DE102016114702A1 - Laser amplification system and method for correcting an asymmetrical, transverse radiation pressure profile in a laser-active medium of a solid - Google Patents

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Abstract

Um ein Laserverstärkungssystem umfassend einen ein laseraktives Medium aufweisenden Festkörper, eine erste Pumpstrahlungsquelle zur Erzeugung eines ersten Pumpstrahlungsfeldes, welches den Festkörper mindestens einfach, insbesondere mehrfach, durchsetzt zum Anregen des laseraktiven Mediums, so zu verbessern, dass die Strahlqualität bei einem Festkörperlaser verbessert wird, wird vorgeschlagen, dass es mindestens eine zweite Pumpstrahlungsquelle zur Erzeugung mindestens eines zweiten Pumpstrahlungsfeldes umfasst, welches den Festkörper mindestens einfach, insbesondere mehrfach, durchsetzt zum Anregen des laseraktiven Mediums, wobei das erste Pumpstrahlungsfeld und das zweite Pumpstrahlungsfeld so ausgerichtet sind, dass sich in einem von dem Festkörper definierten Transversalebene die Summe aller ersten Transversalkomponenten des auf den Festkörper auftreffenden ersten Pumpstrahlungsfeldes und die Summe aller zweiten Transversalkomponenten des auf den Festkörper auftreffenden zweiten Pumpstrahlungsfeldes kompensieren oder im Wesentlichen kompensieren.In order to improve a laser amplification system comprising a solid state having a laser active medium, a first pump radiation source for generating a first pump radiation field, the solid at least once, in particular multiple, interspersed to excite the laser-active medium to improve so that the beam quality is improved in a solid state laser is proposed that it comprises at least one second pump radiation source for generating at least one second pump radiation field, which at least simply, in particular repeatedly passes through the solid to excite the laser-active medium, wherein the first pump radiation field and the second pump radiation field are aligned so that in one of the Solid defined transversal plane, the sum of all first transverse components of the incident on the solid first pump radiation field and the sum of all second transverse components of the incident on the solid z Compensate or substantially compensate for wide pump radiation field.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laserverstärkungssystem umfassend einen ein laseraktives Medium aufweisenden Festkörper, eine erste Pumpstrahlungsquelle zur Erzeugung eines ersten Pumpstrahlungsfeldes, welches den Festkörper mindestens einfach, insbesondere mehrfach, durchsetzt zum Anregen des laseraktiven Mediums. The present invention relates to a laser amplification system comprising a solid having a laser-active medium, a first pump radiation source for generating a first pump radiation field, which at least simply passes through the solid, in particular multiple, for exciting the laser-active medium.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Korrektur eines unsymmetrischen transversalen Strahlungsdruckprofils auf einem ein laseraktives Medium aufweisenden Festkörper eines Laserverstärkungssystems, welches Strahlungsdruckprofil durch ein erstes, den Festkörper durchsetzendes Pumpstrahlungsfeld erzeugt wird. Furthermore, the invention relates to a method for correcting an asymmetrical transverse radiation pressure profile on a laser active medium having solid state of a laser amplification system, which radiation pressure profile is generated by a first, the solid-penetrating pump radiation field.

Ein Laserverstärkungssystem der eingangs beschriebenen Art zur Ausbildung eines Festkörperlasers ist beispielsweise aus der WO 01/57970 A1 oder der US 2001/0040909 A1 bekannt. Es ist derart ausgebildet, dass das von einer Pumpstrahlungsquelle, beispielsweise einem Diodenlaserstack, erzeugte Pumpstrahlungsfeld den Festkörper mehrfach durchsetzen kann, um das laseraktive Material möglichst optimal anzuregen. Dazu wird, wie in der WO 01/ 57970 A1 oder der US 2001/0040909 A1 beschrieben, das Pumpstrahlungsfeld fokussiert auf den Festkörper abgebildet und nach zweifachem Durchlauf durch den Festkörper mittels einer Umlenkeinheit wieder auf den Festkörper umgelenkt. Das Pumpstrahlungsfeld durchläuft den Festkörper nach jedem Auftreffen zweimal, da es an einer hochreflektierend beschichteten Rückseite des Festkörpers reflektiert und somit unter Berücksichtigung des Reflexionsgesetzes unter demselben Winkel den Festkörper verlässt, wie es auf den Festkörper aufgetroffen ist. A laser amplification system of the type described above for forming a solid-state laser is, for example, from WO 01/57970 A1 or the US 2001/0040909 A1 known. It is designed in such a way that the pump radiation field generated by a pump radiation source, for example a diode laser stack, can pass through the solid body several times in order to excite the laser-active material as optimally as possible. This will, as in the WO 01/57970 A1 or the US 2001/0040909 A1 described, the pump radiation field focused on the solid imaged and deflected after passing twice through the solid by means of a deflection again on the solid. The pump radiation field passes through the solid twice after each impact because it reflects on a highly reflective coated back of the solid and thus leaves the solid at the same angle, taking into account the law of reflection, as it has struck the solid.

Ein Problem bei dieser Vorgehensweise ist der Strahlungsdruck, den das Pumpstrahlungsfeld durch die mehrfache Überlagerung der einzelnen Pumpdurchgänge und Strahlungsdruckkräfte aus den Absorptions- und Emissionsprozessen auf das laseraktive Medium im Festkörper ausübt. Um eine ausreichende Verstärkung des Laserverstärkersystems zu erreichen, wird insbesondere mit Pumpleistungsdichten im Bereich mehrerer Kilowatt pro Quadratzentimeter gearbeitet. Dementsprechend wird der Festkörper, auf dem das Pumpstrahlungsfeld mehrfach abbildend fokussiert ist, mit einer sehr hohen Flächenleistung im Bereich von Megawatt pro Quadratzentimeter beaufschlagt. Da das Pumpstrahlungsfeld nicht senkrecht zu einer vom Festkörper definierten Transversalebene auf den Festkörper auftrifft, sondern schräg, also unter einem Winkel, wirkt im laseraktiven Medium des Festkörpers aufgrund von Absorptions- und Emissionsprozessen zusätzlich zum vom Pumpstrahlungsfeld senkrecht ausgeübten Strahlungsdruck auch eine Kraft parallel zur Transversalebene auf den Festkörper, also eine Transversalkraft. Die Strahlungsdruckkräfte aus den Absorptions- und Emissionsprozessen stammen aus den gebundenen Ladungen im laseraktiven Material und erzeugen über die magnetische Lorentzkraft neben der longitudinalen Komponente eine Transversalkraft. Dies führt zu einer unsymmetrischen Verformung des Festkörpers mit Tiefen im Nanometerbereich (siehe zum Beispiel M. Mansuripur: "Radiation pressure and the linear momentum of the electromagnetic field", Optics Express Vol. 12, No. 22, 2004, S. 5375 ). Dabei ist zu beachten, dass der auf den Festkörper ausgeübte Strahlungsdruck nicht nur vom Pumpstrahlungsfeld und dessen Leistung, sondern eben auch von der Konzentration des laseraktiven Materials im Festkörper abhängig ist. Je höher eine Konzentration des laseraktiven Materials im Festkörper ist, umso höher ist die transversale Kraftwirkung. Da bei jedem Durchgang des Pumpstrahlungsfeldes dessen Leistung aufgrund der Absorption des Festkörpers etwas geringer ist, nimmt die jeweils wirkende Transversalkraft mit jedem Durchgang ab. Die Folge davon ist eine unsymmetrische Verformung des Festkörpers, die zu einem Astigmatismus oder einer höheren Verformung führt. Diese Verformung hat Auswirkungen auf die Qualität der Lasermoden, die sich im Resonator eines Festkörperlasers ausbilden, in dem der Festkörper angeordnet ist. Im Ergebnis lassen sich daher mit dem bekannten Laserverstärkungssystem im Festkörperlaser bevorzugt Lasermoden anregen, deren Strahlprofile nicht rotationssymmetrisch sind. A problem with this approach is the radiation pressure exerted by the pump radiation field by the multiple superposition of the individual pumping passages and radiation pressure forces from the absorption and emission processes on the laser-active medium in the solid state. In order to achieve a sufficient gain of the laser amplifier system, in particular work with pump power densities in the range of several kilowatts per square centimeter. Accordingly, the solid on which the pump radiation field is focused multiple imaging, applied to a very high area performance in the range of megawatts per square centimeter. Since the pump radiation field does not impinge on the solid perpendicular to a transverse plane defined by the solid, but obliquely, ie at an angle, a force parallel to the transverse plane also acts in the laser-active medium of the solid due to absorption and emission processes in addition to the radiation pressure exerted perpendicularly by the pump radiation field the solid, so a transversal force. The radiation pressure forces from the absorption and emission processes originate from the bound charges in the laser-active material and, in addition to the longitudinal component, generate a transverse force via the magnetic Lorentz force. This leads to an asymmetric deformation of the solid with depths in the nanometer range (see, for example M. Mansuripur: "Radiation pressure and the linear momentum of the electromagnetic field", Optics Express Vol. 22, 2004, p. 5375 ). It should be noted that the radiation pressure exerted on the solid body is not only dependent on the pump radiation field and its power, but also on the concentration of the laser-active material in the solid state. The higher the concentration of the laser-active material in the solid, the higher the transverse force effect. Since with each passage of the pump radiation field whose power is slightly lower due to the absorption of the solid, the respective acting transverse force decreases with each passage. The consequence of this is an asymmetrical deformation of the solid, which leads to an astigmatism or a higher deformation. This deformation has an effect on the quality of the laser modes, which form in the resonator of a solid-state laser, in which the solid body is arranged. As a result, it is therefore possible with the known laser amplification system in the solid-state laser preferably to excite laser modes whose beam profiles are not rotationally symmetrical.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Strahlqualität bei einem Festkörperlaser, insbesondere bei einem Scheibenlaser, zu verbessern. It is therefore an object of the present invention to improve the beam quality in a solid-state laser, in particular in a disk laser.

Diese Aufgabe wird bei einem Laserverstärkungssystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass es mindestens eine zweite Pumpstrahlungsquelle zur Erzeugung mindestens eines zweiten Pumpstrahlungsfeldes umfasst, welches den Festkörper mindestens einfach, insbesondere mehrfach, durchsetzt zum Anregen des laseraktiven Mediums, wobei das erste Pumpstrahlungsfeld und das zweite Pumpstrahlungsfeld so ausgerichtet sind, dass sich in einer von dem Festkörper definierten Transversalebene die Summe aller ersten Transversalkomponenten des auf den Festkörper auftreffenden ersten Pumpstrahlungsfeldes und die Summe aller zweiten Transversalkomponenten des auf den Festkörper auftreffenden zweiten Pumpstrahlungsfeldes kompensieren oder im Wesentlichen kompensieren. This object is achieved in a laser amplification system of the type described above according to the invention that it comprises at least a second pump radiation source for generating at least a second pump radiation field, which at least simply, in particular multiple, passes through the solid to excite the laser-active medium, wherein the first pump radiation field and the second pump radiation field are aligned so that compensate in a defined by the solid transversal plane, the sum of all first transverse components of the incident on the solid first pump radiation field and the sum of all second transverse components of the incident on the solid second pump radiation field or substantially compensate.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Weiterbildung des bekannten Laserverstärkungssystems ermöglicht es insbesondere, eine unsymmetrische Verformung des Festkörpers, beispielsweise in Form einer Festkörperscheibe, durch den vom ersten Pumpstrahlungsfeld ausgeübten Strahlungsdruck und die dadurch wirkenden Transversalkräfte, auch als Transversalkomponenten der durch das erste Pumpstrahlungsfeld ausgeübten Strahlungsdruckkräfte, in der Transversalebene zu verhindern, indem durch Beaufschlagen des Festkörpers mit mindestens einem zweiten Pumpstrahlungsfeld die auf den Festkörper wirkende Transversalkraft kompensiert wird. Werden beispielsweise zwei Pumpstrahlungsfelder erzeugt, werden diese insbesondere so auf den Festkörper ausgerichtet, dass sich die jeweils resultierenden Transversalkomponenten kompensieren. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Transversalkomponenten der durch die Pumpstrahlungsfelder auf den Festkörper einwirkenden Strahlungsdruckkräfte in zueinander entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind. Damit heben sich die auf den Festkörper durch die Pumpstrahlungsfelder wirkenden Transversalkräfte auf, so dass es zu keiner rotationsunsymmetrischen Verformung des Festkörpers kommt. Damit kann auch eine unerwünschte Verformung der im Resonator des Festkörperlasers sich ausbildenden Lasermoden verhindert werden, welche Verformung sich also negativ auf eine Strahlqualität der mit dem Festkörperlaser erzeugten Laserstrahlung auswirkt. Es lassen sich auf diese Weise Lasermoden mit einem im Querschnitt vollständig rotationssymmetrischen Strahlprofil ausbilden. Werden mehr als zwei Pumpstrahlungsfelder eingesetzt, werden diese insbesondere so ausgerichtet, dass sich die aufgrund der Pumpstrahlungsfelder auf den Festkörper wirkenden Druckkräfte in der Transversalebene zu Null addieren. Bei zwei Pumpstrahlungsfeldern werden diese vorzugsweise in der Transversalebene um 180° versetzt zueinander auf den Festkörper gerichtet, bei drei Pumpstrahlungsfeldern um einen Winkel von 120° versetzt. Bei mehr als zwei Pumpstrahlungsfeldern wird dann der Winkel in der Transversalebene zwischen den Pumpstrahlungsfeldern entsprechend der Anzahl der Pumpstrahlungsfelder vorgegeben. The inventively proposed development of the known laser amplification system makes it possible in particular, a asymmetric deformation of the solid, for example in the form of a solid state disk, by the radiation pressure exerted by the first pump radiation field and the transversal forces acting thereon, also as transverse components of the radiation pressure forces exerted by the first pump radiation field, in the transverse plane, by applying at least one second to the solid body Pump radiation field which acts on the solid transverse force is compensated. If, for example, two pump radiation fields are generated, they are in particular aligned with the solid body in such a way that the respective resulting transverse components compensate each other. This can be achieved, in particular, by the fact that the transverse components of the radiation pressure forces acting on the solids by the pump radiation fields are directed in mutually opposite directions. Thus, the transverse forces acting on the solid body by the pump radiation fields cancel each other, so that there is no rotationally asymmetric deformation of the solid. Thus, an undesirable deformation of the laser modes forming in the resonator of the solid-state laser can be prevented, which deformation thus has a negative effect on a beam quality of the laser radiation generated by the solid-state laser. It can be formed in this way laser modes with a completely rotationally symmetrical in cross section beam profile. If more than two pump radiation fields are used, they are in particular aligned such that the pressure forces acting on the solid due to the pump radiation fields add up to zero in the transverse plane. In the case of two pump radiation fields, these are preferably offset in the transversal plane by 180 ° with respect to one another on the solid, with three pump radiation fields offset by an angle of 120 °. With more than two pump radiation fields, the angle in the transverse plane between the pump radiation fields is then predetermined according to the number of pump radiation fields.

Grundsätzlich kann auch auf Fokussierungssysteme, nachfolgend auch als Fokussierungseinrichtungen bezeichnet, verzichtet werden, so dass die Pumpstrahlungsfelder den Festkörpern nur ein oder zweimal durchlaufen. Zweimal nur dann, wenn eine Rückseite des Festkörpers mit einer hochreflektierenden Beschichtung versehen ist, so dass die Pumpstrahlungsfelder nach einmaligem Durchlaufen des Festkörpers an dessen Rückseite reflektiert werden und dann den Festkörper nochmals durchlaufen. Allerdings ist die Effizienz eines solchen Lasersystems nicht besonders hoch, da bei nur ein- oder zweimaligem Durchgang der Pumpstrahlungsfelder durch den Festkörper nur ein sehr geringer Teil der Leistung der Pumpstrahlungsfelder durch den Festkörper absorbiert werden kann. Daher ist es vorteilhaft, wenn das Laserverstärkungssystem derart ausgebildet ist, dass die Pumpstrahlungsfelder den Festkörper mehrfach durchlaufen, und zwar insbesondere mindestens dreimal. In principle, it is also possible to dispense with focusing systems, also referred to below as focusing devices, so that the pump radiation fields only pass through the solids once or twice. Twice only if a back of the solid is provided with a highly reflective coating, so that the pump radiation fields are reflected after passing through the solid once at the back and then pass through the solid again. However, the efficiency of such a laser system is not particularly high, since with only one or two passes of the pump radiation fields through the solid body, only a very small part of the power of the pump radiation fields can be absorbed by the solid. Therefore, it is advantageous if the laser amplification system is designed such that the pump radiation fields repeatedly pass through the solid, in particular at least three times.

Vorteilhaft ist es, wenn das Laserverstärkungssystem eine erste Fokussierungseinrichtung umfasst, welche mehrere verschiedene in den Festkörper einfallende Äste des ersten Pumpstrahlungsfeldes erzeugt und dabei mindestens einen aus dem Festkörper ausfallenden Ast in einen der in den Festkörper einfallenden und vom ausfallenden Ast verschiedenen Äste umsetzt, und wenn das Laserverstärkungssystem mindestens eine zweite Fokussierungseinrichtung, welche mehrere verschiedene in den Festkörper einfallende Äste des zweiten Pumpstrahlungsfeldes erzeugt und dabei mindestens einen aus dem Festkörper ausfallenden Ast in einen der in den Festkörper einfallenden und vom ausfallenden Ast verschiedenen Äste umsetzt. Die Funktionsweise derartiger Fokussiereinrichtungen ist im Detail in der WO 01/57970 A1 oder der US 2001/0040909 A1 beschrieben, auf die diesbezüglich vollumfänglich Bezug genommen wird. Mit den Fokussiereinrichtungen wird es ermöglicht, dass die Pumpstrahlungsfelder den Festkörper mehrfach durchlaufen, um eine möglichst hohe Anregung des laseraktiven Mediums im Festkörper und dadurch einen großen Verstärkungsfaktor des Festkörperlasers zu erreichen. It is advantageous if the laser amplification system comprises a first focusing device which generates a plurality of different branches of the first pump radiation field incident in the solid state and converts at least one branch emerging from the solid body into one of the branches which impinge on the solid and are different from the branching branch, and if the laser amplification system at least one second focusing device, which generates a plurality of different branches of the second pump radiation field incident in the solid state and thereby converts at least one branch emerging from the solid into one of the branches which impinge on the solid and are different from the branching branch. The operation of such focusing devices is described in detail in the WO 01/57970 A1 or the US 2001/0040909 A1 to which reference is made in full. The focusing devices make it possible for the pump radiation fields to pass through the solid body several times in order to achieve the highest possible excitation of the laser-active medium in the solid and thus a large amplification factor of the solid-state laser.

Zur Ausbildung eines Festkörperlasers ist es günstig, wenn der Festkörper in Form einer Festkörperscheibe ausgebildet ist. Diese kann insbesondere mit einer Wärmesenke gekoppelt sein, um einen Wärmestau im Festkörper zu vermeiden. For the formation of a solid state laser, it is advantageous if the solid is formed in the form of a solid state disk. This can be coupled in particular with a heat sink in order to avoid heat accumulation in the solid.

Besonders einfach wird der Aufbau des Laserverstärkungssystems, wenn es eine erste Pumpstrahlungsquelle und eine zweite Pumpstrahlungsquelle umfasst. Werden also nur zwei Pumpstrahlungsquellen verwendet, können diese wie bereits erwähnt so angeordnet werden, dass die von ihnen erzeugten Pumpstrahlungsfelder mit zueinander entgegen gerichteten Transversalkomponenten der auf den Festkörper wirkenden Druckkräfte ausgerichtet sind. In der Transversalebene werden also die Pumpstrahlungsfelder um 180° versetzt auf den Festkörper gerichtet. Treffen die Pumpstrahlungsfelder nicht unter demselben Winkel bezogen auf die Transversalebene auf den Festkörper auf, können sich bei identischer Pumpleistung der Pumpstrahlungsquellen leicht unterschiedliche Transversalkräfte ergeben. Diese lassen sich beispielsweise durch eine Leistungsanpassung eines Pumpstrahlungsfeldes regeln, um so eine größere oder kleinere Transversalkraft zu erzeugen, die dann die vom anderen Pumpstrahlungsfeld auf den Festkörper ausgeübte Transversalkomponente der durch den Strahlungsdruck wirkenden Druckkraft kompensiert oder möglichst gut kompensiert. The construction of the laser amplification system becomes particularly simple if it comprises a first pump radiation source and a second pump radiation source. Thus, if only two pump radiation sources are used, these can, as already mentioned, be arranged such that the pump radiation fields generated by them are aligned with mutually oppositely directed transverse components of the pressure forces acting on the solid. In the transverse plane, therefore, the pump radiation fields are directed by 180 ° offset to the solid. If the pump radiation fields do not strike the solid at the same angle with respect to the transverse plane, slightly different transverse forces can result with identical pump power of the pump radiation sources. These can be regulated, for example, by adjusting the power of a pump radiation field, so as to generate a greater or lesser transverse force, which then compensates or optimally compensates for the transversal component of the pressure force acting on the solid from the other pump radiation field.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Fokussierungseinrichtung mindestens eine erste Umlenkeinheit umfasst zum Umlenken des ersten Pumpstrahlungsfeldes nach Durchlaufen des Festkörpers auf den Festkörper zurück, dass die mindestens eine zweite Fokussierungseinrichtung mindestens eine zweite Umlenkeinheit umfasst zum Umlenken des mindestens einen zweiten Pumpstrahlungsfeldes nach Durchlaufen des Festkörpers auf den Festkörper zurück und dass die mindestens eine erste Umlenkeinheit und die mindestens eine zweite Umlenkeinheit das erste Pumpstrahlungsfeld und das mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld so in Richtung auf den Festkörper ausrichten, dass sich in einer vom Festkörper definierten Transversalebene die Summe aller ersten Transversalkomponenten des auf den Festkörper auftreffenden umgelenkten ersten Pumpstrahlungsfeldes und die Summe aller zweiten Transversalkomponenten des auf den Festkörper auftreffenden umgelenkten mindestens einen zweiten Pumpstrahlungsfeldes kompensieren oder im Wesentlichen kompensieren. Wie beim ersten Auftreffen der Pumpstrahlungsfelder auf den Festkörper wird durch die Ausbildung der Fokussierungseinrichtungen sichergestellt, dass auch nach ein- oder mehrfachem Umlenken der Pumpstrahlungsfelder sich deren parallel zur Transversalebene auf den Festkörper wirkenden Druckkräfte kompensieren. Dies wird für eine beliebige Anzahl von Umlenkungen der Pumpstrahlungsfelder so realisiert durch entsprechende Anordnung und Ausbildung der Fokussierungseinrichtungen für die mindestens zwei Pumpstrahlungsfelder. According to a further preferred embodiment of the invention, it can be provided that the first focusing device comprises at least one first deflection unit for deflecting the first pump radiation field after passing through the solid on the solid body, that the at least one second focusing device comprises at least one second deflection unit for deflecting the at least one second pump radiation field after passing through the solid on the solid back and that the at least one first deflection and the at least one second deflection directing the first pump radiation field and the at least one second pump radiation field in the direction of the solid that in a defined by the solid transverse plane the sum all of the first transverse components of the incident on the solid deflected first pump radiation field and the sum of all second transverse components of the impact on the solid compensate or substantially compensate for the deflected at least one second pump radiation field. As with the first impingement of the pump radiation fields on the solid body is ensured by the formation of the focusing means that even after one or more times redirecting the pump radiation fields compensate their parallel to the transverse plane acting on the solid pressure forces. This is realized for any number of deflections of the pump radiation fields by appropriate arrangement and design of the focusing devices for the at least two pump radiation fields.

Vorteilhaft ist es, wenn die erste Fokussierungseinrichtung mindestens zwei erste Umlenkeinheiten umfasst und wenn die mindestens eine zweite Fokussierungseinrichtung mindestens zwei zweite Umlenkeinheiten umfasst. Auf diese Weise wird es insbesondere ermöglicht, dass die von den Pumpstrahlungsquellen erzeugten Pumpstrahlungsfelder den Festkörper mindestens acht-, insbesondere sechzehnmal durchstrahlen, so dass der Festkörper insgesamt acht, insbesondere sechzehnmal, den Pumpstrahlungsfeldern Energie durch Absorption im laseraktiven Medium entziehen kann. Dadurch lässt sich ein Verstärkungsfaktor des Laserverstärkungssystems in gewünschter Weise erhöhen. It is advantageous if the first focusing device comprises at least two first deflecting units and if the at least one second focusing device comprises at least two second deflecting units. In this way, it is possible, in particular, that the pump radiation fields generated by the pump radiation sources irradiate the solid body at least eight times, in particular sixteen times, so that the solid body can extract eight, in particular sixteen times, energy from the pump radiation fields by absorption in the laser-active medium. As a result, an amplification factor of the laser amplification system can be increased as desired.

Auf besonders einfache Weise ausbilden lässt sich das Laserverstärkungssystem, wenn die mindestens eine erste Umlenkeinrichtung zwei in einem Winkel zueinander verlaufende Reflexionsflächen umfasst und wenn die mindestens eine zweite Umlenkeinheit zwei in einem Winkel zueinander verlaufende Reflexionsflächen umfasst. Insbesondere kann ein Winkel zwischen den Reflexionsflächen der Umlenkeinheiten 90° betragen. So ist es auf einfache Weise möglich, ein Pumpstrahlungsfeld, welches den Festkörper einmal durchstrahlt hat, an der Rückseite des Festkörpers reflektiert wurde und dann den Festkörper ein zweites Mal durchstrahlt hat, wieder zurück auf den Festkörper umzulenken und optional auf diesen zu fokussieren. The laser amplification system can be formed in a particularly simple manner if the at least one first deflection device comprises two reflection surfaces extending at an angle to one another and if the at least one second deflection unit comprises two reflection surfaces extending at an angle to one another. In particular, an angle between the reflecting surfaces of the deflecting units can be 90 °. Thus, it is possible in a simple manner, a pump radiation field, which has once irradiated the solid, was reflected at the back of the solid and then the solid has irradiated a second time to redirect back to the solid and optionally focus on this.

Vorteilhaft ist es, wenn die erste Fokussierungseinrichtung kollimierende und fokussierende Elemente aufweist, welche das vom Festkörper weg gerichtete erste Pumpstrahlungsfeld zwischenkollimieren und das zwischenkollimierte erste Pumpstrahlungsfeld in Richtung auf den Festkörper hin fokussieren, und wenn die mindestens eine zweite Fokussierungseinrichtung kollimierende und fokussierende Elemente aufweist, welche das vom Festkörper weg gerichtete mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld zwischenkollimieren und das zwischenkollimierte mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld in Richtung auf den Festkörper hin fokussieren. Mit derartigen Fokussierungseinrichtungen kann eine Aufweitung des Pumpstrahlungsfeldes durch Zwischenkollimierung verhindert werden. Die fokussierenden Elemente ermöglichen dann wiederum eine erneute Beaufschlagung oder wiederholte Beaufschlagung des Festkörpers durch die Pumpstrahlungsfelder in einem besonders kleinen Flächenbereich, um dort im laseraktiven Medium eine optimale Anregung desselben zu erreichen. It is advantageous if the first focusing device has collimating and focusing elements which collimate the first pump radiation field directed away from the solid and focus the collimated first pump radiation field in the direction of the solid, and if the at least one second focusing device has collimating and focusing elements to collimate the at least one second pump radiation field directed away from the solid body and to focus the at least one second pump radiation field in the direction of the solid body between the collimated one. With such focusing devices, an expansion of the pump radiation field can be prevented by intermediate collimating. The focusing elements then in turn allow a re-admission or repeated loading of the solid by the pump radiation fields in a particularly small surface area in order to achieve optimal excitation of the same in the laser-active medium.

Besonders einfach wird der Aufbau des Laserverstärkungssystems, wenn die erste Fokussierungseinrichtung und die mindestens eine zweite Fokussierungseinrichtung ein gemeinsames fokussierendes Element umfassen. Insbesondere kann es sich dabei um einen gemeinsamen Parabolspiegel handeln. The structure of the laser amplification system becomes particularly simple if the first focusing device and the at least one second focusing device comprise a common focusing element. In particular, it may be a common parabolic mirror.

Ferner ist es günstig, wenn die erste Fokussierungseinrichtung und die mindestens eine zweite Fokussierungseinrichtung jeweils mindestens eine Kollimationslinse umfassen. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es, einer Aufweitung der Pumpstrahlungsfelder entgegenzuwirken. Furthermore, it is favorable if the first focusing device and the at least one second focusing device each comprise at least one collimating lens. Such a configuration makes it possible to counteract a widening of the pump radiation fields.

Eine besonders kompakte Ausgestaltung des Laserverstärkungssystems lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass die die mindestens eine erste Umlenkeinheit und die mindestens eine zweite Umlenkeinheit den Festkörper ringförmig umgeben. Alternativ kann auch eine rechteckige Anordnung mehrerer Umlenkeinheiten vorgesehen sein. A particularly compact embodiment of the laser amplification system can be achieved, for example, in that the at least one first deflection unit and the at least one second deflection unit surround the solid in a ring shape. Alternatively, a rectangular arrangement of a plurality of deflection units can also be provided.

Vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine erste Umlenkeinheit und mindestens eine zweite Umlenkeinheit eine den Festkörper umgebende Doppel- oder Mehrfachringstruktur definieren. So lässt sich ein besonders kompaktes Laserverstärkungssystem mit einem die Fokussierungseinrichtungen umfassenden Pumpmodul ausbilden. It is advantageous if the at least one first deflection unit and at least one second deflection unit define a double or multiple ring structure surrounding the solid. Thus, a particularly compact laser amplification system can be formed with a pumping module comprising the focusing devices.

Vorzugsweise umfasst das Laserverstärkungssystem, eine, zwei, drei, vier, fünf oder mehr zweite Fokussierungseinrichtungen. Die Zahl der Fokussierungseinrichtungen entspricht vorzugsweise der Zahl der Pumpstrahlungsquellen. Werden also beispielsweise drei zweite Pumpstrahlungsquellen eingesetzt, werden vorzugsweise für diese drei Fokussierungseinrichtungen vorgesehen sowie für die erste Pumpstrahlungsquelle eine eigene Fokussierungseinrichtung. Preferably, the laser amplification system comprises one, two, three, four, five or more second focusing means. The number of focusing devices preferably corresponds to the number of pumping radiation sources. If, for example, three second pump radiation sources are used, it is preferable for these three focusing devices to be provided, as well as a separate focusing device for the first pump radiation source.

Vorzugsweise ist eine Rückseite des Festkörpers hochreflektierend beschichtet. Wird ein solcher Festkörper mit einem Pumpstrahlungsfeld beaufschlagt, dann wird dieses an der Rückseite des Festkörpers reflektiert, so dass von einer Pumpstrahlungsquelle erzeugte Pumpstrahlung den Festkörper auf diese Weise zweifach durchstrahlen kann. Preferably, a back of the solid is coated highly reflective. If such a solid body is exposed to a pump radiation field, then this is reflected at the rear side of the solid, so that pump radiation generated by a pump radiation source can double-pass through the solid state in this way.

Besonders gute Anregungsleistungen lassen sich insbesondere dadurch erreichen, dass die erste Pumpstrahlungsquelle und die mindestens eine zweite Pumpstrahlungsquelle in Form eines Lasers ausgebildet sind. Insbesondere können sie in Form eines Diodenlasers oder eines Faserlasers ausgebildet sein. Insbesondere kann ein Diodenlaserstack als Pumpstrahlungsquelle vorgesehen sein. Particularly good excitation powers can be achieved in particular in that the first pump radiation source and the at least one second pump radiation source are in the form of a laser. In particular, they may be in the form of a diode laser or a fiber laser. In particular, a diode laser stack can be provided as pump radiation source.

Günstigerweise ist der Festkörper ein laseraktiver Kristall, insbesondere ein Ytrium-Aluminium-Granat-Kristall. Beispielsweise kann er mit Ytterbium oder Holmium als laseraktivem Material dotiert sein. Durch die Wahl des Festkörpers und des in diesem enthaltenen laseraktiven Materials kann die Wellenlänge des Festkörperlasers in gewünschter Weise vorgegeben werden. Conveniently, the solid is a laser active crystal, in particular a yttrium aluminum garnet crystal. For example, it may be doped with ytterbium or holmium as the laser active material. By choosing the solid and the laser-active material contained in this, the wavelength of the solid-state laser can be specified in the desired manner.

Zur Ausbildung eines Festkörperlasers ist es günstig, wenn der Festkörper in einem Resonator angeordnet ist, welcher ein den Festkörper durchsetzendes Resonatorstrahlungsfeld definiert. Insbesondere kann der Resonator zwei hochreflektierende Elemente umfassen, zwischen denen sich das Resonatorstrahlungsfeld ausbildet. To form a solid-state laser, it is favorable if the solid is arranged in a resonator which defines a resonator radiation field passing through the solid. In particular, the resonator may comprise two highly reflective elements, between which the resonator radiation field is formed.

Auf besonders einfache Weise ausbilden lässt sich der Resonator, wenn die hochreflektierende Rückseite des Festkörpers einen Endspiegel des Resonators bildet. The resonator can be formed in a particularly simple manner if the highly reflective rear side of the solid forms an end mirror of the resonator.

Ferner ist es günstig, wenn der Resonator einen Auskoppelspiegel umfasst und wenn sich das Resonatorstrahlungsfeld zwischen dem Endspiegel und dem Auskoppelspiegel erstreckt. Der Auskoppelspiegel kann insbesondere teildurchlässig oder aktiv schaltbar ausgebildet sein, um Laserstrahlung mit einer vom laseraktiven Material vorgegebenen Wellenlänge aus dem Resonator auszukoppeln. Furthermore, it is favorable if the resonator comprises a coupling-out mirror and if the resonator radiation field extends between the end mirror and the coupling-out mirror. In particular, the coupling-out mirror can be made partly transmissive or actively switchable in order to decouple laser radiation from the resonator with a wavelength predetermined by the laser-active material.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird ferner bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein zweites Pumpstrahlungsfeld auf den Festkörper gerichtet wird und dass das erste Pumpstrahlungsfeld und das mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld so relativ zueinander ausgerichtet werden, dass sich in einer vom Festkörper definierten Transversalebene die Summe aller ersten Transversalkomponenten des auf den Festkörper auftreffenden ersten Pumpstrahlungsfeldes und die Summe aller zweiten Transversalkomponenten des auf den Festkörper auftreffenden mindestens einen zweiten Pumpstrahlungsfeldes kompensieren oder im Wesentlichen kompensieren. Mit den Transversalkomponenten sind insbesondere die aufgrund der Pumpstrahlungsfelder auf den Festkörper wirkenden Anteile der Strahlungsdruckkräfte in der Transversalebene zu verstehen. Wie bereits eingangs beschrieben, ermöglicht es das vorgeschlagene Verfahren, eine rotationsunsymmetrische Verformung des Festkörpers zu vermeiden beziehungsweise zu verhindern, durch Kompensieren von in der Transversalebene wirkenden Strahlungsdruckkräfte, die durch den von den Pumpstrahlungsfelder erzeugten Strahlungsdruck verursacht werden. So lassen insbesondere optimal rotationssymmetrische Strahlprofile von Lasermoden in einem Festkörperlaser erzeugen. The object stated in the introduction is further achieved in a method of the type described above in that at least a second pumping radiation field is directed to the solid and that the first pumping radiation field and the at least one second pumping radiation field are aligned relative to each other, that in one of the solid defined transverse plane, the sum of all first transverse components of the incident on the solid body first pump radiation field and the sum of all second transverse components of the incident on the solid at least one second pump radiation field compensate or substantially compensate. The transversal components are to be understood as meaning, in particular, the portions of the radiation pressure forces in the transversal plane which act on the solid due to the pump radiation fields. As already described at the outset, the proposed method makes it possible to prevent or prevent rotationally asymmetric deformation of the solid by compensating for transversal radiation pressure forces caused by the radiation pressure generated by the pump radiation fields. In particular, this makes it possible to generate optimally rotationally symmetrical beam profiles of laser modes in a solid-state laser.

Günstig ist es, wenn das erste Pumpstrahlungsfeld und das mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld so relativ zueinander ausgerichtet werden, dass sich in der Transversalebene die erste Transversalkomponenten des auf den Festkörper auftreffenden ersten Pumpstrahlungsfeldes und zweite Transversalkomponenten des auf den Festkörper auftreffenden mindestens einen zweiten Pumpstrahlungsfeldes paarweise kompensieren oder im Wesentlichen kompensieren. Die ist insbesondere besonders gut möglich, wenn eine gerade Anzahl von Pumpstrahlungsfeldern zur Anregung des Festkörpers eingesetzt wird. It is advantageous if the first pump radiation field and the at least one second pump radiation field are aligned relative to one another in such a way that the first transverse components of the first pump radiation field impinging on the solid body and second transverse components of the at least one second pump radiation field impinging on the solid body compensate in pairs or in the transverse plane essentially compensate. This is particularly well possible if an even number of pump radiation fields is used to excite the solid.

Um eine möglichst hohe Verstärkung zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn das erste Pumpstrahlungsfeld und das mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld mindestens einmal in Richtung auf den Festkörper hin umgelenkt werden, um die Zahl der Durchläufe durch den Festkörper mindestens zu verdoppeln. Je öfter eine Umlenkung ermöglicht wird, umso öfter können die Pumpstrahlungsfelder den Festkörper durchlaufen, so dass dieser den Pumpstrahlungsfeldern bei jedem Durchlaufen des Festkörpers Anregungsenergie durch Absorption entziehen kann. In order to achieve the highest possible amplification, it is advantageous if the first pump radiation field and the at least one second pump radiation field are deflected at least once in the direction towards the solid in order to at least double the number of passes through the solid. The more frequently a deflection is made possible, the more often the pump radiation fields can pass through the solid, so that it can remove the pumping radiation fields by absorption during each passage through the solid body.

Vorzugsweise werden das erste Pumpstrahlungsfeld und das mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld mindestens jeweils in Richtung auf den Festkörper hin fokussiert. So kann eine möglichst hohe Energiedichte zur Anregung des Festkörpers in diesem realisiert werden. Preferably, the first pump radiation field and the at least one second pump radiation field are focused at least in each case in the direction of the solid. So can one possible high energy density for excitation of the solid can be realized in this.

Vorteilhaft ist es, wenn das erste und das mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld mehrfach umgelenkt werden, um die Zahl der Durchläufe durch den Festkörper zu vervielfachen. Auf diese Weise lässt sich auch ein Verstärkungsfaktor des Laserverstärkungssystems in gewünschter Weise erhöhen. It is advantageous if the first and the at least one second pump radiation field are deflected several times in order to multiply the number of passes through the solid. In this way, a gain of the laser amplification system can be increased as desired.

Zur Anregung und Erzeugung von Laserstrahlung ist es günstig, wenn als Festkörper eine Festkörperscheibe verwendet wird. So lässt sich insbesondere ein Festkörperscheibenlaser ausbilden. For excitation and generation of laser radiation, it is favorable if a solid-state disk is used as the solid. Thus, in particular, a solid-state disk laser can be formed.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung. Es zeigen: The following description of preferred embodiments of the invention is used in conjunction with the drawings for further explanation. Show it:

1: eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Scheibenlasers (Stand der Technik); 1 a schematic representation of the structure of a disk laser (prior art);

2: eine schematische Darstellung von auf die Scheibe des Scheibenlasers wirkenden transversalen Druckkräfte bei 8 mal 2 Hin- und Rückläufen durch die Festkörperscheibe; 2 a schematic representation of acting on the disc of the disk laser transverse compressive forces at 8 times 2 round trips through the solid disk;

3: eine schematische dreidimensionale Anordnung eines Festkörperscheibenlasers mit zwei Umlenkeinheiten; 3 a schematic three-dimensional arrangement of a solid-state disk laser with two deflection units;

4: eine schematische Darstellung einer Interferometeranordnung zum Darstellen einer Verformung der mit der Pumplaserstrahlung beaufschlagten Festkörperscheibe; 4 a schematic representation of an interferometer for representing a deformation of the impacted with the pump laser radiation solid state disk;

5: ein Interferogramm einer Punktfleckverteilung auf einer nicht exakt justierten Festkörperscheibe; 5 an interferogram of a spot spot distribution on a non-precisely adjusted solid disk;

6: eine Darstellung einer Lasermode aus einem I-Resonator mit einer Ho:YAG-Scheibe; 6 FIG. 4: a representation of a laser mode from an I-resonator with a Ho: YAG slice; FIG.

7a: ein Interferogramm aufgenommen mit Anordnung gemäß 4 bei einer Pumpleistung von 0 Watt; 7a : an interferogram taken with arrangement according to 4 at a pump power of 0 watts;

7b: ein Interferogramm analog 7a bei einer Pumpleistung von 15 Watt; 7b : an interferogram analog 7a at a pump power of 15 watts;

7c: ein Interferogramm analog 7a bei einer Pumpleistung von 40 Watt; 7c : an interferogram analog 7a at a pump power of 40 watts;

8a: ein Lasermodenprofil mit exakt einjustiertem Pumpmodul und einer Pumpleistung von 15 Watt; 8a : a laser mode profile with an exactly adjusted pump module and a pump power of 15 watts;

8b: das Lasermodenprofil analog 8a bei einer Pumpleistung von 30 Watt; 8b : the laser mode profile analog 8a at a pump power of 30 watts;

8c: ein Lasermodenprofil analog 8a mit einer Pumpleistung von 40 Watt; 8c : a laser mode profile analog 8a with a pump power of 40 watts;

9: schematische Darstellung der Simulation der Verbiegung einer Glasscheibe in Folge einer senkrechten Beaufschlagung mit einer Pumplaserstrahlung; 9 : schematic representation of the simulation of the bending of a glass pane as a result of a vertical application to a pump laser radiation;

10: schematische Darstellung einer unverformten Festkörperscheibe vor dem Beaufschlagen mit einer Pumplaserstrahlung; 10 : schematic representation of an undeformed solid-state disk before being exposed to a pump laser radiation;

11: eine schematische Darstellung der Verformung eines dünnen Festkörpers durch den Strahlungsdruck eines Laserstrahlungsfeldes; 11 : a schematic representation of the deformation of a thin solid by the radiation pressure of a laser radiation field;

12: eine schematische Darstellung der auf eine dünne Festkörperscheibe im gepumpten laseraktiven Medium derselben wirkenden Strahlungsdruckkräfte; 12 a schematic representation of the radiation pressure forces acting on a thin solid-state disk in the pumped laser-active medium thereof;

13: eine schematische Darstellung des wirkenden Pumplaserstrahlungsdrucks p mit Rückreflexion der Pumplaserstrahlung an der hochreflektierenden Rückseite der Festkörperscheibe, wobei p = 2 I/c mit Intensität I und Lichtgeschwindigkeit c; 13 a schematic representation of the effective pump laser radiation pressure p with back reflection of the pump laser radiation at the highly reflective back of the solid state disk, where p = 2 I / c with intensity I and speed of light c;

14: eine schematische Darstellung absorbierter Photonenleistung für eine 10%ige Absorption der Pumplaserstrahlung innerhalb der Scheibe pro Durchlauf; 14 : a schematic of absorbed photon power for a 10% absorption of the pump laser radiation within the disk per pass;

15: eine schematische Darstellung einer transversalen Kompensation der auf der Festkörperscheibe wirkenden Strahlungsdruckkräfte bei Verwendung von zwei zueinander um 180° versetzt auf den Festkörper fokussierten Pumpstrahlungsfeldern; 15 : a schematic representation of a transverse compensation of the radiation pressure forces acting on the solid-state disk when using two pump radiation fields focused on the solid body offset by 180 °;

16: eine schematische Darstellung der sich kompensierenden transversalen Strahlungsdruckkräfte mit zwei Pumpstrahlungsquellen und in einer Doppelringstruktur angeordneten Umlenkeinheiten; 16 a schematic representation of the compensating transverse radiation pressure forces with two pump radiation sources and arranged in a double ring structure deflection units;

17: eine schematische Darstellung der Doppelringstruktur der Umlenkeinheiten korrespondierend zu 16; 17 a schematic representation of the double ring structure of the deflecting corresponding to 16 ;

18: eine schematische Darstellung von in der Transversalebene wirkenden Strahlungsdruckkräften bei einer Doppelringstruktur mit jeweils 2 mal 12 Strahlungsdurchgängen durch die Festkörperscheibe; 18 a schematic representation of acting in the transverse plane radiation pressure forces in a double ring structure, each with 2 x 12 radiation passes through the solid state disk;

19: eine schematische alternative Darstellung in der Transversalebene wirkender Strahlungsdruckkräfte mit eine Doppelringstruktur definierenden Umlenkeinheiten für zwei Pumpstrahlungsquellen mit insgesamt 2 mal 12 Strahlungsdurchgängen durch die Festkörperscheibe; 19 a schematic alternative representation in the transverse plane of acting radiation pressure forces with a double ring structure defining deflection units for two pump radiation sources with a total of 2 times 12 radiation passes through the solid state disk;

20: eine schematische Darstellung einer Doppelringstruktur der Umlenkeinheiten und transversaler Strahlungsdruckkräfte bei 2 mal 14 Strahlungsdurchgängen durch die Festkörperscheibe; 20 a schematic representation of a double ring structure of the deflection and transverse radiation pressure forces at 2 times 14 radiation passes through the solid state disk;

21: eine schematische Darstellung wirkender Strahlungsdruckkräfte bei einer Doppelringstruktur der Umlenkeinheiten mit insgesamt vier Pumpstrahlungsquellen und 2 mal 12 Strahlungsdurchläufen durch die Festkörperscheibe; 21 : a schematic representation of effective radiation pressure forces in a double ring structure of the deflection units with a total of four pump radiation sources and 2 x 12 radiation passes through the solid state disk;

22: eine schematische Darstellung des Aufbaus des Scheibenlasers mit Draufsicht auf die reflektierende Fläche des Parabolspiegels; 22 a schematic representation of the structure of the disk laser with a plan view of the reflective surface of the parabolic mirror;

23: eine schematische Darstellung der wirkenden Druckkräfte bei einer Doppelringstruktur der Umlenkeinheiten des in 22 schematisch dargestellten Scheibenlasers mit drei Umlenkeinheiten pro Ring der Doppelringstruktur. 23 a schematic representation of the acting compressive forces in a double ring structure of the deflection units of 22 schematically illustrated disk laser with three deflection units per ring of the double ring structure.

In 1 ist schematisch der Aufbau eines aus dem Stand der Technik bekannten Scheibenlasers 10 dargestellt. Er umfasst eine dünne Festkörperscheibe 12 die auf einer Kühlplatte 14 angeordnet und deren Rückseite 16 hochreflektierend beschichtet ist. In 1 schematically is the structure of a disk laser known from the prior art 10 shown. It includes a thin solid disk 12 on a cold plate 14 arranged and their back 16 highly reflective coated.

Ein Resonator 18 des Scheibenlasers 10 wird definiert einerseits durch die Rückseite 16, die einen Endspiegel 20 bildet, und andererseits durch einen Auskoppelspiegel 22. Der Resonator 18 definiert ein Resonatorstrahlungsfeld 24. A resonator 18 of the disk laser 10 is defined on the one hand by the back 16 who have an end-mirror 20 forms on the other hand by a Auskoppelspiegel 22 , The resonator 18 defines a resonator radiation field 24 ,

Durch den Auskoppelspiegel 22 kann Laserstrahlung 26 je nach Wahl des Materials der Festkörperscheibe und des in ihr enthaltenen laseraktiven Materials kontinuierlich oder gepulst ausgekoppelt werden. Through the Auskoppelspiegel 22 can laser radiation 26 depending on the choice of the material of the solid-state disk and the laser-active material contained in it are coupled out continuously or pulsed.

Eine Pumpstrahlungsquelle 28 erzeugt ein Pumpstrahlungsfeld 30, das über ein Fokussierungssystem 32 auf die Festkörperscheibe 12 abgebildet wird und diese gegebenenfalls nach mehrfacher Umlenkung mehrfach durchläuft. A pump radiation source 28 generates a pump radiation field 30 that has a focusing system 32 on the solid disk 12 is imaged and this possibly passes through several times after multiple redirection.

In 2 ist schematisch dargestellt, welche Strahlungsdruckkräfte auf die Festkörperscheibe 12 in einer von dieser definierten Transversalebene 34 wirken. Bei dieser schematischen Darstellung wird angenommen, dass die gestrichelt eingezeichnete Festkörperscheibe 12 im Zentrum der dargestellten Ringstruktur sitzt. In 2 is shown schematically, which radiation pressure forces on the solid state disk 12 in a transverse plane defined by this 34 Act. In this schematic representation, it is assumed that the solid disk shown in dashed lines 12 sitting in the center of the illustrated ring structure.

Das Pumpstrahlungsfeld 30 trifft an der Position "1" auf den Parabolspiegel 38 des Fokussierungssystems 32. Von dort wird das Pumpstrahlungsfeld 30 umgelenkt und trifft fokussiert auf die Festkörperscheibe 12. Es wirkt eine Transversalkraft 36a in der Transversalebene 34. Nach zweifachem Durchlaufen der Festkörperscheibe aufgrund der hochreflektierend beschichteten Rückseite 16 trifft das Pumpstrahlungsfeld 30 an der Position "2" wieder auf den Parabolspiegel. Um das Pumpstrahlungsfeld 30 wieder auf die Festkörperscheibe 12 fokussieren zu können, wird es über eine erste Umlenkeinheit 40 mit zwei bezogen auf eine Symmetrieebene 42 unter einem Winkel 44 von 90° zueinander ausgerichteten Reflexionsflächen 46 und 48 wieder auf den Parabolspiegel 38 an die Position "3" umgelenkt. Von dort durchläuft das Strahlungsfeld 30 wiederum die Festkörperscheibe zweimal, wobei eine Transversalkraft 36b auf die Festkörperscheibe 12 ausgeübt wird. Das Pumpstrahlungsfeld 30 trifft an Position "4" wieder auf den Parabolspiegel 38. The pump radiation field 30 hits the parabolic mirror at position "1" 38 of the focusing system 32 , From there, the pump radiation field 30 deflected and hits focused on the solid disk 12 , It works a transversal force 36a in the transverse plane 34 , After passing through the solid-state disk twice because of the highly reflective coated rear side 16 hits the pump radiation field 30 at the position "2" again on the parabolic mirror. To the pump radiation field 30 back to the solid disk 12 Being able to focus, it is about a first deflection unit 40 with two relative to a plane of symmetry 42 at an angle 44 of 90 ° aligned reflecting surfaces 46 and 48 back to the parabolic mirror 38 deflected to the position "3". From there passes through the radiation field 30 turn the solid disk twice, with a transverse force 36b on the solid disk 12 is exercised. The pump radiation field 30 meets at position "4" again on the parabolic mirror 38 ,

Um das Pumpstrahlungsfeld 30 wieder zurück auf die Festkörperscheibe 12 zu fokussieren, wird der vom Parabolspiegel 38 reflektierte Strahl von einer zweiten Umlenkeinheit 50, die zwei ebenfalls um einen Winkel 52 von 90° gegeneinander geneigte Reflexionsflächen 54 und 56 umfasst. Die zweite Umlenkeinheit 50 definiert eine Symmetrieebene 58 zwischen den beiden Reflexionsflächen 54 und 56, die relativ zur Symmetrieebene 42 um einen Winkel 60 geneigt ist. To the pump radiation field 30 back to the solid disk 12 to focus, that of the parabolic mirror 38 reflected beam from a second deflection unit 50 , the two also at an angle 52 of 90 ° against each other inclined reflection surfaces 54 and 56 includes. The second deflection unit 50 defines a symmetry plane 58 between the two reflection surfaces 54 and 56 , which are relative to the plane of symmetry 42 at an angle 60 is inclined.

Mit der zweiten Umlenkeinheit 50 wird das Pumpstrahlungsfeld auf den Parabolspiegel zurück umgelenkt, und zwar an die Position "5". Von dort durchläuft das Pumpstrahlungsfeld die Festkörperscheibe 12 wiederum zweimal und übt auf diese die Transversalkraft 36c aus. With the second deflection unit 50 the pump radiation field is redirected to the parabolic mirror back to position "5". From there, the pump radiation field passes through the solid-state disk 12 again twice and exerts on this the transversal force 36c out.

Das Pumpstrahlungsfeld trifft dann wieder auf den Parabolspiegel 38, und zwar an Position "6". Die erste Umlenkeinheit 40 führt das Pumpstrahlungsfeld 30 wieder auf den Parabolspiegel 38 zurück, und zwar an Position "7". Von dort wird das Pumpstrahlungsfeld 30 wieder auf die Festkörperscheibe 12 fokussiert und durchläuft diese zweimal, wobei die Transversalkraft 36d in der Transversalebene 34 auf die Festkörperscheibe 12 ausgeübt wird. The pump radiation field then hits the parabolic mirror again 38 , at position "6". The first deflection unit 40 leads the pump radiation field 30 back to the parabolic mirror 38 back, at position "7". From there, the pump radiation field 30 back to the solid disk 12 focuses and passes through them twice, taking the transversal force 36d in the transverse plane 34 on the solid disk 12 is exercised.

Das Pumpstrahlungsfeld trifft dann auf einen Rückreflektor 62 und durchläuft das Fokussierungssystem 32 in umgekehrter Richtung, bis es das Fokussierungssystem 32 nach Reflexion an der in der Position "1" des Parabolspiegels 38 verlässt. The pump radiation field then hits a back reflector 62 and goes through the focusing system 32 in the reverse direction until it's the focusing system 32 after reflection at the position "1" of the parabolic mirror 38 leaves.

Die beim jeweils Hin- und Rücklauf des Pumpstrahlungsfelds 30 durch die Festkörperscheibe 12 auftretenden Transversalkräfte 36e, 36f, 36g und 36h sind in 2 eingezeichnet, wobei die Transversalkräfte 36a und 36h, 36b und 36g, 36c und 36f sowie 36d und 36e jeweils paarweise einander entgegengerichtet sind. The at each forward and return of the pump radiation field 30 through the solid-state disk 12 occurring transversal forces 36e . 36f . 36g and 36h are in 2 drawn, the transverse forces 36a and 36h . 36b and 36g . 36c and 36f such as 36d and 36e each pair in opposite directions.

Allerdings nehmen die Transversalkräfte beginnend mit der Transversalkraft 36a sukzessive in ihrer Größe ab. Dies liegt daran, dass dem Pumpstrahlungsfeld 30 bei jedem Durchlaufen der Festkörperscheibe 12 durch Absorption Strahlungsenergie entzogen und damit der auf die Festkörperscheibe 12 wirkende Strahlungsdruck verringert wird. However, the transversal forces start with the transversal force 36a successively in their size. This is because the pump radiation field 30 every time you run through the solid disk 12 deprived of radiation energy by absorption and thus the on the solid disk 12 acting radiation pressure is reduced.

Summiert man die eingezeichneten Transversalkräfte 36a bis 36h vektoriell auf, ergibt sich ein resultierender Transversalkraftvektor, der in 2 schematisch eingezeichnet ist. Damit ergibt sich eine resultierende, in der Transversalebene 34 wirkende Gesamtkraft, die sich aufgrund der durch das Pumpstrahlungsfeld 30 erzeugten transversalen magnetischen Lorentzkraft, herrührend aus den gebundenen Ladungsträgern im laseraktiven Material, auf die Festkörperscheibe 12 ergibt, mit der unerwünschten Folge, dass sich die Festkörperscheibe 12 asymmetrisch verformt und dadurch ein Strahlprofil der Lasermoden des Festkörperlasers ebenfalls asymmetrisch verformt. Add up the drawn transversal forces 36a to 36h vectorially, a resulting transverse force vector results 2 is shown schematically. This results in a resulting, in the transverse plane 34 acting total force due to the pumping radiation field 30 generated transverse magnetic Lorentz force, originating from the bound charge carriers in the laser-active material, on the solid state disk 12 yields, with the undesirable consequence, that the solid-state disk 12 asymmetrically deformed and thus a beam profile of the laser modes of the solid-state laser also asymmetrically deformed.

In 3 ist der Aufbau des Scheibenlasers 10 nochmals schematisch dreidimensional dargestellt. Die verwendeten Bezugszeichen stimmen mit den Bezugszeichen in 1 überein und sind entsprechend der Erläuterung zu 2 ergänzt. In 3 is the structure of the disk laser 10 again shown schematically three-dimensional. The reference numbers used correspond to the reference numerals in FIG 1 according to the explanation too 2 added.

In 4 ist eine Interferometeranordnung 66 schematisch dargestellt, um die Verformung der Festkörperscheibe 12 aufgrund des Pumpstrahlungsfelds 30 darzustellen. In 4 is an interferometer arrangement 66 shown schematically to the deformation of the solid disk 12 due to the pumping radiation field 30 display.

Von einem Messlaser 68 ausgestrahlte Laserstrahlung 70 wird über einen Strahlteiler auf die Festkörperscheibe 12 gerichtet, auf die gleichzeitig das Pumpstrahlungsfeld 30 auftrifft. Die von der Festkörperscheibe 12 zurückreflektierte Laserstrahlung 70 trifft wieder auf den Strahlteiler 72 und überlagert sich als Laserstrahlung 70b mit der Laserstrahlung 70a, die direkt vom Strahlteiler 72 auf einen optischen Detektor in Form eines Kamera-Chips auftrifft. From a measuring laser 68 emitted laser radiation 70 is via a beam splitter on the solid state disk 12 directed, on the same time the pump radiation field 30 incident. The of the solid disk 12 back-reflected laser radiation 70 meets the beam splitter again 72 and superimposed as laser radiation 70b with the laser radiation 70a coming directly from the beam splitter 72 impinges on an optical detector in the form of a camera chip.

In 7a ist ein mit der Interferometeranordnung 66 aufgenommenes Interferogramm dargestellt mit einer Pumpleistung von 0 Watt, also ohne Beaufschlagung der Festkörperscheibe 12 mit dem Pumpstrahlungsfeld 30. Die Festkörperscheibe 12 weist hier eine Dicke von 300 µm auf. In 7a is one with the interferometer arrangement 66 recorded interferogram represented with a pump power of 0 watts, ie without exposure to the solid state disk 12 with the pump radiation field 30 , The solid disk 12 here has a thickness of 300 microns.

In 7b ist ein Interferogramm der Festkörperscheibe 12 mit einer Leistung des Pumpstrahlungsfelds 30 von 15 Watt dargestellt. Es entsteht ein Krater 76 durch den longitudinalen Pumplaserstrahlungsdruck, der senkrecht zur Transversalebene 34 gerichtet ist. Dieser Krater 76 bildet sich reversibel aus, er verschwindet also wieder nach Abschalten der Pumpstrahlungsquelle 28. In 7b is an interferogram of the solid-state disk 12 with a power of the pumping radiation field 30 represented by 15 watts. It creates a crater 76 by the longitudinal pump laser radiation pressure perpendicular to the transverse plane 34 is directed. This crater 76 Forms reversibly, so it disappears again after switching off the pump radiation source 28 ,

In 7c ist ein Interferogramm bei einer Leistung von 40 Watt des Pumpstrahlungsfelds und einem Fokus des Pumpstrahlungsfelds von 2 mm auf der Festkörperscheibe 12 dargestellt. Eine Breite 78 des Interferogramms in 7c entspricht 10 mm. Die Leistungsdichte des Pumpstrahlungsfelds 30 beträgt im Fokus 2 kW/cm2 und der Krümmungsradius der belasteten Scheibe lässt sich im Meterbereich abschätzen. In 7c is an interferogram at a power of 40 watts of the pump radiation field and a pump beam field of 2 mm focus on the solid state disk 12 shown. A width 78 of the interferogram in 7c corresponds to 10 mm. The power density of the pump radiation field 30 is 2 kW / cm 2 in the focus and the radius of curvature of the loaded disc can be estimated in the meter range.

In 8a ist das Profil der Lasermode des Scheibenlasers 10 bei exakt einjustiertem Pumpmodul, wie es in den Interferogrammen der 7a bis 7c dargestellt ist, abgebildet. Die Leistung des Pumpstrahlungsfelds 30 beträgt bei dem Lasermodenprofil in 8a 10 Watt, bei dem in 8b dargestellten Lasermodenprofil 30 Watt und bei dem in 8c dargestellten Lasermodenprofil 40 Watt. Alle drei Lasermodenprofile in den 8a bis 8c zeigen eine Abweichung von der Rotationssymmetrie, die von den nicht kompensierten Transversalkräften, die in der Festkörperscheibe 12 wirken, herrührt. Auf die obige Erläuterung zu 2 sei hier verwiesen. In 8a is the profile of the laser mode of the disk laser 10 at exactly einjustiertem pump module, as in the interferograms of 7a to 7c is shown. The power of the pump radiation field 30 is at the laser mode profile in 8a 10 watts, in which 8b illustrated laser mode profile 30 watts and in the 8c illustrated laser mode profile 40 watts. All three laser mode profiles in the 8a to 8c show a deviation from the rotational symmetry obtained by the uncompensated transverse forces acting in the solid state disk 12 act, comes from. To the above explanation too 2 be referred here.

Weitere Effekte, die eine Abweichung des Lasermodenprofils von der Rotationssymmetrie zur Folge haben, sind insbesondere eine unsymmetrische Pumpfleckverteilung bei einer nicht exakt justierten Festkörperscheibe 12, wie sie beispielhaft in dem Interferogramm der 5 dargestellt ist. Insbesondere durch solche Justierfehler oder durch Fertigungsungenauigkeiten in den Umlenkeinheiten 40 und 50 können sich weitere Abweichungen des Lasermodenprofils von der Rotationssymmetrie ergeben. Further effects which result in a deviation of the laser mode profile from the rotational symmetry are, in particular, an asymmetrical pump leak distribution in the case of a solid disk which is not precisely adjusted 12 as exemplified in the interferogram of 5 is shown. In particular, by such adjustment errors or manufacturing inaccuracies in the deflection 40 and 50 Further deviations of the laser mode profile from the rotational symmetry may result.

6 zeigt exemplarisch eine Lasermode aus einem I-Resonator mit einer Festkörperscheibe in Form eines Holmium dotierten Yttrium-Aluminium-Granat-(YAG)-Kristalls mit einer Dicke von 300 µm, der mit einem Thulium-Faserlaser und einer Transferfaser mit 40 Watt Pumpleistung gepumpt ist. Eine maximale Laserleistung der aus dem Scheibenlaser emittierten Laserstrahlung beträgt hier 8 Watt. Es ist deutlich eine Abweichung des Lasermodenprofils von der Rotationssymmetrie zu erkennen. 6 shows by way of example a laser mode of an I-resonator with a solid disk in the form of a holmium-doped yttrium-aluminum-garnet (YAG) crystal having a thickness of 300 microns, which is pumped with a thulium fiber laser and a transfer fiber with 40 watts pumping power , A maximum laser power of the laser radiation emitted from the disk laser here is 8 watts. It can be clearly seen a deviation of the laser mode profile from the rotational symmetry.

In 9 ist beispielhaft dargestellt, wie sich eine Glasscheibe 80 bei einer Gesamtleistung von 1 MW, die sich aus einer Pumpleistung von 10 kW und einem 20-fachen Durchgang durch die Glasscheibe ergibt, auf einer Fläche von 100 mm2 in longitudinaler Richtung verbiegt. Ein Strahlungsdruck p berechnet sich hier zu etwa 10–3 N/mm2. Angenommen wurde eine Dicke der Glasscheibe von 100 µm und ein unter Berücksichtigung der im Innern des Festkörpers herrschenden Temperatur von einigen hundert Grad Celsius reduziertes E-Modul. Unter Berücksichtigung der im Innern der Glasscheibe 80 herrschenden Temperatur von einigen hundert Grad Celsius ergibt sich ein reduziertes E-Modul, das zu einer erleichterten Verbiegung führt. In 9 is exemplified how a glass pane 80 with a total power of 1 MW, resulting from a pump power of 10 kW and a 20-times passage through the glass, bends in a longitudinal direction on a surface of 100 mm 2 . A radiation pressure p is calculated here to be approximately 10 -3 N / mm 2 . A thickness of the glass pane of 100 μm and a modulus of elasticity reduced by a few hundred degrees Celsius, taking into account the temperature prevailing inside the solid, were assumed. Taking into account the inside of the glass 80 prevailing temperature of a few hundred degrees Celsius results in a reduced modulus of elasticity, which leads to a facilitated bending.

9 zeigt die Verbiegung der an den 10 mm voneinander beabstandeten Stützpunkten 82 unterstützten Glasscheibe 80 in Abhängigkeit eines Abstands von einer Mittelachse der Glasscheibe 80. Im Zentrum des Fokus des Pumpstrahlungsfelds 30 auf der Glasscheibe 80 ergibt sich eine Verbiegung von etwa 0,1 µm aufgrund des herrschenden Strahlungsdrucks. 9 shows the deflection of the 10 mm spaced apart support points 82 supported glass pane 80 as a function of a distance from a central axis of the glass pane 80 , At the center of the focus of the pump radiation field 30 on the glass 80 results in a deflection of about 0.1 microns due to the prevailing radiation pressure.

Die Auswirkungen der schräg, also unter einem Winkel 83 zu einer senkrecht zur Transversalebene verlaufenden Flächennormalen 84 ist beispielhaft in 10 dargestellt. Die Festkörperscheibe 12 aus einem YAG-Kristall weist typischerweise eine Dicke 86 in einem Bereich von 100 bis 300 µm auf. Die lokale Erwärmung des laseraktiven Materials des Festkörpers 12 erzeugt durch Absorption im Innern des gepumpten Volumens eine Temperatur von einigen hundert Grad Celsius und zeigt eine relativ konstante, rotationssymmetrische Temperaturverteilung. Deshalb ist die Erwärmung des Festkörpers nicht verantwortlich für eine asymmetrische Verformung der Festkörperscheibe 12. Eine Oberseite 88 der Festkörperscheibe 12 strahlt Wärme ab, die mit einer Wärmebildkamera gemessen werden kann und etwa 150°C beträgt, wohingegen die gekühlte Rückseite 16 über das Kontaktierungsmaterial eine Temperatur von etwa 50°C aufweist. The effects of oblique, that is, at an angle 83 to a perpendicular to the transverse plane surface normals 84 is exemplary in 10 shown. The solid disk 12 a YAG crystal typically has a thickness 86 in a range of 100 to 300 microns. Local heating of the laser-active material of the solid 12 produces a temperature of a few hundred degrees Celsius by absorption inside the pumped volume and exhibits a relatively constant, rotationally symmetric temperature distribution. Therefore, the heating of the solid is not responsible for an asymmetric deformation of the solid state disk 12 , A top 88 the solid-state disk 12 radiates heat that can be measured with a thermal imager and is about 150 ° C, whereas the cooled back 16 has a temperature of about 50 ° C via the contacting material.

Die Auswirkungen des auf die Festkörperscheibe 12 auftreffenden Pumpstrahlungsfelds 30 sind beispielshaft in 11 dargestellt. Es bildete sich eine im Wesentlichen hohlkugelige Vertiefung 90, auch als Krater bezeichnet, auf der Oberseite 88 der Festkörperscheibe 12 aus und ebenso in das Kontakierungsmaterial hinein, und zwar durch den longitudinalen Strahlungsdruck parallel zur Flächennormalen 84. The impact of the on the solid disk 12 incident pumping radiation field 30 are exemplary in 11 shown. It formed a substantially hollow spherical depression 90 Also called crater, on top 88 the solid-state disk 12 and also into the contacting material, by the longitudinal radiation pressure parallel to the surface normal 84 ,

Die Festkörperscheibe 12 ist mit einer Schicht 94 aus Lot oder Epoxidkleber auf die Kühlplatte 14 kontaktiert. The solid disk 12 is with a layer 94 made of solder or epoxy glue on the cooling plate 14 contacted.

In 12 sind die Strahlungsdruckkräfte des durch das Pumpstrahlungsfeld 30 auf die Festkörperscheibe 12 einwirkenden Strahlungsdrucks schematisch eingezeichnet. Die wirkende Strahlungsdruckkraft 98 kann vektoriell zerlegt werden in die Transversalkraft 36, auch als Transversalkomponente bezeichnet, parallel zur Transversalebene 34 und in eine Longitudinalkraft 96 parallel zur Flächennormalen 84. Die Strahlungsdruckkräfte rühren aus den gebundenen Ladungen im laseraktiven Material mittels der magnetischen Lorentzkraft: n + iĸ = √ε mit Brechungsindex n, Absorptionskoeffizient ĸ und komplexer dielektrischer Konstanten ε. Die transversale Kraft 36 Ft berechnet sich mit Hilfe von Ft ~ sinθ√(ε – sin2θ)E2 mit Winkel θ und Laserfeldstärke E. Damit ergibt sich für den Strahlungsdruck aus der Absorption ein p = I/c, wobei I der Intensität entspricht, die vom Material absorbiert wird. In 12 are the radiation pressure forces of the pump radiation field 30 on the solid disk 12 acting radiation pressure is shown schematically. The acting radiation pressure force 98 can be vectorially decomposed into the transversal force 36 , also referred to as transversal component, parallel to the transverse plane 34 and in a longitudinal force 96 parallel to the surface normal 84 , The radiation pressure forces result from the bound charges in the laser-active material by means of the magnetic Lorentz force: n + iĸ = √ε with refractive index n, absorption coefficient ĸ and complex dielectric constant ε. The transversal force 36 F t is calculated with the aid of F t -sinθ√ (ε-sin 2 θ) E 2 with angle θ and laser field strength E. The result for the radiation pressure from the absorption is p = I / c, where I corresponds to the intensity, which is absorbed by the material.

Die Kühlplatte 14 kann insbesondere aus Kupfer oder Diamant ausgebildet sein und eine Dicke 102 von etwa 1 bis 2 mm aufweisen. Eine Dicke 104 der Schicht 94 liegt je nach Kontaktierungsverfahren im Mikrometerbereich. Die Festkörperscheibe 12 weist eine Dicke von etwa 0,1 bis 0,3 mm auf. The cooling plate 14 may be formed in particular of copper or diamond and a thickness 102 from about 1 to 2 mm. A thickness 104 the layer 94 Depending on the contacting method in the micrometer range. The solid disk 12 has a thickness of about 0.1 to 0.3 mm.

Durch die wie in 12 eingezeichnet wirkende Transversalkraft 36 ergibt sich eine von der Rotationssymmetrie abweichende Verformung der Vertiefung 90, die dann zu einer Verformung des idealerweise rotationssymmetrischen Lasermodenprofils des Resonatorstrahlungsfelds 24 führt. By the like in 12 drawn transversal force 36 results in a deviating from the rotational symmetry deformation of the recess 90 , which then leads to a deformation of the ideally rotationally symmetrical laser mode profile of the resonator radiation field 24 leads.

Aufgrund der Reflexion nicht absorbierter Photonen des Pumpstrahlungsfelds 30 an der hochreflektierend beschichteten Rückseite 16 der Festkörperscheibe 12 ergibt sich ein doppelter Impulsübertrag. Dies ist schematisch in 13 dargestellt. Berücksichtigt man, dass der Strahlungsdruck p der Energiedichte u der elektromagnetischen Welle entspricht, ergibt sich somit ein tatsächlich herrschender Strahlungsdruck im Bereich von ungefähr 10–3 N/mm2. Der Strahlungsdruck p berechnet sich wie folgt: p = 2 I/c, mit Intensität I und Lichtgeschwindigkeit c. Due to the reflection of unabsorbed photons of the pump radiation field 30 on the highly reflective coated back 16 the solid-state disk 12 results in a double momentum transfer. This is schematically in 13 shown. Taking into account that the radiation pressure p corresponds to the energy density u of the electromagnetic wave, there is thus an actual prevailing radiation pressure in the range of approximately 10 -3 N / mm 2 . The radiation pressure p is calculated as follows: p = 2 I / c, with intensity I and speed of light c.

14 zeigt beispielhaft den Abfall der Leistung des Pumpstrahlungsfelds 30 für eine 10%ige Absorption des Pumpstrahlungsfelds innerhalb der Festkörperscheibe 12 pro Durchlauf derselben. Nach einem Durchlauf fällt demnach die Pumpleistung im Pumpstrahlungsfeld 30 auf 90% ab und nach zehn Durchläufen beträgt sie nur noch etwa 35% der ursprünglich von der Pumpstrahlungsquelle bereitgestellten Leistung. Die Auswirkung dieser Absorption der Pumpstrahlung in der Festkörperscheibe 12 wurde in Verbindung mit 2 bereits erläutert. Es wirkt ein unsymmetrischer Strahlungsdruck in der Transversalebene 34 auf die Festkörperscheibe 12, die einen Astigmatismus zur Folge hat. 14 shows by way of example the drop in the power of the pump radiation field 30 for a 10% absorption of the pump radiation field within the solid state disk 12 per run of the same. After one pass, therefore, the pump power falls in the pump radiation field 30 at 90% off and after ten passes it is only about 35% of the original power provided by the pump radiation source. The effect of this absorption of pump radiation in the solid state disk 12 became in connection with 2 already explained. It acts an asymmetrical radiation pressure in the transverse plane 34 on the solid disk 12 which results in astigmatism.

Die Lösung des nun eingehend dargelegten Problems der unsymmetrischen Verformung der Festkörperscheibe 12 durch den vom Pumpstrahlungsfeld 30 ausgeübten Strahlungsdruck wird nachfolgend beispielhaft in Verbindung mit 15 erläutert. The solution of the now detailed problem of asymmetrical deformation of the solid-state disk 12 through the pump radiation field 30 applied radiation pressure will be exemplified in connection with 15 explained.

Eine zweite Pumpstrahlungsquelle 28' wird so angeordnet, dass das von dieser erzeugte Pumpstrahlungsfeld 30' um 180 Grad entgegengesetzt auf die Festkörperscheibe 12 auftrifft. So addieren sich die Strahlungsdruckkräfte 98 und 98' der auf die Festkörperscheibe 12 einwirkenden Pumpstrahlungsfelder 30 und 30' wie eingezeichnet derart, dass sich die entgegengesetzt gerichteten Transversalkräfte 36 und 36' aufheben und sich die Longitudinaldruckkräfte 96 und 96' vektoriell addieren. Dadurch wird zwar die senkrecht zur Transversalebene 34 gerichtete Strahlungsdruckkraft erhöht, jedoch die allein durch das Pumpstrahlungsfeld 30 auf die Festkörperscheibe 12 einwirkende Transversalkraft 36 durch die entgegen gerichtete Transversalkraft 36' kompensiert. Auf diese Weise lässt sich eine Verformung der Festkörperscheibe 12 wirksam verhindern. Der bei einer einzigen Pumpstrahlungsquelle 30 sich ausbildende Astigmatismus kann so wirksam korrigiert werden. A second pump radiation source 28 ' is arranged so that the pump radiation field generated by this 30 ' 180 degrees opposite to the solid disk 12 incident. This adds up the radiation pressure forces 98 and 98 ' the on the solid disk 12 acting pump radiation fields 30 and 30 ' as drawn so that the oppositely directed transverse forces 36 and 36 ' pick up and get the Longitudinaldruckkräfte 96 and 96 ' add vectorially. This will indeed be perpendicular to the transverse plane 34 directed radiation pressure increases, but only by the pump radiation field 30 on the solid disk 12 acting transversal force 36 by the opposite transverse force 36 ' compensated. In this way, a deformation of the solid disk can be 12 effectively prevent. The one with a single pump radiation source 30 Forming astigmatism can be so effectively corrected.

In 16 ist analog 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Es umfasst eine Doppelringstruktur 106, die einen inneren Ring 108 umfassend die ersten und zweiten Umlenkeinheiten 40 und 50 sowie einen äußeren Ring umfassend Umlenkeinheiten 40' und 50' umfasst. Diese sind in der schematischen, nicht projektionsgetreuen Darstellung eines Teils des Fokussiersystems 32 in 17 entsprechend bezeichnet. In 16 is analog 2 schematically illustrated an embodiment according to the invention. It comprises a double ring structure 106 that have an inner ring 108 comprising the first and second deflection units 40 and 50 and an outer ring comprising deflecting units 40 ' and 50 ' includes. These are in the schematic, not projection-faithful representation of a part of the focusing system 32 in 17 designated accordingly.

Damit ergibt sich in 16 schematisch der innere Ring 108 in Übereinstimmung mit der in 2 dargestellten und oben beschriebenen Anordnung. Der äußere Ring einschließlich Einkopplung des Strahlungsfelds 30' ist so angeordnet, dass die Transversalkräfte 36, die das Strahlungsfeld 30 auf die Festkörperscheibe 12 ausübt, durch direkt entgegengesetzt gerichtete Transversalkräfte 36', die das Strahlungsfeld 30' auf die Festkörperscheibe ausübt, vektoriell zu Null kompensiert werden. This results in 16 schematically the inner ring 108 in accordance with the in 2 illustrated and described above arrangement. The outer ring including coupling of the radiation field 30 ' is arranged so that the transverse forces 36 that the radiation field 30 on the solid disk 12 exercises, by directly oppositely directed transverse forces 36 ' that the radiation field 30 ' on the solid disk, vectorially compensated to zero.

Jedes der Strahlungsfelder 30 und 30' durchläuft den jeweiligen Ring 108 beziehungsweise 110, so dass sich insgesamt 2 mal 8, also insgesamt 16 Durchläufe der Strahlungsfelder 30, 30' durch die Festkörperscheibe 12 ergeben. Each of the radiation fields 30 and 30 ' goes through the respective ring 108 respectively 110 , so a total of 2 times 8, so in total 16 Runs of the radiation fields 30 . 30 ' through the solid-state disk 12 result.

In 18 ist schematisch eine weitere Alternative für eine Doppelringstruktur 106 dargestellt. Sie umfasst für den inneren Ring 108 und den äußeren Ring 110 wiederum zwei Umlenkeinheiten 40 und 50 beziehungsweise 40' und 50'. In 18 is schematically another alternative for a double ring structure 106 shown. It covers for the inner ring 108 and the outer ring 110 again two deflection units 40 and 50 respectively 40 ' and 50 ' ,

Das Durchlaufen der Pumpstrahlungsfelder 30 und 30' durch die Fokussierungssysteme 32 und 32' erfolgt analog wie im Zusammenhang mit 2 ausführlich erläutert. 18 zeigt auch die wirkenden Transversalkräfte, allerdings nur für den Durchlauf der Strahlungsfelder 30 und 30' bis zu den Rückreflektoren. Die beim Rücklauf der Strahlungsfelder 30 und 30' durch die Fokussierungssysteme 32 und 32' wirkenden Transversalkräfte sind der Übersichtlichkeit halber in 18 nicht eingezeichnet. Die dargestellte Doppelringstruktur ermöglicht für jedes Strahlungsfeld 2 mal 12, also insgesamt 24 Durchgänge durch die Festkörperscheibe 12. The passage through the pump radiation fields 30 and 30 ' through the focusing systems 32 and 32 ' takes place analogously as in connection with 2 explained in detail. 18 also shows the acting transverse forces, but only for the passage of the radiation fields 30 and 30 ' to the back reflectors. The at the return of the radiation fields 30 and 30 ' through the focusing systems 32 and 32 ' acting transversal forces are for clarity in 18 not shown. The illustrated double-ring structure allows for each radiation field 2 times 12, ie in total 24 Passages through the solid disk 12 ,

19 zeigt eine weitere alternative Anordnung für das Durchlaufen der Strahlungsfelder 30 und 30' durch eine Doppelringstruktur 106, wobei jedes der Strahlungsfelder 2 mal 12, also insgesamt 24 Mal die Festkörperscheibe durchläuft. Wiederum sind nur Transversalkräfte für den Hinlauf zu den Rückreflektoren dargestellt, die durch die Strahlpositionen 12 für die beiden Ringe 108 und 110 schematisch repräsentiert werden. Die durch die Pumpstrahlungsquellen 28 und 28' erzeugten Pumpstrahlungsfelder 30 und 30' werden auf dem Parabolspiegel 38 an den Positionen 1 eingekoppelt. 19 shows a further alternative arrangement for the passage of the radiation fields 30 and 30 ' through a double ring structure 106 , wherein each of the radiation fields 2 times 12, so a total of 24 times through the solid state disk. Again, only transverse forces for the trace to the back reflectors are represented by the beam positions 12 for the two rings 108 and 110 are represented schematically. The through the pump radiation sources 28 and 28 ' generated pump radiation fields 30 and 30 ' be on the parabolic mirror 38 at the positions 1 coupled.

In analoger Weise zeigt 20 ein Ausführungsbeispiel einer Doppelringstruktur 106 mit 2 mal 14, also insgesamt 28 Durchläufen durch die Festkörperscheibe 12 für jedes der beiden Strahlungsfelder 30 und 30'. Auch hier sind nur die Transversalkräfte beim Hinlauf der Strahlungsfelder 30 und 30' zu den Rückreflektoren 62 und 62' dargestellt. In an analogous way shows 20 an embodiment of a double ring structure 106 with 2 times 14, so in total 28 Passed through the solid disk 12 for each of the two radiation fields 30 and 30 ' , Again, only the transverse forces in the trace of the radiation fields 30 and 30 ' to the back reflectors 62 and 62 ' shown.

21 zeigt beispielhaft eine weitere Option, durch die Pumpstrahlungsfelder 30 und 30' auftretende Transversalkräfte zu kompensieren. Es ist hier ein Aufbau mit insgesamt vier Fokussierungssystemen schematisch dargestellt, die analog wie oben beschrieben von insgesamt vier Pumpstrahlungsfeldern durchlaufen werden. Diese werden von vier Pumpstrahlungsquellen erzeugt, beispielsweise mit einer Pumpleistung von jeweils 10 kW. Jeder Doppelring ermöglicht für jedes Strahlungsfeld 2 mal 12 Strahlungsdurchgänge durch den Festkörper 12, also insgesamt 24 Durchgänge. 21 shows by way of example a further option, by the pump radiation fields 30 and 30 ' compensate occurring transverse forces. It is shown here schematically a structure with a total of four focusing systems, which are analogous as described above of a total of four pump radiation fields. These are generated by four pump radiation sources, for example with a pump power of 10 kW each. Each double ring allows for each radiation field 2 times 12 radiation passes through the solid 12 So in total 24 Passageways.

Grundsätzlich lässt sich, soweit dies geometrisch unter Berücksichtigung von realen Durchmessern der Pumpstrahlungsfelder auf dem Parabolspiegel 38 sowie realer Abmessungen der Umlenkeinheiten eine beliebige Anzahl von Ringen ausbilden. Auch können pro Ringstruktur mehr als zwei Umlenkeinheiten vorgesehen sein. Basically, as far as this is geometrically taking into account the real diameters of the pump radiation fields on the parabolic mirror 38 As well as real dimensions of the deflection form an arbitrary number of rings. Also, more than two deflection units can be provided per ring structure.

Ein Beispiel für eine Anordnung mit drei Umlenkeinheiten, die symbolisch durch die drei Pfeile 112 dargestellt sind, ist in Verbindung mit dem Scheibenlaser 10 in 22 dargestellt. Hier ist beispielhaft auch eine Kollimationslinse 116 eingezeichnet zum Kollimieren des von der Pumpstrahlungsquelle 28 erzeugten Pumpstrahlungsfeldes 30. An example of an arrangement with three deflection units, symbolically represented by the three arrows 112 are shown in connection with the disk laser 10 in 22 shown. Here is an example of a collimation lens 116 plotted to collimate the from the pump radiation source 28 generated pump radiation field 30 ,

Eine zugehörige Doppelringstruktur mit zwei Fokussierungssystemen 32 und 32' ist in 23 schematisch dargestellt mit jeweils drei Symmetrieebenen 114 und drei Symmetrieebenen 114' der drei Umlenkeinheiten sowie den auf die Festköperscheibe 12 wirkenden Transversalkräften beim Durchlaufen der Fokussierungssysteme 32 und 32' zu den Rückreflektoren 62 und 62' hin. An associated double ring structure with two focusing systems 32 and 32 ' is in 23 shown schematically with three symmetry planes 114 and three planes of symmetry 114 ' the three deflection units as well as the on the festköperscheibe 12 acting transverse forces when passing through the focusing systems 32 and 32 ' to the back reflectors 62 and 62 ' out.

Wie bereits erwähnt, lassen sich die beschriebenen Laserverstärkungssysteme soweit dies nicht durch rein räumliche Beschränkungen zur Anordnung der Umlenkeinheiten anders vorgegeben ist, grundsätzlich beliebig skalieren, und zwar sowohl was die Zahl der Umlenkeinheiten als auch die Zahl der Fokussierungssysteme anbelangt. Insbesondere sind auch Anordnungen mit einer ungeraden Anzahl von Ringen denkbar, wobei dann die Pumpstrahlungsfelder ungerader Anzahl so relativ zueinander versetzt auf die Festkörperscheibe 12 fokussiert werden müssen, dass sich jeweils die Transversalkomponenten der Strahlungsdruckkräfte, die von den Pumpstrahlungsfeldern auf die Festkörperscheibe 12 ausgeübt werden, kompensieren oder im Wesentlichen kompensieren. As already mentioned, the laser amplification systems described can basically be scaled arbitrarily as far as this is not dictated by purely spatial restrictions on the arrangement of the deflection units, both in terms of the number of deflection units and the number of focusing systems. In particular, arrangements with an odd number of rings are also conceivable, in which case the pump radiation fields of odd number are offset relative to one another on the solid-state disk 12 must be focused, that in each case the transverse components of the radiation pressure forces from the pump radiation fields on the solid state disk 12 be exercised, compensated or substantially compensated.

Die beschriebenen Laserverstärkungssysteme eignen sich insbesondere für den Einsatz in der Medizintechnik und in der Materialbearbeitung, denn es lassen sich mit ihnen Laserstrahlen mit großer Leistung und gleichzeitig hoher Strahlqualität erzeugen.The laser amplification systems described are particularly suitable for use in medical technology and in material processing, because they can be used to generate laser beams with high power and high beam quality.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10
Scheibenlaser disk laser
12 12
Festkörperscheibe Solid state disk
14 14
Kühlplatte cooling plate
16 16
Rückseite back
18 18
Resonator resonator
20 20
Endspiegel end mirror
22 22
Auskoppelspiegel output mirror
24 24
Resonatorstrahlungsfeld resonator radiation
26 26
Laserstrahlung laser radiation
28 28
Pumpstrahlungsquelle Pump radiation source
30, 30' 30, 30 '
Pumpstrahlungsfeld Pump radiation field
32, 32' 32, 32 '
Fokussierungseinrichtung focusing device
34 34
Transversalebene transverse plane
36, 36' 36, 36 '
Transversalkomponente transversal
38 38
Parabolspiegel parade
40, 40' 40, 40 '
erste Umlenkeinheit first deflection unit
42, 42' 42, 42 '
Symmetrieebene plane of symmetry
44, 44' 44, 44 '
Winkel angle
46, 46' 46, 46 '
Reflexionsfläche reflecting surface
48, 48' 48, 48 '
Reflexionsfläche reflecting surface
50, 50' 50, 50 '
zweite Umlenkeinheit second deflection unit
52, 52' 52, 52 '
Winkel angle
54, 54' 54, 54 '
Reflexionsfläche reflecting surface
56, 56' 56, 56 '
Reflexionsfläche reflecting surface
58, 58' 58, 58 '
Symmetrieebene plane of symmetry
60, 60' 60, 60 '
Winkel angle
62, 62' 62, 62 '
Rückreflektor back reflector
66 66
Interferometeranordnung interferometer
68 68
Messlaser measuring laser
70 70
Laserstrahlung laser radiation
72 72
Strahlteiler beamsplitter
74 74
Deflektor deflector
76 76
Krater crater
78 78
Breite width
80 80
Glasscheibe pane
82 82
Stützpunkte bases
83 83
Winkel angle
84 84
Flächennormale surface normal
86 86
Dicke thickness
88 88
Oberseite top
90 90
Vertiefung deepening
94 94
Schicht layer
96, 96' 96, 96 '
Longitudinalkraft longitudinal force
98, 98' 98, 98 '
Strahlungsruckkraft Radiation jerk force
100 100
Pumpfokus pump focus
102 102
Dicke thickness
104 104
Dicke thickness
106 106
Doppelringstruktur Double ring structure
108 108
innerer Ring inner ring
110 110
äußerer Ring outer ring
112 112
Pfeil arrow
114 114
Spiegelebene mirror plane
116 116
Kollimationslinse collimating lens

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (20)

Laserverstärkungssystem umfassend einen ein laseraktives Medium aufweisenden Festkörper (12), eine erste Pumpstrahlungsquelle (28) zur Erzeugung eines ersten Pumpstrahlungsfeldes (30), welches den Festkörper (12) mindestens einfach, insbesondere mehrfach, durchsetzt zum Anregen des laseraktiven Mediums, gekennzeichnet durch mindestens eine zweite Pumpstrahlungsquelle (28') zur Erzeugung mindestens eines zweiten Pumpstrahlungsfeldes (30'), welches den Festkörper (12) mindestens einfach, insbesondere mehrfach, durchsetzt zum Anregen des laseraktiven Mediums, wobei das erste Pumpstrahlungsfeld (30) und das zweite Pumpstrahlungsfeld (30') so ausgerichtet sind, dass sich in einer von dem Festkörper (12) definierten Transversalebene (34) die Summe aller ersten Transversalkomponenten (36) des auf den Festkörper (12) auftreffenden ersten Pumpstrahlungsfeldes (30) und die Summe aller zweiten Transversalkomponenten (36') des auf den Festkörper (12) auftreffenden zweiten Pumpstrahlungsfeldes (30') kompensieren oder im Wesentlichen kompensieren.Laser amplification system comprising a solid containing a laser-active medium ( 12 ), a first pump radiation source ( 28 ) for generating a first pump radiation field ( 30 ), which is the solid ( 12 ) at least simply, in particular multiply, interspersed to excite the laser-active medium, characterized by at least one second pump radiation source ( 28 ' ) for generating at least one second pump radiation field ( 30 ' ), which is the solid ( 12 ) at least once, in particular multiple, interspersed to excite the laser-active medium, wherein the first pump radiation field ( 30 ) and the second pump radiation field ( 30 ' ) are aligned so that in one of the solid ( 12 ) defined transversal plane ( 34 ) the sum of all first transversal components ( 36 ) of the solid ( 12 ) incident first pump radiation field ( 30 ) and the sum of all second transverse components ( 36 ' ) of the solid ( 12 ) incident second pump radiation field ( 30 ' ) compensate or substantially compensate. Laserverstärkungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Fokussierungseinrichtung (32), welche mehrere verschiedene in den Festkörper (12) einfallende Äste des ersten Pumpstrahlungsfeldes (30) erzeugt und dabei mindestens einen aus dem Festkörper (12) ausfallenden Ast in einen der in den Festkörper (12) einfallenden und vom ausfallenden Ast verschiedenen Äste umsetzt, und durch mindestens eine zweite Fokussierungseinrichtung (32'), welche mehrere verschiedene in den Festkörper (12) einfallende Äste des zweiten Pumpstrahlungsfeldes (30') erzeugt und dabei mindestens einen aus dem Festkörper (12) ausfallenden Ast in einen der in den Festkörper (12) einfallenden und vom ausfallenden Ast verschiedenen Äste umsetzt. Laser amplification system according to claim 1, characterized by a first focusing device ( 32 ), which are several different in the solid state ( 12 ) incident branches of the first pump radiation field ( 30 ) and at least one of the solids ( 12 ) precipitating branch into one of the solids ( 12 ) and which differs from the branching branch branches, and by at least one second focusing device ( 32 ' ), which are several different in the solid state ( 12 ) incident branches of the second pump radiation field ( 30 ' ) and at least one of the solids ( 12 ) precipitating branch into one of the solids ( 12 ) and transforming branches that are different from the branching branch. Laserverstärkungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Festkörper (12) in Form einer Festkörperscheibe (12) ausgebildet ist.Laser amplification system according to one of the preceding claims, characterized in that the solid state ( 12 ) in the form of a solid-state disk ( 12 ) is trained. Laserverstärkungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine erste Pumpstrahlungsquelle (28) und eine zweite Pumpstrahlungsquelle (28'). Laser amplification system according to one of the preceding claims, characterized by a first pump radiation source ( 28 ) and a second pump radiation source ( 28 ' ). Laserverstärkungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Pumpstrahlungsquelle (28) und die zweite Pumpstrahlungsquelle (28') und/oder das erste Fokussierungssystem (32) und das zweite Fokussierungssystem (32') so ausgerichtet sind, dass die mindestens eine erste Transversalkomponente (36) des ersten, auf den Festkörper (12) hin gerichteten Pumpstrahlungsfeldes (30) und die mindestens eine zweite Transversalkomponente (36') des zweiten, auf den Festkörper (12) hin gerichteten Pumpstrahlungsfeldes (30') um 180° zueinander versetzt auf den Festkörper (12) ausgerichtet sind.Laser amplification system according to claim 4, characterized in that the first pump radiation source ( 28 ) and the second pump radiation source ( 28 ' ) and / or the first focusing system ( 32 ) and the second focusing system ( 32 ' ) are aligned so that the at least one first transverse component ( 36 ) of the first, on the solid ( 12 ) directed pump radiation field ( 30 ) and the at least one second transversal component ( 36 ' ) of the second, on the solid ( 12 ) directed pump radiation field ( 30 ' ) offset by 180 ° to each other on the solid ( 12 ) are aligned. Laserverstärkungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fokussierungseinrichtung (32) mindestens eine erste Umlenkeinheit (40, 50) umfasst zum Umlenken des ersten Pumpstrahlungsfeldes (30) nach Durchlaufen des Festkörpers (12) auf den Festkörper (12) zurück, dass die mindestens eine zweite Fokussierungseinrichtung (32') mindestens eine zweite Umlenkeinheit (40', 50') umfasst zum Umlenken des mindestens einen zweiten Pumpstrahlungsfeldes (30') nach Durchlaufen des Festkörpers (12) auf den Festkörper (12) zurück und dass die mindestens eine erste Umlenkeinheit (40, 50) und die mindestens eine zweite Umlenkeinheit (40', 50') das erste Pumpstrahlungsfeld (30) und das mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld (30') so in Richtung auf den Festkörper (12) ausrichten, dass sich in einer vom Festkörper (12) definierten Transversalebene (34) die Summe aller ersten Transversalkomponenten (36) des auf den Festkörper (12) auftreffenden umgelenkten ersten Pumpstrahlungsfeldes (30) und die Summe aller zweiten Transversalkomponenten (36') des auf den Festkörper (12) auftreffenden umgelenkten mindestens einen zweiten Pumpstrahlungsfeldes (30') kompensieren oder im Wesentlichen kompensieren.Laser amplification system according to one of Claims 2 to 5, characterized in that the first focusing device ( 32 ) at least one first deflection unit ( 40 . 50 ) comprises for deflecting the first pump radiation field ( 30 ) after passing through the solid ( 12 ) on the solid ( 12 ) that the at least one second focusing device ( 32 ' ) at least one second deflection unit ( 40 ' . 50 ' ) comprises for deflecting the at least one second pump radiation field ( 30 ' ) after passing through the solid ( 12 ) on the solid ( 12 ) and that the at least one first deflection unit ( 40 . 50 ) and the at least one second deflection unit ( 40 ' . 50 ' ) the first pump radiation field ( 30 ) and the at least one second pump radiation field ( 30 ' ) so in the direction of the solid state ( 12 ), that in one of the solids ( 12 ) defined transversal plane ( 34 ) the sum of all first transversal components ( 36 ) of the solid ( 12 ) incident deflected first pump radiation field ( 30 ) and the sum of all second transverse components ( 36 ' ) of the solid ( 12 ) deflecting deflected at least one second pump radiation field ( 30 ' ) compensate or substantially compensate. Laserverstärkungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fokussierungseinrichtung (32) mindestens zwei erste Umlenkeinheiten (40, 50) umfasst und dass die mindestens eine zweite Fokussierungseinrichtung (32') mindestens zwei zweite Umlenkeinheiten (40', 50') umfasst und/oder dass die mindestens eine erste Umlenkeinrichtung (40, 50) zwei in einem Winkel (44) zueinander verlaufende Reflexionsflächen (46, 48, 54, 56) umfasst und dass die mindestens eine zweite Umlenkeinheit (40', 50') zwei in einem Winkel (52) zueinander verlaufende Reflexionsflächen (46', 48', 54', 56') umfasst. Laser amplification system according to claim 6, characterized in that the first focusing device ( 32 ) at least two first deflection units ( 40 . 50 ) and that the at least one second focusing device ( 32 ' ) at least two second deflection units ( 40 ' . 50 ' ) and / or that the at least one first deflection device ( 40 . 50 ) two at an angle ( 44 ) mutually extending reflection surfaces ( 46 . 48 . 54 . 56 ) and that the at least one second deflection unit ( 40 ' . 50 ' ) two at an angle ( 52 ) mutually extending reflection surfaces ( 46 ' . 48 ' . 54 ' . 56 ' ). Laserverstärkungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fokussierungseinrichtung (32) kollimierende und fokussierende Elemente aufweist, welche das vom Festkörper (12) weg gerichtete erste Pumpstrahlungsfeld (30) zwischenkollimieren und das zwischenkollimierte erste Pumpstrahlungsfeld (30) in Richtung auf den Festkörper (12) hin fokussieren, und dass die mindestens eine zweite Fokussierungseinrichtung (32') kollimierende und fokussierende Elemente aufweist, welche das vom Festkörper (12) weg gerichtete mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld (30') zwischenkollimieren und das zwischenkollimierte mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld (30') in Richtung auf den Festkörper (12) hin fokussieren.Laser amplification system according to one of claims 2 to 7, characterized in that the first focusing device ( 32 ) has collimating and focussing elements corresponding to that of the solid ( 12 ) directed first pump radiation field ( 30 ) and between the collimated first pump radiation field ( 30 ) towards the solid state ( 12 ), and that the at least one second focusing device ( 32 ' ) has collimating and focussing elements corresponding to that of the solid ( 12 ) directed at least one second pump radiation field ( 30 ' ) and between the collimated at least one second Pump radiation field ( 30 ' ) towards the solid state ( 12 ) focus. Laserverstärkungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fokussierungseinrichtung (32) und die mindestens eine zweite Fokussierungseinrichtung (32') ein gemeinsames fokussierendes Element, insbesondere einen gemeinsamen Parabolspiegel (38), umfassen und/oder dass die erste Fokussierungseinrichtung (32) und die mindestens eine zweite Fokussierungseinrichtung (32') jeweils mindestens eine Kollimationslinse (116) umfassen.Laser amplification system according to claim 8, characterized in that the first focusing device ( 32 ) and the at least one second focusing device ( 32 ' ) a common focusing element, in particular a common parabolic mirror ( 38 ) and / or that the first focusing device ( 32 ) and the at least one second focusing device ( 32 ' ) at least one collimating lens ( 116 ). Laserverstärkungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Umlenkeinheit (40, 50) und die mindestens eine zweite Umlenkeinheit (40', 50') den Festkörper (12) ringförmig umgeben.Laser amplification system according to one of claims 6 to 9, characterized in that the at least one first deflection unit ( 40 . 50 ) and the at least one second deflection unit ( 40 ' . 50 ' ) the solid state ( 12 ) surrounded annularly. Laserverstärkungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Umlenkeinheit (40, 50) und die mindestens eine zweite Umlenkeinheit (40', 50') eine den Festkörper (12) umgebende Doppel- oder Mehrfachringstruktur (106) definieren. Laser amplification system according to one of claims 6 to 10, characterized in that the at least one first deflection unit ( 40 . 50 ) and the at least one second deflection unit ( 40 ' . 50 ' ) one the solid ( 12 ) surrounding double or multiple ring structure ( 106 ) define. Laserverstärkungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 11, gekennzeichnet durch eine, zwei, drei, vier, fünf oder mehr zweite Fokussierungseinrichtungen (32').Laser amplification system according to one of Claims 2 to 11, characterized by one, two, three, four, five or more second focusing devices ( 32 ' ). Laserverstärkungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückseite (16) des Festkörpers (12) hochreflektierend beschichtet ist und/oder dass die erste Pumpstrahlungsquelle (28) und die mindestens eine zweite Pumpstrahlungsquelle (28') in Form eines Diodenlasers oder eines Faserlasers, ausgebildet sind und/oder dass der Festkörper (12) ein laseraktiver Kristall, insbesondere ein Ytrium-Aluminium-Granat-Kristall, ist und/oder dass der Festkörper (12) Ytterbium oder Holmium enthält, insbesondere mit Ytterbium oder Holmium dotiert ist.Laser amplification system according to one of the preceding claims, characterized in that a rear side ( 16 ) of the solid ( 12 ) is highly reflective coated and / or that the first pump radiation source ( 28 ) and the at least one second pump radiation source ( 28 ' ) in the form of a diode laser or a fiber laser, and / or that the solid state ( 12 ) is a laser-active crystal, in particular a yttrium-aluminum-garnet crystal, and / or that the solid ( 12 ) Contains ytterbium or holmium, in particular doped with ytterbium or holmium. Laserverstärkungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Festkörper (12) in einem Resonator (18) angeordnet ist, welcher ein den Festkörper (12) durchsetzendes Resonatorstrahlungsfeld (24) definiert.Laser amplification system according to one of the preceding claims, characterized in that the solid state ( 12 ) in a resonator ( 18 ), which is a solid ( 12 ) resonator radiation field ( 24 ) Are defined. Laserverstärkungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die hochreflektierende Rückseite (16) des Festkörpers (12) einen Endspiegel (20) des Resonators (18) bildet und/oder dass der Resonator (18) einen Auskoppelspiegel (22) umfasst und dass sich das Resonatorstrahlungsfeld (24) zwischen dem Endspiegel (20) und dem Auskoppelspiegel (22) erstreckt.Laser amplification system according to claim 14, characterized in that the highly reflective rear side ( 16 ) of the solid ( 12 ) an end mirror ( 20 ) of the resonator ( 18 ) and / or that the resonator ( 18 ) a Auskoppelspiegel ( 22 ) and that the resonator radiation field ( 24 ) between the end mirror ( 20 ) and the Auskoppelspiegel ( 22 ). Verfahren zur Korrektur eines unsymmetrischen transversalen Strahlungsdruckprofils auf einem ein laseraktives Medium aufweisenden Festkörper (12) eines Laserverstärkungssystems, welches Strahlungsdruckprofil durch ein erstes, den Festkörper (12) durchsetzendes Pumpstrahlungsfeld (30) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweites Pumpstrahlungsfeld (30') auf den Festkörper (12) gerichtet wird und dass das erste Pumpstrahlungsfeld (30) und das mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld (30') so relativ zueinander ausgerichtet werden, dass sich in einer vom Festkörper (12) definierten Transversalebene (34) die Summe aller ersten Transversalkomponenten (36) des auf den Festkörper (12) auftreffenden ersten Pumpstrahlungsfeldes (30) und die Summe aller zweiten Transversalkomponenten (36') des auf den Festkörper (12) auftreffenden mindestens einen zweiten Pumpstrahlungsfeldes (30') kompensieren oder im Wesentlichen kompensieren.Method for correcting an asymmetrical transverse radiation pressure profile on a solid containing a laser-active medium ( 12 ) of a laser amplification system, which radiation pressure profile through a first, the solid state ( 12 ) passing through the pump radiation field ( 30 ) is generated, characterized in that at least one second pump radiation field ( 30 ' ) on the solid ( 12 ) and that the first pump radiation field ( 30 ) and the at least one second pump radiation field ( 30 ' ) are aligned relative to each other so that in one of the solid ( 12 ) defined transversal plane ( 34 ) the sum of all first transversal components ( 36 ) of the solid ( 12 ) incident first pump radiation field ( 30 ) and the sum of all second transverse components ( 36 ' ) of the solid ( 12 ) impinging at least one second pump radiation field ( 30 ' ) compensate or substantially compensate. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Pumpstrahlungsfeld (30) und das mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld (30') so relativ zueinander ausgerichtet werden, dass sich in der Transversalebene (34) die erste Transversalkomponenten (36) des auf den Festkörper (12) auftreffenden ersten Pumpstrahlungsfeldes (30) und zweite Transversalkomponenten (36') des auf den Festkörper (12) auftreffenden mindestens einen zweiten Pumpstrahlungsfeldes (30') paarweise kompensieren oder im Wesentlichen kompensieren.Method according to claim 16, characterized in that the first pump radiation field ( 30 ) and the at least one second pump radiation field ( 30 ' ) are aligned relative to one another in such a way that in the transversal plane ( 34 ) the first transversal components ( 36 ) of the solid ( 12 ) incident first pump radiation field ( 30 ) and second transversal components ( 36 ' ) of the solid ( 12 ) impinging at least one second pump radiation field ( 30 ' ) compensate in pairs or substantially compensate. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Pumpstrahlungsfeld (30) und das mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld (30') mindestens einmal in Richtung auf den Festkörper (12) hin umgelenkt werden, um die Zahl der Durchläufe durch den Festkörper (12) mindestens zu verdoppeln und/oder das erste Pumpstrahlungsfeld (30) und das mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld (30') mindestens jeweils in Richtung auf den Festkörper (12) hin fokussiert werden.Method according to claim 17, characterized in that the first pump radiation field ( 30 ) and the at least one second pump radiation field ( 30 ' ) at least once in the direction of the solid ( 12 ) to reduce the number of passes through the solid ( 12 ) at least to double and / or the first pump radiation field ( 30 ) and the at least one second pump radiation field ( 30 ' ) at least in each case in the direction of the solid ( 12 ) are focused. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das mindestens eine zweite Pumpstrahlungsfeld (30, 30') mehrfach umgelenkt werden, um die Zahl der Durchläufe durch den Festkörper (12) zu vervielfachen.Method according to one of claims 16 to 18, characterized in that the first and the at least one second pump radiation field ( 30 . 30 ' ) are redirected several times to the number of passes through the solid ( 12 ) to multiply. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Festkörper (12) eine Festkörperscheibe (12) verwendet wird.Method according to one of claims 16 to 19, characterized in that as solid state ( 12 ) a solid state disk ( 12 ) is used.
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