strahleigenschaften, bei der die Strahlung einer Pumpstrahlungsquelle zur Pumpanregung der Besetzungsinversion des aktiven Mediums eines Laserverstärkers über ein optisches System in das aktive Medium des Laserverstärkers eingekoppelt wird, wobei sich im Strahlengang der Pumpstrahlung eine Strahlbeeinflussungsstufe zur Fixeinstellung eines homogenen und/oder vorzugsweise rechteckförmigen Querschnittprofils befinden kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein von den Strahleigenschaften der Laserein- und -ausgangsstrahlung ( Means for generating a laser radiation with a defined beam characteristics, in which the radiation of a pumping radiation source for pumping excitation of the population inversion of the active medium of a laser amplifier is coupled via an optical system into the active medium of the laser amplifier, wherein a beam influencing stage to the fixed setting of a homogeneous in the beam path of the pump radiation and may reside / or preferably rectangular cross-sectional profile, characterized in that a (of the beam characteristics of the laser equipment and -ausgangsstrahlung 4 4 , . 7 7 ) des Laserverstärkers ( () Of the laser amplifier 3 3 ) beeinflusstes flächenmodulierendes optisches Element ( ) Influenced flächenmodulierendes optical element ( 11 11 , . 13 13 ) mit der Pumpstrahlung ( ) (With the pump radiation 5 5 ) zum Zweck deren Flächenmodulierung in Verbindung steht. ) For the purpose of which Flächenmodulierung communicates.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als die Pumpstrahlung ( Device according to claim 5, characterized in that as the pump radiation ( 5 5 ) flächenmodulierendes optisches Element ein aktiv geregelter optischer Lichtmodulator ( ) Flächenmodulierendes optical element an actively controlled optical light modulator ( 11 11 ) vorgesehen ist, der eingangsseitig über eine Modulationsberechnungsstufe ( ) is provided on the input side (on a modulation computation stage 10 10 ) mit zumindest einem Detektor ( ) (With at least one detector 8 8th , . 9 9 ) zur Erfassung der aktuellen Strahleigenschaften der Laserein- und -ausgangsstrahlung ( ) (For detecting the actual beam characteristics of the laser equipment and -ausgangsstrahlung 4 4 , . 7 7 ) des Laserverstärkers ( () Of the laser amplifier 3 3 ) gekoppelt ist. ) Is coupled.
  7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als die Pumpstrahlung ( Device according to claim 5, characterized in that as the pump radiation ( 5 5 ) flächenmodulierendes optisches Element ein transmissiver und/oder reflektiver Filter ( ) Flächenmodulierendes optical element a transmissive and / or reflective filters ( 13 13 ) vorgesehen ist, dessen Filtereigenschaften auf vordetektierte Strahleigenschaften der Laserein- und -ausgangsstrahlung ( is provided), whose filter characteristics (on vordetektierte beam characteristics of the laser equipment and -ausgangsstrahlung 4 4 , . 6 6 ) des Laserverstärkers ( () Of the laser amplifier 3 3 ) angepasst sind. ) Are adapted.
  8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als die Pumpstrahlung ( Device according to claim 7, characterized in that as the pump radiation ( 5 5 ) flächenmodulierendes optisches Element ( ) Flächenmodulierendes optical element ( 13 13 ) eine bedruckte optische Folie vorgesehen ist, deren Druckmuster die für die strahlflächenmodulierende Wirkung der Pumpstrahlung ermittelten Filtereigenschaften der optischen Folie repräsentieren. ) A printed optical film is provided, the printed pattern representing the determined for the strahlflächenmodulierende action of the pump radiation filter characteristics of the optical film.
  9. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als die Pumpstrahlung ( Device according to claim 7, characterized in that as the pump radiation ( 5 5 ) flächenmodulierendes optisches Element ( ) Flächenmodulierendes optical element ( 13 13 ) ein auf ein Substrat aufgebrachtes dielektrisches Schichtsystem vorgesehen ist. ) Is applied to a substrate dielectric layer system is provided.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als die Pumpstrahlung ( Device according to claim 7, characterized in that as the pump radiation ( 5 5 ) flächenmodulierendes optisches Element ( ) Flächenmodulierendes optical element ( 13 13 ) ein Graufilter mit einem für die strahlflächenmodulierende Wirkung der Pumpstrahlung ermittelten Filtereigenschaften angepassten Grauverlauf vorgesehen ist. ) A gray filter matched with a determined for the strahlflächenmodulierende action of the pump radiation filter characteristics gray gradient is provided.
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