DE102023000022B3

DE102023000022B3 - Kaskadierte Verstärkerzellen

Info

Publication number: DE102023000022B3
Application number: DE102023000022.1A
Authority: DE
Inventors: gleich Patentinhaber Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-01-08
Filing date: 2023-01-08
Publication date: 2024-05-29
Anticipated expiration: 2043-01-09

Abstract

Die Aufgabe dieser vorliegenden Patentanmeldung ist Verstärker-Anordnungen anzugeben, bei denen es möglich ist, die Leistung und Energie, insbesondere von gepulsten Laserstrahl ohne Beschädigung von optischen Komponenten zu steigern.Die Kernidee dieser Patentanmeldung ist, dass zur Steigerung der Pulsenergie eine erste Multipasszelle und mindestens ein Verstärkungsmedium verwendet werden, wobei die Multipasszelle mit konkaven gekrümmten Spiegel gebildet wird, wobei das Verstärkungsmedium innerhalb der Multipasszelle und unmittelbar vor einem der konkaven gekrümmten Spiegel angeordnet ist, wobei das Verstärkungsmedium mit einem Pumpstrahl angeregt wird, so dass der Pumpstrahl und ein zu verstärkender Laserstrahl mehrfach das Verstärkungsmedium durchläuft, wobei mindestens eine zweite Multipasszelle und mindestens ein Verstärkungsmedium verwendet werden, wobei die Multipasszelle mit konkaven gekrümmten Spiegel gebildet wird, wobei das Verstärkungsmedium innerhalb der Multipasszelle und unmittelbar vor einem der konkaven gekrümmten Spiegel angeordnet ist, wobei das Verstärkungsmedium mit einem Pumpstrahl angeregt wird, so dass der Pumpstrahl und der zu verstärkende Laserstrahl mehrfach das Verstärkungsmedium durchläuft, dadurch gekennzeichnet ist, dass der Pumpstrahl zuerst in die zweite White-Multipasszelle eingekoppelt wird und teilweise vom deren Verstärkungsmedium absorbiert wird, wobei der nichtabsorbierte Pumpstrahl mittels einer Optik in die erste White-Multipasszelle eingekoppelt wird und vom deren Verstärkungsmedium absorbiert wird, wobei der zu verstärkende Strahl zuerst durch Verwendung einer Optik in die erste Multipasszelle eingekoppelt und verstärkt wird, wobei der in der ersten Multipasszelle verstärkte Strahl durch Verwendung einer Optik in die zweite Multipasszelle eingekoppelt wird und weiter verstärkt wird.

Description

Die Materialbearbeitung mit Kurz- und Ultrakurzpulslasern gewinnt zunehmend an Bedeutung als präzises und flexibles Produktionsverfahren. Hohe Produktivität erfordert hohe mittlere Leistung. Die mittlere Leistung ist das Produkt von Pulswiederholrate und Pulsenergie. Je nach Anwendung und Anlagetechnik ist die hohe mittlere Leistung nur umzusetzen, wenn der Laserstrahl eine hohe Pulsenergie bei einer moderaten Pulswiederholrate aufweist.
Hohe Pulsenergien in Kombination mit kurzen oder ultrakurzen Pulsdauern führen zu hohen Pulsspitzleistungsdichten bzw. Pulsenergiedichten. Hohe Pulsspitzleistungsdichten und hohe Pulsenergiedichte können beispielsweise zu folgenden Effekten führen:

- Beschädigung der Beschichtung und Zerstörung der Optik
- Nichtlineare Effekte wie: Selbstphasenmodulation, Kerr-Lens, Selbstfokussierung. Diese verursachen weitere Veränderungen bzw. eine Degradation der zeitlichen und räumlichen Eigenschaften eines Laserstrahls und gar die Beschädigung von Optiken
- Stimulierte Raman-Streuung, stimulierte Brillouin-Streuung

Die Aufgabe der vorliegenden Patentanmeldung ist es Verstärker-Anordnungen anzugeben,
die große Moden-Querschnitte, hohe Effizienz und gleichzeitig hohe Verstärkung aufweisen. Damit wird es möglich, hohe Pulsenergien, ohne die oben genannten Effekte zu erzielen.
Die Kernidee dieser Patentanmeldung ist, dass zur Steigerung der Pulsenergie eine erste Multipasszelle und mindestens ein Verstärkungsmedium verwendet werden, wobei die Multipasszelle mit konkaven gekrümmten Spiegel gebildet wird, wobei das Verstärkungsmedium innerhalb der Multipasszelle und unmittelbar vor einem der konkaven gekrümmten Spiegel angeordnet ist, wobei das Verstärkungsmedium mit einem Pumpstrahl angeregt wird, so dass der Pumpstrahl und ein zu verstärkender Laserstrahl mehrfach das Verstärkungsmedium durchläuft, wobei mindestens eine zweite Multipasszelle und mindestens ein Verstärkungsmedium verwendet werden, wobei die Multipasszelle mit konkaven gekrümmten Spiegel gebildet wird, wobei das Verstärkungsmedium innerhalb der Multipasszelle und unmittelbar vor einem der konkaven gekrümmten Spiegel angeordnet ist, wobei das Verstärkungsmedium mit einem Pumpstrahl angeregt wird, so dass der Pumpstrahl und der zu verstärkende Laserstrahl mehrfach das Verstärkungsmedium durchläuft, dadurch gekennzeichnet ist, dass der Pumpstrahl zuerst in die zweite White-Multipasszelle eingekoppelt wird und teilweise vom deren Verstärkungsmedium absorbiert wird, wobei der nichtabsorbierte Pumpstrahl mittels einer Optik in die erste White-Multipasszelle eingekoppelt wird und vom deren Verstärkungsmedium absorbiert wird, wobei der zu verstärkende Strahl zuerst durch Verwendung einer Optik in die erste Multipasszelle eingekoppelt und verstärkt wird, wobei der in der ersten Multipasszelle verstärkte Strahl durch Verwendung einer Optik in die zweite Multipasszelle eingekoppelt wird und weiter verstärkt wird.
Dabei werden die Linsen und Spiegel so dimensioniert und ausgelegt, dass der Strahl große Moden-Querschnitte an den Positionen hat, an denen Linsen, Spiegel, Verstärkungsmedien und andere Optikkomponenten angeordnet sind, aufweisen. Damit können die Pulsspitzleistungsdichte und Pulsenergiedichte an den Positionen der Optikkomponenten wie Linsen, Spiegel und Verstärkungsmedien unterhalb der Zerstörungsschwellen bzw. die Entstehungsschwellen der unerwünschten nichtlinearen Effekte gehalten werden.
Vorteilhafte Beispiele der Multipasszelle sind u. a. die White-Multipasszelle und die Herriot-Multipasszelle. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Verstärker-Anordnungen gemäß der vorliegenden Erfindungsanmeldung anhand von Abbildungen erläutert.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß dieser vorliegenden Patentanmeldung. Die erste Multipasszelle in dem oberen Teil ist eine Art White-Multipasszelle. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird ein xyz-Koordinatensystem eingeführt. Die z-Achse ist parallel zu der Strahlausbreitungsrichtung. Die Multipässe sind in der xz-Ebene. Die yz-Ebene steht senkrecht zur xz-Ebene. Die erste Multipasszelle besteht aus 3 sphärischen, konkaven Spiegeln (736), (737) und (738). Die Spiegel (737) und (738) werden übereinander mit der gleichen z-Position angeordnet. Der Spiegel (736) wird zu den Spiegeln (737) und (738) so angeordnet, dass die Entfernung dem Krümmungsradius der Spiegel gleicht. So bilden die Spiegel eine konfokale Anordnung. Die gestrichelte Linie (331) symbolisiert die Mittelebene der ersten Multipasszelle. In der ersten Multipasszelle werden zwei Verstärkungsmedien (171) und (172) angeordnet.
Die zweite Multipasszelle in dem unteren Teil ist auch eine White-Multipasszelle. Die Multipasszelle besteht aus 3 sphärischen, konkaven Spiegeln (766), (767) und (768). Die Spiegel (767) und (768) werden übereinander mit der gleichen z-Position angeordnet. Der Spiegel (766) wird zu den Spiegeln (737) und (738) so angeordnet, dass die Entfernung dem Krümmungsradius der Spiegel gleicht. So bilden die Spiegel eine konfokale Anordnung. Die gestrichelte Linie (332) symbolisiert die Mittelebene der zweiten Multipasszelle. In der ersten Multipasszelle werden zwei Verstärkungsmedien (271) und (272) angeordnet.
Vorteilhafte Ausführungen gemäß dieser Patentanmeldung ergeben sich, wenn die Verstärkungsmedien durch dünne Scheiben gebildet werden. 2 zeigt eine ebene dünne Scheibe (962) mit einem rechteckigen Querschnitt. Die ebene Scheibe hat eine lange Kante a, eine kurze Kante b und eine Dicke d. Für eine dünne Scheibe sollte das Verhältnis der kurzen Kante zu der Dicke d größer als 10 gelten.
3 zeigt eine ebene kreisförmige Scheibe (961) mit einem Durchmesser D und einer Dicke d. Für eine dünne Scheibe gilt hier: D/d > 10. In dem Fall, dass die Verstärkungsmedien Festkörper sind, kann das Pumpen optisch erfolgen. Es ist vorteilhaft, dass zum Pumpen Diodenlaser verwendet werden. Weiter ist es bei einem scheibenförmigen Verstärkungsmedium von Vorteil, dass die Pumpstrahlung senkrecht oder unter einem kleinen Winkel in die Scheiben eingekoppelt wird. In diesem Fall werden die Eintrittsflächen (953) und (971) von den Scheiben (962) und (961) für den zu verstärkenden Strahl und die Pumpstrahlung hochtransmittierend beschichtet und die Austrittsflächen (954) und (972) von den Scheiben (962) bzw. (961) hochreflektierend beschichtet. Damit wirken die Austrittsflächen als plane Spiegelflächen.
Wie in 4 dargestellt ist wird die Scheibe (961) zur effektiven Kühlung an einer Wärmesenke (931) angebracht und thermisch mit ihr verbunden. Damit wird die in der Scheibe entstehende Verlustwärme durch die Wärmesenke abgeführt und somit die Scheibe gekühlt. In diesem Fall erfolgt die Wärmeleitung eindimensional und parallel zu dem verstärkenden Strahl, so dass keine thermischen Linsen von Verstärkungsmedien ausgehen und die Strahlpropagation allein durch die verwendeten passiven Optiken wie Spiegel und Linsen bestimmt wird.
Um eine solche Scheibe mit planen Reflexionsflächen als Verstärkungsmedium in einer Multipasszelle, wo konkave Spiegel notwendig sind, zu nutzen kann eine positive Linse vor der Scheibe angeordnet werden.
In 5 ist eine Baugruppe (868) aus einer positiven Linse (983) und einer Scheibe (961), die an einer Wärmesenke (931) angebracht ist, dargestellt.
6 zeigt ein Beispiel der Verstärker-Anordnungen gemäß dieser vorliegenden Erfindungsanmeldung. Der grundlegende Aufbau dieser Verstärker-Anordnung basiert auf der in der 1 dargestellten Verstärker-Anordnung. Dabei werden jeweils zwei Baugruppen (868), die jeweils aus einer Linse (983), einem scheibenförmigen Verstärkungsmedium und einer Wärmesenke (931) bestehen, in der ersten und in der zweiten White-Multipasszelle verwendet. Bei jeder Reflexion durchläuft der Strahl zweimal die Linsen und die Scheiben. Es wird vorausgesetzt, dass die Scheibe keinen nicht nennenswerten thermischen Linseneffekt aufweist. In diesem Fall wird die Fokuslänge der Linse (983) so gewählt, dass sie dem Krümmungsradius der entsprechenden Spiegel z. B. (766) von der Multipasszelle gleicht.
Wenn die Scheibe einen thermischen Linseneffekt aufweist, wird die Fokuslänge der Linse so gewählt, dass die effektive Fokuslänge von Linse und Scheibe dem Krümmungsradius der entsprechenden Spiegel gleicht.
Um die Anzahl optischer Komponenten zu reduzieren, kann die Scheibe (963) so gestaltet werden, dass sie eine konvex gekrümmte Eintrittsfläche (977) und eine ebene Austrittsfläche (978) aufweist (vgl. 7). Dabei wirkt die konvex gekrümmte Scheibe wie eine Linse mit einer Brennweite, die dem Krümmungsradius eines entsprechenden Spiegels der White-Multipasszelle entspricht. Die konvex gekrümmte Fläche (977) wird für die Pumpstrahlung und den zu verstärkenden Strahl hoch transmissiv beschichtet und die ebene Fläche (978) wird hoch reflektiv beschichtet.
8 zeigt, die Scheibe an deren ebener Fläche (978) eine Wärmesenke (921) zur Kühlung angebracht wird.
9 zeigt eine weitere Ausführung der Scheibe. Bei diesem Beispiel wird eine Scheibe (966) wie eine Meniskuslinse geformt. Sie hat eine konkav gekrümmte Eintrittsfläche (974) und eine konvex gekrümmte Austrittsfläche (976). Da die Scheibe sehr dünn ist, kann der Krümmungsradius der beiden Fläche gleich gewählt werden. In diesem Fall entspricht der Krümmungsradius der konkav gekrümmten Fläche dem Krümmungsradius der Spiegel der White-Multipasszelle. Die konkav gekrümmte Fläche (974) wird für die Pumpstrahlung und den zu verstärkenden Strahl hoch transmissiv beschichtet und die konvex gekrümmte Fläche (976) wird hoch reflektiv beschichtet.
Zur Kühlung der Scheibe wird eine Wärmesenke (933) verwendet, die eine konkav gekrümmte Kontaktfläche aufweist. Idealerweis hat diese Fläche den gleichen Krümmungsradius wie die konvex gekrümmte Fläche (976) der Scheibe (966). 10 zeigt, dass die Scheibe (966) über ihre konvex gekrümmte Fläche (976) an die Wärmesenke (933) angebunden und gekühlt wird.
Weiter zeigen 1 und 6 beispielhaft eine Verstärker-Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindungsanmeldung. Dabei wird zum Pumpen eine Strahlquelle (78) verwendet. Die von der Strahlquelle (78) emittierte Strahlung (77) wird durch eine Optik (76) zu einem Pumpstrahl (73) so geformt, dass der Pumpstrahl an der Scheibe eine vergleichbare oder die gleiche Größe wie der zu verstärkende Strahl hat. Der Spiegel (61) ist ein dichroitischer Spiegel. Mit dem dichroitischen Spiegel wird der Pumpstrahl in einer entgegengesetzten Richtung zu dem verstärkten Strahl (128)) in die Multipasszellen eingekoppelt.. Die Spiegel (736), (737), (738), (776), (777), (778) und die Austrittsfläche der Scheiben ((954), (972), (978) und (976) werden so beschichtet, dass sie sowohl für den zu verstärkenden Laserstrahl (11, 122) als auch für den Pumpstrahl (73) hoch reflektiv sind. Darüber hinaus werden die Linsen (983) und die Eintrittsflächen der Scheiben (953), (971), (977) und (974) hoch transmissiv sowohl für den zu verstärkenden Laserstrahl (11, 122) als auch für die Pumpstrahl (73) beschichtet. Damit verläuft der Pumpstrahl (73) antiparallel zu dem zu verstärkenden Laserstrahl (11, 122). Somit ist eine maximale Überlappung der Pumpstrahlung und des zu verstärkenden Laserstrahl auf einfache Weise gewährleistet. Dies ermöglicht die maximale Nutzung der Verstärkung.
Basierend auf den oben diskutierten Verstärker-Anordnungen mit Multipasszelle können auch Laseroszillatoren gebildet werden.
Bei einer White-Multipasszelle können durch geeignete Justage des Strahls und der Spiegel 4xN Pässe in der Multipasszelle generiert werden, wobei N eine Ganze Zahl ist. Zur Verstärkung eines Strahls können innerhalb der Multipass-Zelle ein Verstärkungsmedium oder mehrere Verstärkungsmedien angeordnet werden. Ein stigmatischer Strahl weist unter freier Ausbreitung kreisförmige Leistungsdichteverteilungen in jeder Ebene auf. Die Strahltaillen eines stigmatischen Strahls in zwei senkrecht zueinanderstehenden Ebenen haben die gleiche Größe und liegen zusammen an der gleichen Position. In diesem Fall ist die Leistungsdichte umgekehrt proportional zu dem Quadrat des Strahldurchmessers. Bei stabilen und kompakten Optikaufbauten führt dies dazu, dass die Leistungsdichte in der Fokusebene (331, 332). Die hohe Pulsspitzleistungsdichte und Pulsenergiedichte kann zu einer lokalen Erhitzung und Ionisierung der Luft führen und damit Qualitäts- und Leistungsverluste verursachen. Dadurch ist die damit erzielbare Pulsspitzleistung und Pulsenergie limitiert.
Um die Leistung und Pulsenergie weiter zu skalieren, ist es deshalb vorteilhaft, dass der zu verstärkende Strahl zu einem astigmatischen Strahl transformiert wird, bevor er in die Multipass-Zelle eingekoppelt wird.
Durch Verwendung von unter anderem zylindrischen Optiken wie Zylinderlinsen, Zylinderspiegeln, oder Prismen kann ein stigmatischer Strahl zu einem einfach-astigmatischen Strahl umgeformt werden. Ein Beispiel eines einfach-astigmatischen Strahls zeigt 11. Dabei propagiert der einfach-astigmatische Strahl in z-Richtung. In der xz-Ebene hat der Strahl eine Taille dσx0 die bei Z0x liegt. In der yz-Ebene beträgt die Strahltaille dσy0 und liegt an der Stelle Z0y. Bei einem einfach-astigmatischen Strahl kann die Optik so positioniert werden, dass die Leistungsdichte auf der Optik und im Fokus erheblich reduziert wird.
12a, 12b und 12c zeigen mögliche Modenquerschnitte eines astigmatischen Strahls jeweils in der Ebene von dem linken Spiegeln (736, 766) (766), in der gemeinsamen Fokusebene (331, 332) und in der Ebene von den rechten Spiegeln (737, 738, 767, 768). Es ist ersichtlich, dass der Strahl in den Ebenen der Spiegel große Moden-Querschnitte aufweist.
Zur Erhöhung der Strahlqualität können ein oder mehrere Blenden-Arrays in der Multipasszelle, verwendet werden. Vorteilhaft wird mindestens ein Blenden-Array in einem der Spiegelebenen und/oder in der Nähe der Fokusebene (331, 332) positioniert. Die Blenden-Arrays weisen Öffnungen auf, deren Geometrie an die Strahlquerschnitte der jeweiligen Strahldurchtrittsstellen angepasst sind.
Zur vereinfachten Trennung des Laserstrahls und des Pumpstrahls ist es vorteilhaft, dass die beiden Strahlen abweichend von antiparallel in die Multipasszellen eingekoppelt werden.

Claims

Verstärker-Anordnung zur Steigerung von Leistung und Energie, insbesondere von gepulsten Lasern, wobei eine erste Multipasszelle und mindestens ein Verstärkungsmedium (171, 172) verwendet werden, wobei die Multipasszelle mit konkaven gekrümmten Spiegeln (736, 737, 738) gebildet wird, wobei das Verstärkungsmedium innerhalb der Multipasszelle und unmittelbar vor einem der konkaven gekrümmten Spiegel angeordnet ist, wobei das Verstärkungsmedium mit einem Pumpstrahl angeregt wird, so dass der Pumpstrahl und ein zu verstärkender Laserstrahl (11) mehrfach das Verstärkungsmedium durchläuft, wobei mindestens eine zweite Multipasszelle und mindestens ein Verstärkungsmedium (271, 272) verwendet werden, wobei die zweite Multipasszelle mit konkaven gekrümmten Spiegeln (766, 767, 768) gebildet wird, wobei das Verstärkungsmedium innerhalb der Multipasszelle und unmittelbar vor einem der konkaven gekrümmten Spiegel angeordnet ist, wobei das Verstärkungsmedium mit einem Pumpstrahl angeregt wird, so dass der Pumpstrahl und der zu verstärkende Laserstrahl mehrfach das Verstärkungsmedium durchlaufen, wobei der Pumpstrahl (73) zuerst in die zweite Multipasszelle eingekoppelt wird und teilweise vom deren Verstärkungsmedium absorbiert wird, wobei der nichtabsorbierte Pumpstrahl (72) mittels einer ersten Optik (262) in die erste Multipasszelle eingekoppelt wird und von deren Verstärkungsmedium absorbiert wird, wobei der zu verstärkende Strahl (1) zuerst durch Verwendung einer zweiten Optik (261) in die erste Multipasszelle eingekoppelt und verstärkt wird, wobei der in der ersten Multipasszelle verstärkte Strahl (111) durch Verwendung der ersten Optik (262) in die zweite Multipasszelle eingekoppelt wird und weiter verstärkt wird.
Verstärker-Anordnung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu verstärkende Laserstrahl einen Durchmesser d in dem Verstärkungsmedium der ersten Multipasszelle hat, der von der ersten Multipasszelle verstärkte Laserstrahl (111) einen Durchmesser D in dem Verstärkungsmedium der zweiten Multipasszelle hat, wobei die erste Optik (262) und zweite Optik (261) so gewählt werden, dass der Durchmesser D größer als der Durchmesser d wird.
Verstärker-Anordnung nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegel (736, 737, 738) einen gleichen Krümmungsradius R1 haben, wobei sie so angeordnet werden, dass sie die erste Multipasszelle mit einer gemeinsamen Fokusebene (331) bilden, und dass die Spiegel (766, 767, 768) einen gleichen Krümmungsradius R2 haben, wobei sie so angeordnet werden, dass sie die zweite Multipasszelle mit einer gemeinsamen Fokusebene (332) bilden.
Verstärker-Anordnung nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius R1 gleich wie oder kleiner als der Krümmungsradius R2 gewählt wird.
Verstärker-Anordnung dem Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit der ersten Optik (262) der verstärkte Laserstrahl (111) aus der ersten Multipasszelle zu einem astigmatischen Strahl geformt und in die zweite Multipasszelle eingekoppelt wird, wobei die erste Optik (262) so ausgelegt und angeordnet wird, dass der verstärkte Laserstrahl (111) zu einem astigmatischen Strahl (122) transformiert wird, der in der yz-Ebene kollimiert ist und in der xz-Ebene einen Fokus in der gemeinsamen Fokusebene (332) aufweist, oder in der xz-Ebene kollimiert ist und in der yz-Ebene einen Fokus in der gemeinsamen Fokusebene (332) aufweist.
Verstärker-Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der zweiten Optik (261) der zu verstärkende Strahl (1) zu einem astigmatischen Strahl (11) transformiert wird, der in der yz-Ebene kollimiert ist und in der xz-Ebene einen Fokus in der gemeinsamen Fokusebene (331) aufweist, oder in der xz-Ebene kollimiert ist und in der yz-Ebene einen Fokus in der gemeinsamen Fokusebene (331) aufweist.
Verstärker-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Optik (262) mindestens ein Faraday-Isolator integriert ist.
Verstärker-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsmedium (171, 172, 271, 272) scheibenförmig ist.
Verstärker-Anordnung nach dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (962, 961) ein Festkörper ist, wobei die Scheibe zwei ebene Flächen aufweist, deren Eintrittsfläche (971) hoch transmissiv sowohl für den Laserstrahl als auch für den Pumpstrahl und deren Austrittsfläche (972) hoch reflektiv sowohl für den Laserstrahl als auch für den Pumpstrahl beschichtet ist, wobei eine Wärmesenke (931) verwendet wird, wobei die Scheibe mit der hoch reflektiven Fläche (972) an die Wärmesenke angebunden und gekühlt wird. dass die
Verstärker-Anordnung nach dem Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Scheibe zusammen mit einer positiven Linse (983) verwendet wird, wobei die positive Linse (983) unmittelbar vor der Scheibe (961, 962) angeordnet ist, wobei die Brennweite der Linse (983) in einer ersten Näherung gleich dem Krümmungsradius des entsprechenden konkaven Spiegels ist, wobei die Linse hoch transmissiv sowohl für den Laserstrahl als auch für den Pumpstrahl beschichtet ist, wobei die Linse und die Scheiben so angeordnet sind, dass sie eine White-Multipasszelle bilden.
Verstärker-Anordnung nach dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Scheibe (963) mit einer konvexen Eintrittsfläche (977) verwendet wird.
Verstärker-Anordnung nach dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe wie ein Meniskuslinse (966) gebildet ist, wobei deren Eintrittsfläche (977) konkav gekrümmt und deren Austrittsfläche (976) konvex gekrümmt ist, wobei eine Wärmesenke (933) verwendet wird, die eine konkav gekrümmte Fläche aufweist, wobei die Scheibe (966) mit der konvex gekrümmten Fläche (976) an die konkav gekrümmte Fläche der Wärmesenke (933) angebunden ist.
Verstärker-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (11, 111, 122, 128) und der Pumpstrahl (73, 72) sich in entgegengesetzter Richtung ausbreiten, und dass der verstärkte Laserstrahl (128) hinter der zweiten Multipasszelle mittels eines dichroitischen Spiegels (61) von dem Pumpstrahl (73) getrennt und ausgekoppelt wird.
Verstärker-Anordnung nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Strahlqualität mindestens ein Blenden-Array (22, 23, 24) verwendet wird.