DE10203864A1

DE10203864A1 - Amplitude and/or phase modulation of broadband laser pulses, involves transforming into separate Fourier planes, modulation, recombination, interferometric superimposition, collimation

Info

Publication number: DE10203864A1
Application number: DE2002103864
Authority: DE
Inventors: Martin Hacker; Gregor Stobrawa; Roland Sauerbrey
Original assignee: Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Current assignee: Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2003-08-07

Abstract

The method involves Fourier transformation of spectral components in laser light into a spatial light intensity distribution, modulating it and then transforming it back and collimating to form a laser beam. The spectral components in the laser light are transformed into several separate Fourier planes by beam division and individually influenced by modulation, then recombined, interferometrically superimposed and collimated. AN Independent claim is also included for the following: an arrangement for implementing the inventive method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur variablen Amplituden- und/oder Phasenmodulation breitbandiger Laserimpulse, insbesondere von Femto- und Pikosekundenlaserimpulsen in den Spektralbereichen von VUV (vakuum-ultraviolett) bis IR (infrarot) sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for variable amplitude and / or Phase modulation of broadband laser pulses, especially femto and picosecond laser pulses in the spectral ranges from VUV (vacuum ultraviolet) to IR (infrared) and one Device for performing the method.

Mit ultrakurzen Laserimpulsen ist es möglich, sehr schnelle Vorgänge, wie molekulare Dynamik, zu verfolgen und auch zu steuern. Die meisten photochemischen Reaktionen und auch die Dynamik von Ladungsträgern in Festkörpern laufen im Femtosekundenbereich ab. Nur Laserimpulse, die eine kürzere oder zumindest eine ähnliche Impulsdauer wie die zu untersuchenden oder zu beeinflussenden Vorgänge haben, eignen sich zur Beobachtung und Steuerung solcher Prozesse (J. Manz, L. Wöste: Femtosecond Chemistry, VCH, Weinheim, 1994). With ultra-short laser pulses, it is possible to perform very fast processes, such as molecular ones Dynamics to track and also control. Most photochemical reactions and The dynamics of charge carriers in solids also run in the femtosecond range from. Only laser pulses that have a shorter or at least a similar pulse duration as that processes to be examined or influenced are suitable for observation and control of such processes (J. Manz, L. Wöste: Femtosecond Chemistry, VCH, Weinheim, 1994).

Ein Vorteil dieser ultrakurzen Laserimpulse besteht auch darin, dass es mit ihnen möglich ist, sehr hohe Spitzenintensitäten bei vertretbaren Impulsenergien zur Verfügung zu stellen. Hohe Lichtintensitäten werden beispielsweise zur Anregung nichtlinearer optischer Prozesse benötigt. Ihre Verfügbarkeit ist daher eine Grundvoraussetzung für die Forschung auf dem Gebiet der nichtlinearen Optik (R. W. Boyd: Nonlinear Optics, Academic Press, Boston, 1992 oder J. C. Diels, W. Rudolph: Ultrashort Laser Pulse Phenomena, Academic Press, Boston, 1996). Another advantage of these ultra-short laser pulses is that it is possible with them is to provide very high peak intensities with justifiable impulse energies. High light intensities, for example, are used to excite nonlinear optical ones Processes needed. Their availability is therefore a basic requirement for research in the field of nonlinear optics (R. W. Boyd: Nonlinear Optics, Academic Press, Boston, 1992 or J.C. Diels, W. Rudolph: Ultrashort Laser Pulse Phenomena, Academic Press, Boston, 1996).

Mit Hilfe höchster Lichtintensitäten, wie sie ultrakurze Laserimpulse bereitstellen, ist es sogar möglich, Materie teilweise oder vollständig zu ionisieren, d. h. Plasmen zu erzeugen und zu untersuchen. Diese Möglichkeit wird in der Hochintensitätslaserphysik genutzt. Dabei kann Materie auch so hohen Lichtintensitäten ausgesetzt werden, wie sie sonst unter irdischen Bedingungen nicht auftreten. With the help of the highest light intensities, such as those provided by ultra-short laser pulses, it is even possible to partially or fully ionize matter, d. H. To generate plasmas and examine. This option is used in high-intensity laser physics. Matter can also be exposed to as high light intensities as it would otherwise earthly conditions do not occur.

Ultrakurze Laserimpulse finden zunehmend auch Anwendung beispielsweise zur Informationsübertragung (A. M. Weiner et. al.: "Encoding and decoding of femtosecond pulses", Optics Letters 13, 1988, 300), im Bereich der nichtlinearen Mikroskopie (US 5,034,613 oder J. A. Squier et. al.: "Third harmonic generation microscopy", Optics Express 3, 1998, 315), sowie zur Materialbearbeitung (F. Korte et. al.: "Sub-diffraction limited structuring of solid targets with femtosecond laser pulses", Optics Express 7, 2000, 41). Ultrashort laser pulses are also increasingly being used, for example, for information transmission (AM Weiner et. Al .: "Encoding and decoding of femtosecond pulses", Optics Letters 13 , 1988 , 300 ) in the field of nonlinear microscopy (US Pat. No. 5,034,613 or JA Squier et. Al. : "Third harmonic generation microscopy", Optics Express 3 , 1998 , 315 ), and for material processing (F. Korte et. Al .: "Sub-diffraction limited structuring of solid targets with femtosecond laser pulses", Optics Express 7 , 2000 , 41 ).

Die große Bandbreite ultrakurzer Laserimpulse bietet darüber hinaus die Möglichkeit der Laserimpulsformung mittels Amplituden- und Phasenmodulation durch räumliche Modulation der Spektralanteile in einer Fourierebene (US 4,655,547 oder A. M. Weiner: "Femtosecond pulse shaping using spatial light modulators", Review of Scientific Instruments, 71, 2000, 1929). Abgesehen davon, existiert auch die Möglichkeit, Laserimpulse zu formen, indem man diese mittels einer Anzahl von Strahlteilern in mehrere Anteile aufteilt, diese unterschiedlich verzögert und anschließend wieder rekombiniert (US 5,148,318). Dieser Ansatz, ohne Verwendung einer Fouriertransformation und ohne direkte Beeinflussung spektraler Anteile, hat aber den wesentlichen Nachteil, keine hochauflösende, programmierbare Laserimpulsformung zu erlauben und insbesondere keine unabhängige Amplituden- und Phasenmodulation zu ermöglichen. Die Phasenmodulation findet derzeit hauptsächlich Anwendung zur Dispersionskontrolle kurzer Laserimpulse. Dies ist insbesondere zur Erzeugung kürzester Laserimpulse im Bereich unterhalb 10 fs erforderlich, wozu, bis auf wenige Ausnahmen (N. Karasawa et. al.: "Optical pulse compression to 5.0 fs by use of only a spatial light modulator for phase compensation", Journal of the Optical Society of America B, 18, 2001, 1742), meist unveränderliche, phasenmodulierende dielektrische Laserspiegel verwendet werden (US 5,734,503). The wide range of ultra-short laser pulses also offers the possibility of Laser pulse shaping using amplitude and phase modulation through spatial Modulation of the spectral components in a Fourier plane (US 4,655,547 or A. M. Weiner: "Femtosecond pulse shaping using spatial light modulators", Review of Scientific Instruments, 71, 2000, 1929). Apart from that, there is also the possibility Shape laser pulses by using a number of beam splitters split several shares, delayed them differently and then again recombined (US 5,148,318). This approach without using one Fourier transformation and without directly influencing spectral components, but has the essential Disadvantage of not allowing high-resolution, programmable laser pulse shaping and in particular not to enable independent amplitude and phase modulation. Phase modulation is currently mainly used for dispersion control short laser pulses. This is particularly useful for generating the shortest laser pulses in the Range below 10 fs required, for which purpose, with a few exceptions (N. Karasawa et. Al .: "Optical pulse compression to 5.0 fs by use of only a spatial light modulator for phase compensation ", Journal of the Optical Society of America B, 18, 2001, 1742), mostly immutable, phase-modulating dielectric laser mirrors can be used (US 5,734,503).

Bei Lasern, Laserverstärkern und anderen Einrichtungen, in denen ultrakurze Laserimpulse Anwendung finden, werden zunehmend auch variable Amplituden- und Phasenmodulatoren eingesetzt, um die spektrale und zeitliche Struktur an die gewünschte Aufgabenstellung anzupassen (DE 199 30 532 A1 oder A. Efimov et. al.: "Minimization of dispersion in an ultrafast chirped pulse amplifier using adaptive learning", Applied Physics B 70, 2000, 133). For lasers, laser amplifiers and other devices in which ultra-short laser pulses Variable amplitude and are increasingly being used Phase modulators are used to adjust the spectral and temporal structure to the desired one Adapt task (DE 199 30 532 A1 or A. Efimov et. Al .: "Minimization of dispersion in an ultrafast chirped pulse amplifier using adaptive learning ", Applied Physics B 70, 2000, 133).

Die Kontrollierbarkeit der zeitlichen Struktur ultrakurzer Laserimpulse kann zur Steuerung und Vergrößerung physikalischer Effekte genutzt werden, wie beispielsweise zur Erhöhung der Ausbeute weicher Röntgenstrahlen aus lasererzeugten Plasmen (T. Feurer: "Feedback-controlled optimization of soft-X-ray radiation from femtosecond laserproduced plasmas", Applied Physics B 68, 1999, 55). The controllability of the temporal structure of ultra-short laser pulses can be used for control purposes and magnification of physical effects can be used, such as for Increasing the yield of soft X-rays from laser-generated plasmas (T. Feurer: "Feedback-controlled optimization of soft-X-ray radiation from femtosecond laser produced plasmas ", Applied Physics B 68, 1999, 55).

Eine an Bedeutung zunehmende Anwendung der Amplituden- und Phasenmodulation ultrakurzer Laserimpulse besteht in der Kontrolle schneller Molekülreaktionen mittels speziell geformter Laserimpulse (D. Meshulach, Y. Silberberg: "Coherent quantum control of multiphoton transitions by shaped ultrashort optical pulses", Physical Review A, 60, 1999, 1287). Da die Zusammenhänge zwischen der Laserimpulsanregung und Molekülreaktion sehr komplex sind, kommen dabei vorrangig variable Amplituden- und Phasenmodulatoren in Kombination mit selbstlernenden Algorithmen zum Einsatz (US 6,327,068 oder T. Hornung et. al.: "Optimal control of one- and two-photon transitions with shaped femtosecond pulses and feedback", Applied Physics B 71, 2000, 277). Diese Kombination erlaubt es, selbstständig eine optimale Laserimpulsform zu ermitteln, um eine gestellte Aufgabe zu lösen, wie z. B. die Erzeugung eines bestimmten Produkts bei einer photochemischen Reaktion. Zur Kontrolle von Molekülreaktionen sind besonders die gezielte Anregung elektronischer Übergänge mittels UV- und VUV- Laserimpulsen oder Molekülschwingungsmoden mittels IR-Laserimpulsen geeignet. An increasingly important application of amplitude and phase modulation Ultra-short laser pulses consist in the control of fast molecular reactions by means of specially shaped laser pulses (D. Meshulach, Y. Silberberg: "Coherent quantum control of multiphoton transitions by shaped ultrashort optical pulses ", Physical Review A, 60, 1999, 1287). Since the relationships between the laser pulse excitation and Molecular reactions are very complex, mainly variable amplitudes and Phase modulators in combination with self-learning algorithms (US 6,327,068 or T. Hornung et. Al .: "Optimal control of one- and two-photon transitions with shaped femtosecond pulses and feedback ", Applied Physics B 71, 2000, 277). This combination makes it possible to independently create an optimal laser pulse shape determine to solve a task, such as B. the generation of a particular Product in a photochemical reaction. To control molecular reactions especially the targeted stimulation of electronic transitions by means of UV and VUV Laser pulses or molecular vibration modes using IR laser pulses are suitable.

Konventionelle variable Laserimpulsformer auf der Basis von Flüssigkristallmatrizen (M. Wefers, K. Nelson: "Analysis of programmable ultrashort waveform generation using liquid-crystal spatial light modulators", Journal of the Optical Society of America B, 12, 1995, 1343) oder akustooptischen Kristallen (US 5,526,171, US 6,072,813) erlauben zwar Phasen- und/oder Amplitudenmodulationen, bieten jedoch nur einen sehr beschränkten Transparenzbereich, der im VIS (sichtbarerer Spektralbereich) bis NIR (naher Infrarotbereich) liegt. Sie sind deshalb beispielsweise für die angestrebten Molekülanregungen ungeeignet. Conventional variable laser pulse shapers based on liquid crystal matrices (M. Wefers, K. Nelson: "Analysis of programmable ultrashort waveform generation using liquid-crystal spatial light modulators ", Journal of the Optical Society of America B, 12, 1995, 1343) or acousto-optic crystals (US 5,526,171, US 6,072,813) do indeed allow Phase and / or amplitude modulations, however, offer only a very limited one Transparency range that in the VIS (more visible spectral range) to NIR (nearer Infrared range). They are therefore, for example, for the targeted molecular excitations not suitable.

Diese konventionellen, variablen Laserimpulsformer besitzen aber noch weitere Nachteile. Beispielsweise tritt bei diesen transmissiven räumlichen Lichtmodulatoren immer eine unerwünschte Phasenmodulation infolge der Materialdispersion auf, die kompensiert werden muss. Konventionelle Flüssigkristallmatrizen erlauben höchstens Repetionsraten im Bereich von etwa 100 Hz und sind daher nicht optimal für den Einsatz mit Lasern mit Repetitionsraten beispielsweise im kHz-Bereich geeignet. Akustooptische Kristalle als Modulatoren sind zwar schneller, bieten aber im Vergleich mit Flüssigkristallmatrizen wiederum nur eine geringe Effizienz (typisch 30%), eine niedrige Zerstörschwelle (typisch 100 MW), einen sehr eingeschränkten nutzbaren Spektralbereich (typisch 480 nm bis 1 µm) und benötigen eine aufwendige Erzeugung geformter Hochspannungsimpulse zur Ansteuerung des Kristalls. However, these conventional, variable laser pulse shapers have further disadvantages. For example, one always occurs with these transmissive spatial light modulators unwanted phase modulation due to the material dispersion that compensates must become. Conventional liquid crystal matrices only allow repetition rates in the range of around 100 Hz and are therefore not optimal for use with lasers Repetition rates are suitable, for example, in the kHz range. Acousto-optic crystals as Although modulators are faster, they offer compared to liquid crystal matrices again only low efficiency (typically 30%), a low destruction threshold (typical 100 MW), a very limited usable spectral range (typically 480 nm to 1 µm) and require a complex generation of shaped high-voltage pulses Control of the crystal.

Um den für die Anregung mit modulierten Laserimpulsen zugänglichen Spektralbereich zu erweitern, wurden auch Anstrengungen unternommen, mit konventionell geformten Laserimpulsen Frequenzkonversionen durchzuführen. Dies erfolgte durch Summen- und Differenzfrequenzmischverfahren (M. Hacker et. al.: "Programmable femtosecond laser pulses in the ultraviolet", Journal of the Optical Society of America B, 18, 2001, 866 oder T. Witte et. al.: "Programmable amplitude- and phase-modulated femtosecond laser pulses in the mid-infrared", Optics Letters 27, 2002, 131), die jedoch sehr aufwendig und uneffizient sind. Diese Verfahren beschränken auch deutlich den Bereich der erzielbaren Laserimpulsformung, da Verluste von Modulationsinformationen während der Mischprozesse unvermeidbar sind. Es wurde auch versucht, durch Ausnutzung molekularer Effekte (M. Wittmann et. al.: "Synthesis of periodic femtosecond pulse trains in the ultraviolet by phase-locked Raman sideband generation", Optics Letters 26, 2001, 298) oder speziell hergestellter nichtlinearer Kristalle (G. Imeshev: "Ultrashort-pulse second-harmonic generation with longitudinally nonuniform quasi-phasematching gratings: pulse compression and shaping", Journal of the Optical Society of America B, 17, 2000, 304), modulierte Lichtimpulse im UV-Bereich direkt zu erzeugen, was aber sehr aufwendig ist und nicht die Erzeugung variabler, sondern nur ganz bestimmter Laserimpulsformen erlaubt. In order to expand the spectral range accessible for excitation with modulated laser pulses, efforts have also been made to carry out frequency conversions with conventionally shaped laser pulses. This was done by sum and difference frequency mixing methods (M. Hacker et. Al .: "Programmable femtosecond laser pulses in the ultraviolet", Journal of the Optical Society of America B, 18, 2001, 866 or T. Witte et. Al .: " Programmable amplitude- and phase-modulated femtosecond laser pulses in the mid-infrared ", Optics Letters 27 , 2002 , 131 ), which, however, are very complex and inefficient. These methods also significantly limit the range of laser pulse shaping that can be achieved, since losses of modulation information during the mixing processes are unavoidable. Attempts have also been made to exploit molecular effects (M. Wittmann et. Al .: "Synthesis of periodic femtosecond pulse trains in the ultraviolet by phase-locked Raman sideband generation", Optics Letters 26 , 2001 , 298 ) or specially produced nonlinear crystals (G. Imeshev: "Ultrashort-pulse second-harmonic generation with longitudinally nonuniform quasi-phase matching gratings: pulse compression and shaping", Journal of the Optical Society of America B, 17, 2000, 304), modulated light pulses in the UV range directly to generate, which is very complex and does not allow the generation of variable, but only very specific laser pulse shapes.

Die einzigen bekannten Ansätze zu einer direkten Formung ultrakurzer Laserimpulse, die in allen Spektralbereichen vom VUV bis in das IR anwendbar sind, bestehen in der Phasenmodulation unter Anwendung deformierbarer Spiegel (E. Zeek et. al.: "Pulse compression by use of deformable mirrors", Optics Letters 24, 1999, 493) oder einer Anordnung verkippbarer Quarzplättchen (A. Suda et. al.: "A spatial light modulator based on fused-silica plates for adaptive feedback control of intense femtosecond laser pulses", Optics Express 9, 2001, 2) als räumliche Lichtmodulatoren. The only known approaches to direct shaping of ultrashort laser pulses, which can be used in all spectral ranges from the VUV to the IR, consist in phase modulation using deformable mirrors (E. Zeek et. Al .: "Pulse compression by use of deformable mirrors" , Optics Letters 24 , 1999 , 493 ) or an arrangement of tiltable quartz plates (A. Suda et. Al .: "A spatial light modulator based on fused-silica plates for adaptive feedback control of intense femtosecond laser pulses", Optics Express 9 , 2001 , 2 ) as spatial light modulators.

Beiden Ansätzen ist gemein, dass sie ausschließlich Phasenmodulationen erlauben und keine Möglichkeit zur Amplitudenmodulation bieten. Außerdem besitzen sie im Vergleich zu phasenretardierenden Flüssigkristallmatrizen, mit derzeit bis zu 640 Streifen (G. Stobrawa et. al.: "A new high-resolution femtosecond pulse shaper", Applied Physics B 72, 2001, 627), nur eine sehr geringe räumliche Auflösung (10 bis 20 Streifen). Dies verursacht eine starke Einschränkung der erzielbaren Laserimpulsmodulationen. Both approaches have in common that they only allow phase modulations and offer no possibility for amplitude modulation. They also have in comparison to phase-retarding liquid crystal matrices, currently with up to 640 strips (G. Stobrawa et. Al .: "A new high-resolution femtosecond pulse shaper", Applied Physics B 72, 2001, 627), only a very low spatial resolution (10 to 20 strips). This causes a severe limitation of the achievable laser pulse modulations.

Die Anordnung unter Verwendung verkippbarer Quarzplättchen ist mechanisch sehr aufwendig und erlaubt nur Repetitionsraten im Bereich von 10 Hz. The arrangement using tiltable quartz plates is mechanically very complex and only allows repetition rates in the range of 10 Hz.

Bei den deformierbaren Spiegeln übernimmt eine reflektierende Membran die Aufgabe, die Oberflächenform zwischen den einzelnen Stützpunkten zu glätten. Deshalb können mit dieser Art von Modulatoren zwar gleichmäßige Phasemodulationen erzeugt werden, aber keine Phasensprünge dargestellt werden. Dies ist von Nachteil, da unter Verwendung von Phasensprüngen auf Grund der 2π-Periodizität von Phasenfunktionen auch Phasenmodulationen mit sehr großen Anstiegen darstellbar sind, die ansonsten den Maximalphasenhub des Modulators übersteigen würden. Der Bereich der darstellbaren Phasenfunktionen ist deshalb weiter beschränkt. In the case of the deformable mirrors, a reflective membrane takes on the task smooth the surface shape between the individual bases. Therefore, with This type of modulators produces uniform phase modulations, but no phase jumps are shown. This is disadvantageous because using Phase jumps also due to the 2π periodicity of phase functions Phase modulations with very large increases can be represented, which otherwise the Would exceed the maximum phase shift of the modulator. The area of the representable Phase functions are therefore further restricted.

Wegen großer Probleme bei der direkten und indirekten Laserimpulsformung in den Spektralbereichen UV und IR konnten daher variable elektronische Anregungen von Molekülen und Atomen mit geformten Laserimpulsen bisher nur über Mehrphotonenprozesse erzielt werden (D. Meshulach, Y. Silberberg: Coherent quantum control of two- photon transitions by a femtosecond laser pulse", Nature 396, 1998, 239), die allerdings sehr hohe Laserimpulsintensitäten benötigen und ebenfalls nicht effektiv sind. Die mit den hohen Lichtintensitäten verbundenen, sehr hohen Feldstärken bewirken zudem auch störende Effekte, wie die Verschiebung von Absorptionslinien infolge des Stark-Effektes. Due to major problems with direct and indirect laser pulse shaping in the UV and IR spectral ranges, variable electronic excitation of molecules and atoms with shaped laser pulses has so far only been possible using multi-photon processes (D. Meshulach, Y. Silberberg: Coherent quantum control of two-photon transitions by a femtosecond laser pulse ", Nature 396 , 1998 , 239 ), which, however, require very high laser pulse intensities and are likewise ineffective. The very high field strengths associated with the high light intensities also cause disruptive effects, such as the shifting of absorption lines as a result of the Stark effect.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, mit möglichst geringem Aufwand für eine programmierbare Laserimpulsformung unabhängig voneinander, sowohl eine Phasen- als auch eine Amplitudenmodulation ultrakurzer Laserimpulse im Spektralbereich mindestens vom VUV bis IR zu ermöglichen. The invention is therefore based on the object with the least possible effort for programmable laser pulse shaping independently of one another, both a phase as well as amplitude modulation of ultrashort laser pulses in the spectral range to enable at least from VUV to IR.

Der zu realisierende Laserimpulsformer soll hochauflösend, möglichst schnell und kompakt (miniaturisierbar) sein, eine hohe Zerstörschwelle aufweisen und die Möglichkeit der Realisierung von Phasensprüngen bieten. The laser pulse shaper to be realized should be high resolution, as fast as possible be compact (miniaturizable), have a high destruction threshold and the possibility offer the realization of phase jumps.

Erfindungsgemäß wird das im Laserstrahl enthaltene Laserimpulsspektrum in mindestens zwei Teilstrahlbündel aufgeteilt, die in örtlich getrennte Fourierebenen mit jeweils räumlicher Verteilung der enthaltenen spektralen Bestandteile abgebildet werden. Jedes Teilstrahlbündel kann in der entsprechenden Fourierebene jeweils durch Beeinflussung seiner spektralen Bestandteile unabhängig moduliert werden. Diese Modulation wird in der Regel, insbesondere in Anbetracht des in der Aufgabe zur Erfindung festgelegten großen Spektralbereiches, jeweils eine Phasenmodulation sein. Zumindest für einzelne Spektralbereiche (beispielsweise im VIS und NIR) ist aber auch mit dem heutigen Stand der Technik eine Amplitudenmodulation bzw. eine gleichzeitige Phasen- und Amplitudenmodulation realisierbar und somit nicht auszuschließen. Nach jeweiliger Modulation der Teilstrahlbündel werden diese wieder überlagert und zu einem gemeinsamen Laserstrahl kollimiert, dessen Impulse auf diese Weise infolge der interferometrischen Überlagerung der getrennt modulierten Teilstrahlbündel (je nach Art der einzelnen Modulationen) phasen- und/oder amplitudenmoduliert sein können. Dabei ist es von großem Vorteil, dass durch geeignete und schon mit gegenwärtig verfügbaren reflektiven Modulatoren aufwandgering zu realisierende Phasenmodulationen in den örtlich getrennten Fourierebenen nach Überlagerung der unabhängig phasenmodulierten Spektralanteile ein kollimierter Laserstrahl erhalten wird, dessen Spektralkomponenten amplitudenmoduliert sind. According to the invention, the laser pulse spectrum contained in the laser beam is at least two partial beams, each divided into locally separated Fourier planes spatial distribution of the contained spectral components are mapped. each The partial beam can be influenced in the corresponding Fourier plane its spectral components can be modulated independently. This modulation is used in the Rule, especially in view of the large specified in the object of the invention Spectral range, each be a phase modulation. At least for some Spectral ranges (for example in VIS and NIR) is also the current state of the art Technology an amplitude modulation or a simultaneous phase and Amplitude modulation can be implemented and therefore cannot be ruled out. After each modulation of the Partial beams are superimposed on them and a common laser beam collimates, its impulses in this way due to the interferometric overlay the separately modulated partial beam (depending on the type of the individual modulations) can be phase and / or amplitude modulated. It is a great advantage that through suitable reflective modulators that are already available phase modulations to be implemented in the locally separated Fourier planes with little effort Superimposition of the independently phase-modulated spectral components a collimated Laser beam is obtained, the spectral components are amplitude modulated.

Zur Abbildung der im Laserstrahl enthaltenen spektralen Bestandteile in die örtlich getrennten Fourierebenen und zur Kollimierung der Spektralbestandteile zum ausgangsseitigen Laserstrahl können Kombinationen an sich bekannter dispersiver optischer Elemente, wie Beugungsgitter oder Prismen, und fokussierender optischer Elemente, wie Linsen oder Hohlspiegel, Verwendung finden. Zur Strahltrennung und Vereinigung der Teilstrahlen werden ebenfalls an sich bekannte optische Elemente, wie teildurchlässige Spiegel (beispielsweise Substrate mit teildurchlässiger Beschichtung) eingesetzt, die vorzugsweise für Strahltrennungs- und -vereinigungsfunktion gemeinsam nutzbar sind. Auch die funktionelle Reihenfolge in der Anordnung dieser besagten optischen Elemente zur Abbildung der Spektralkomponenten von separierten Teilstrahlbündeln in örtlich getrennte Fourierebenen sowie zur ausgangsseitigen Überlagerung und Kollimierung zu einem vereinigten spektral modulierten Laserstrahl kann im speziellen konstruktiven Aufbau einer solchen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens unterschiedlich realisiert sein. To map the spectral components contained in the laser beam into the local ones separate Fourier planes and for collimation of the spectral components to output-side laser beam can combinations of known dispersive optical Elements, such as diffraction gratings or prisms, and focusing optical elements, such as Lenses or concave mirrors can be used. For beam separation and union of Partial rays are also optical elements known per se, such as partially transparent ones Mirrors (for example substrates with a partially permeable coating) are used can preferably be used together for beam separation and combining function. Also the functional order in the arrangement of said optical elements for imaging the spectral components of separated partial beams in local separate Fourier planes as well as for overlaying and collimation on the output side A combined spectrally modulated laser beam can be especially constructive The structure of such a device for carrying out the method varies be realized.

Als programmierbare, räumliche Phasenmodulatoren können vorzugsweise reflektierende Mikrospiegelarrays verwendet werden, die jeweils einstellbare optische Reflexionswege für die einzelnen Spektralbereiche der Teilstrahlen realisieren (US 6,259,550 oder US 6,329,738). Derartige Mikrospiegelarrays sind hochauflösend (gegenwärtig mindestens 256 Reflektorelemente) und mit geeigneten reflektiven Beschichtungen (dielektrisch und/oder metallisch) über einen weiten Spektralbereich einsetzbar. Sie sind sehr schnell (bis zu 30 kHz) und bieten die Möglichkeit der Realisierung von Phasensprüngen, da sich die einzelnen Mikrospiegel unabhängig einstellen lassen. Werden stetige, möglichst glatte Phasenmodulationen mit vergleichsweise geringen maximalen Phasenverschiebungen benötigt, können aber auch konventionelle deformierbare Spiegel mit einer beschichteten Membran verwendet werden. Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind somit relativ aufwandgering realisierbar. As programmable, spatial phase modulators, preferably reflective ones Micromirror arrays are used, each with adjustable optical reflection paths for the individual spectral ranges of the partial beams (US Pat. No. 6,259,550 or US 6,329,738). Such micromirror arrays are high-resolution (currently at least 256 reflector elements) and with suitable reflective coatings (dielectric and / or metallic) can be used over a wide spectral range. They are very fast (up to 30 kHz) and offer the possibility of realizing phase jumps as have the individual micromirrors set independently. Become steady, as smooth as possible Phase modulations with comparatively small maximum phase shifts needed, but can also use conventional deformable mirrors with a coated Membrane are used. Devices for carrying out the method are thus relatively easy to implement.

Prinzipiell werden mit dem Verfahren gleichzeitig eine Vielzahl von Interferometern realisiert, in denen spektrale Komponenten einzeln interferometrisch mit sich selbst überlagert werden können. In jedem dieser Interferometer sind die Interferometerarmlängen unabhängig voneinander einstellbar. In principle, a large number of interferometers are used with the method realized in which spectral components individually interferometrically with themselves can be overlaid. In each of these interferometers are the interferometer arm lengths independently adjustable.

Wird nun in einem dieser Interferometer eine optische Wegdifferenz zwischen den Interferometerarmen eingeführt, so kann eine damit verbundene destruktive oder konstruktive Interferenz am Ausgang der Vorrichtung dazu genutzt werden, die spektrale Intensität derjenigen spektralen Komponente zu variieren, welche dieses Teilspektrometer durchsetzt. Damit ist eine Amplitudenmodulation der Spektralkomponenten möglich. If an optical path difference between the Interferometer arms introduced, can be a destructive or associated constructive interference at the output of the device can be used to adjust the spectral intensity to vary the spectral component which this sub-spectrometer interspersed. This enables amplitude modulation of the spectral components.

Eine Variation des Mittelwertes der optischen Armlängen eines einzelnen Interferometers, insbesondere auch unter Beibehaltung der optischen Wegdifferenz zwischen den Interferometerarmen, führt zu einer Phasenverschiebung der dieses Teilspektrometer durchsetzenden spektralen Komponente. Damit ist eine Phasenmodulation der Spektralkomponenten möglich. A variation of the mean optical arm length of a single interferometer, especially while maintaining the optical path difference between the Interferometer arms, leads to a phase shift of this sub-spectrometer assertive spectral component. This is a phase modulation Spectral components possible.

Somit ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl eine Amplituden- als auch Phasenmodulation bereits unter Verwendung von reflektiven und extrem breitbandigen räumlichen Lichtmodulatoren möglich, wobei der nutzbare Spektralbereich mindestens vom IR bis zum VUV reicht und nur durch die verfügbaren reflektiven Beschichtungen begrenzt wird. Die Beschichtungen begrenzen mit ihren Zerstörschwellen auch den nutzbaren Intensitätsbereich, da eine Amplitudenmodulation ausschließlich über einen interferometrischen Effekt erzeugt wird und außer infolge von Restabsorption keine Energiedissipation bei diesem Verfahren auftritt. Thus, with the method according to the invention, both an amplitude and Phase modulation using reflective and extremely broadband spatial light modulators possible, the usable spectral range at least ranges from IR to VUV and only through the available reflective coatings is limited. With their destruction thresholds, the coatings also limit this usable intensity range, since an amplitude modulation exclusively over a Interferometric effect is generated and none except due to residual absorption Energy dissipation occurs with this procedure.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. The invention will be described below with reference to the drawing Embodiments are explained in more detail.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 schematische Prinzipausführung des Verfahrens Fig. 1 shows a schematic principle implementation of the method

Fig. 2 beispielhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Fig. 2 exemplary device for performing the method

Fig. 1 zeigt eine schematische Prinzipausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Laserstrahl 1 wird mittels eines dispersiven optischen Elementes 2 in ein winkelverteiltes Spektrum 3 zerlegt. Dieses wird durch ein abbildendes optisches Element 4 in ein Strahlbündel 5 mit räumlicher Verteilung der Spektralbestandteile transformiert, welches eine Abbildung des Spektrums in einer Fourier-Ebene erzeugen würde. Das Strahlbündel 5 wird aber noch vor dieser Abbildung mittels eines Strahlteilers 6 in zwei Teilstrahlbündel 7 und 8 aufgetrennt, so dass separate Abbildungen des Spektrums in zwei räumlich getrennten Fourier-Ebenen erzeugt werden. In diesen Fourier-Ebenen befinden sich nun zwei räumliche Lichtmodulatoren 9 und 10, die einzelne Spektralkomponenten zumindest phasenmodulieren können. Die derart unabhängig modulierten Spektren werden als Teilstrahlbündel 11 und 12 nun zu einem optischen Element zur Strahlüberlagerung 13 gelenkt und interferometrisch zu einem resultierenden Strahlbündel 14 überlagert. Dieses Strahlbündel 14, welches noch immer räumlich separierte Spektralanteile aufweist, wird anschließend durch ein abbildendes optisches Element 15 in ein winkelverteiltes Spektrum 16 und durch ein dispersives optisches Element 17 wieder zu einem Laserstrahl 18 kollimiert. Dieser kollimierte ausgangsseitige Laserstrahl 18 beinhaltet nunmehr die aus der interferometrischen Überlagerung zweier getrennt zumindest phasenmodulierter Spektren resultierenden amplituden- und/oder phasenmodulierten Spektralanteile. Fig. 1 shows a schematic basic embodiment of the inventive method. A laser beam 1 is broken down into an angularly distributed spectrum 3 by means of a dispersive optical element 2 . This is transformed by an imaging optical element 4 into a beam 5 with spatial distribution of the spectral components, which would produce an image of the spectrum in a Fourier plane. However, the beam 5 is split into two partial beams 7 and 8 by means of a beam splitter 6 before this imaging, so that separate images of the spectrum are generated in two spatially separated Fourier planes. In these Fourier planes there are now two spatial light modulators 9 and 10 , which can at least phase modulate individual spectral components. The spectra independently modulated in this way are now directed as partial beam bundles 11 and 12 to an optical element for beam superposition 13 and are interferometrically superimposed to form a resulting beam bundle 14 . This beam 14 , which still has spatially separated spectral components, is then collimated by an imaging optical element 15 into an angularly distributed spectrum 16 and by a dispersive optical element 17 to a laser beam 18 . This collimated output-side laser beam 18 now contains the amplitude and / or phase-modulated spectral components resulting from the interferometric superimposition of two separately at least phase-modulated spectra.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Der Laserstrahl 1 wird auf ein Beugungsgitter 19 (vgl. dispersives optisches Element 2 in Fig. 1) gelenkt, durch welches der Laserstrahl 1 in das winkelverteilte Spektrum 3 zerlegt wird. Eine Sammellinse 20 wandelt dieses winkelverteilte Spektrum 3 in ein paralleles Strahlenbündel mit räumlicher Verteilung der Spektralkomponenten um, welches durch einen teildurchlässigen Spiegel 21 (vgl. Strahlteiler 6 aus Fig. 1) in die beiden Teilstrahlbündel (vgl. Teilstrahlbündel 7 und 8 in Fig. 1) zur Abbildung in zwei örtlich getrennte Fourierebenen geteilt wird. Der teildurchlässige Spiegel 21 kann beispielsweise durch ein Substrat mit einer für das Laserlicht halbdurchlässigen Beschichtung realisiert werden. Zur Kompensation des Strahlversatzes des am teildurchlässigen Spiegel 21 transmittierten Teilstrahlbündels wird eine Kompensationsplatte 21a in das reflektierte Teilstrahlbündel eingebracht, welche aus einem unbeschichteten Substrat besteht, dessen Material und Dicke denjenigen des teildurchlässigen Spiegels 21 entsprechen. In den beiden örtlich getrennten Fourierebenen sind zwei reflektive räumliche Lichtmodulatoren 22, 23 angeordnet, welche die auftreffenden Spektralbestandteile der durch den teildurchlässigen Spiegel 21 separierten Teilstrahlbündel, mittels einzeln in ihrer Position variabel einstellbarer Reflektorelemente 22a und 23a nach unterschiedlichen optischen Weglängen reflektieren. Als räumliche Lichtmodulatoren 22, 23 eigenen sich Spiegelarrays mit jeweils für die Spektralanteile einzeln programmierbaren Reflektorelementen 22a bzw. 23a. In Fig. 2 sind räumliche Lichtmodulatoren 22, 23 mit aus Übersichtsgründen beispielhaft jeweils acht solcher einzeln in der optischen Weglänge programmierbaren Reflektorelementen 22a bzw. 23a (symbolisierende Pfeildarstellung) angedeutet. Das von diesen Lichtmodulatoren 22, 23 somit spektral phasenmodulierbar reflektierte Licht (vgl. Teilstrahlbündel 11, 12 in Fig. 1) gelangt infolge der Reflexion wiederum zum teildurchlässigen Spiegel 21 (vgl. optisches Element zur Strahlvereinigung 13 in Fig. 1) zurück, durch welchen die Teilstrahlbündel (vgl. Teilstrahlbündel 11, 12 in Fig. 1) interferometrisch zu dem resultierenden Strahlbündel (vgl. Teilstrahlbündel 14 in Fig. 1) überlagert werden. Die Umwandlung in das winkelverteilte Spektrum 16 erfolgt durch eine zweite Sammellinse 24, in deren Fokus ein weiteres Beugungsgitter 25 als dispersives optisches Element angeordnet ist, welches die Spektralanteile des winkelverteilten Spektrums 16 zu dem ausgangsseitigen Laserstrahl 18 kollimiert. Fig. 2 shows a preferred device for performing this method. The laser beam 1 is directed onto a diffraction grating 19 (cf. dispersive optical element 2 in FIG. 1), by means of which the laser beam 1 is broken down into the angularly distributed spectrum 3 . A converging lens 20 converts this angularly distributed spectrum 3 into a parallel beam with spatial distribution of the spectral components, which is transmitted through a partially transparent mirror 21 (see beam splitter 6 from FIG. 1) into the two partial beams (see partial beams 7 and 8 in FIG. 1) ) is divided into two spatially separated Fourier planes for imaging. The partially transparent mirror 21 can be implemented, for example, by a substrate with a coating that is semi-transparent to the laser light. To compensate for the beam offset of the partial beam transmitted at the partially transmissive mirror 21 , a compensation plate 21 a is introduced into the reflected partial beam, which consists of an uncoated substrate, the material and thickness of which correspond to that of the partially transparent mirror 21 . Arranged in the two locally separated Fourier planes are two reflective spatial light modulators 22 , 23 which reflect the incident spectral components of the partial beam bundles separated by the partially transparent mirror 21 by means of reflector elements 22 a and 23 a which can be individually adjusted in their position according to different optical path lengths. Suitable as spatial light modulators 22 , 23 are mirror arrays, each with reflector elements 22 a or 23 a that can be individually programmed for the spectral components. In FIG. 2, spatial light modulators 22 , 23 are indicated with, for reasons of clarity, eight such reflector elements 22 a and 23 a that are individually programmable in the optical path length (symbolizing arrow representation). The light reflected by these light modulators 22 , 23 so that they can be spectrally phase-modulated (cf. partial beam bundles 11 , 12 in FIG. 1), due to the reflection, in turn returns to the partially transparent mirror 21 (cf.optical element for beam combination 13 in FIG. 1), through which the partial beams (see partial beams 11 , 12 in FIG. 1) are interferometrically superimposed on the resulting beam (see partial beams 14 in FIG. 1). The conversion into the angularly distributed spectrum 16 is carried out by a second converging lens 24 , in the focus of which a further diffraction grating 25 is arranged as a dispersive optical element, which collimates the spectral components of the angularly distributed spectrum 16 to form the laser beam 18 on the output side.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nicht auf die Ausführungsform der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung beschränkt. So können beispielsweise als dispersive optische Elemente (2, 25) für die spektrale Aufsplittung in das winkelverteilte Spektrum 3 sowie für die Kollimierung des winkelverteilten Spektrums 16 zu dem Laserstrahl 18 statt der Beugungsgitter (19, 25) Prismen Verwendung finden. Auch die funktionelle Reihenfolge in der Anordnung der optischen Elemente zur Abbildung der Spektralkomponenten in die örtlich getrennten Fourierebenen sowie der optischen Elemente zur ausgangsseitigen Überlagerung und Kollimierung zu dem Laserstrahl 18 kann im speziellen konstruktiven Aufbau unterschiedlich realisiert sein. Beispielsweise könnte (nicht in der Zeichnung dargestellt) der Laserstrahl 1 auch zunächst in zwei (oder mehrere) Teilstrahlen getrennt werden, die anschließend jeweils in Teilstrahlbündel mit räumlicher Verteilung der spektralen Komponenten zur Abbildung in den örtlich getrennten Fourierebenen gewandelt werden. Entsprechend werden dann die von den räumlichen Lichtmodulatoren kommenden Teilstrahlbündel, im Gegensatz zur Darstellung in den gezeigten Ausführungsbeispielen, zunächst jeweils in winkelverteilte Spektren transformiert, jeweils zu Teilstrahlen kollimiert und diese anschließend überlagert. The implementation of the method according to the invention is not limited to the embodiment of the device shown in FIG. 2. For example, prisms can be used as dispersive optical elements ( 2 , 25 ) for the spectral splitting into the angularly distributed spectrum 3 and for the collimation of the angularly distributed spectrum 16 to form the laser beam 18 instead of the diffraction gratings ( 19 , 25 ). The functional sequence in the arrangement of the optical elements for imaging the spectral components in the spatially separated Fourier planes and of the optical elements for overlaying and collimating to the laser beam 18 on the output side can also be implemented differently in the special construction. For example (not shown in the drawing), the laser beam 1 could also initially be separated into two (or more) partial beams, which are then each converted into partial beam bundles with spatial distribution of the spectral components for imaging in the locally separated Fourier planes. Accordingly, in contrast to the illustration in the exemplary embodiments shown, the partial beam bundles coming from the spatial light modulators are first transformed into angle-distributed spectra, each collimated into partial beams and these are then superimposed.

Es ist auch möglich (ebenfalls nicht in der Zeichnung dargestellt), dass der eingangsseitige Laserstrahl 1 zunächst durch ein dispersives Element in ein winkelverteiltes Spektrum transformiert wird. Dieses wird mittels eines Strahlteilers getrennt und anschließend durch zwei separate optische Elemente auf die örtlich getrennten Fourierebenen abgebildet. Nach modulierender Reflexion an den Lichtmodulatoren werden die Teilstrahlbündel wieder überlagert und zum ausgangsseitigen Laserstrahl 18 kollimiert. It is also possible (likewise not shown in the drawing) that the input-side laser beam 1 is first transformed into an angularly distributed spectrum by a dispersive element. This is separated by means of a beam splitter and then imaged on the locally separated Fourier planes by two separate optical elements. After modulating reflection at the light modulators, the partial beam bundles are again superimposed and collimated to the laser beam 18 on the output side.

Die reflektiven Lichtmodulatoren (22, 23) sind nicht auf ausschließlich phasenmodulierende Ausführungen beschränkt, sondern können neben der Phasenmodulation auch eine amplitudenmodulierende Funktion bewirken. The reflective light modulators ( 22 , 23 ) are not limited to exclusively phase-modulating designs, but can also have an amplitude-modulating function in addition to the phase modulation.

Ebenfalls können in geeigneten Spektralbereichen, insbesondere im nahen Infrarotbereich (NIR), räumliche Flüssigkristallmodulatoren zur Phasenmodulation verwendet werden. Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1, 18 Laserstrahl
2, 17 dispersives optisches Element
3, 16 winkelverteiltes Spektrum
4, 15 abbildendes optisches Element
5, 14 Strahlbündel
6 Strahlteiler
7, 8, 11, 12 Teilstrahlbündel
9, 10, 22, 23 räumlicher Lichtmodulator
13 optisches Element zur Strahlvereinigung
19, 25 Beugungsgitter
20, 24 Sammellinse
21 teildurchlässiger Spiegel
21a Kompensatorplatte für den teildurchlässigen Spiegel 21
22a, 23a Reflektorelement
In suitable spectral ranges, in particular in the near infrared range (NIR), spatial liquid crystal modulators can also be used for phase modulation. List of the used reference numerals 1 , 18 laser beam
2 , 17 dispersive optical element
3 , 16 angularly distributed spectrum
4 , 15 imaging optical element
5 , 14 beams
6 beam splitters
7 , 8 , 11 , 12 partial beams
9 , 10 , 22 , 23 spatial light modulator
13 optical element for beam union
19 , 25 diffraction grating
20 , 24 converging lens
21 semi-transparent mirror
21 a compensator plate for the partially transparent mirror 21
22 a, 23 a reflector element

Claims

1. A method for amplitude and / or phase modulation of broadband laser pulses, in which the spectral components contained in the laser light are Fourier transformed into a spatial light intensity distribution, this is modulated and then re-transformed and collimated into a laser beam, characterized in that a transformation of the im Spectral components contained in the laser beam are carried out in several spatially separated Fourier planes and the properties of the spectral components there are influenced independently of one another by modulation, and then reunited, interferometrically superimposed and collimated to form a common laser beam.

2. The method according to claim 1, characterized in that influencing the Properties of the spectral components in the locally separated Fourier planes Phase modulation takes place.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that by suitable Phase modulations in the spatially separated Fourier planes after superposition of the separately modulated spectral components an amplitude modulation of the spectral properties of the collimated laser beam is effected.

4. The method according to claim 1, characterized in that the beam splitting in Partial beam of the same radiation intensity takes place.

5. The method according to claim 1, characterized in that the beam splitting in Partial beams of different radiation intensity takes place.

6. The device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that optical elements ( 2 , 4 , 6 ) are provided for imaging partial beams ( 7 , 8 ) formed from the laser beam ( 1 ) on the input side under Fourier transformation and beam separation with spatially distributed ones Spectral components on spatially separately arranged and individually programmable spatial light modulators ( 9 , 10 , 22 , 23 ) and that further optical elements ( 13 , 15 , 17 ) are provided for the interferometric superimposition and collimation, or in reverse order, of the combination of those in the individual spectral components that can be modulated partial beam bundles ( 11 , 12 ) to form a common output-side laser beam ( 18 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that the optical elements contain one or more diffraction gratings ( 19 , 25 ).

8. The device according to claim 6, characterized in that the optical elements contain one or more prisms.

9. The device according to claim 6, characterized in that a partially transparent mirror ( 21 ) is used for beam splitting of the laser beam ( 1 ) or a beam formed therefrom with spatial distribution of the spectral components.

10. The device according to claim 7, characterized in that the laser beam ( 1 ) is separated into partial beams ( 7 , 8 ) by using different diffraction orders of the diffraction grating.

11. The device according to claim 6, characterized in that a concave mirror is provided for imaging the spectral components of the partial beams ( 7 , 8 ) on locally separated Fourier planes in which the spatial light modulators ( 9 , 10 , 22 , 23 ) are arranged.

12. The device according to claim 6, characterized in that for imaging the spectral components of the partial beams ( 7 , 8 ) on locally separated Fourier planes in which the spatial light modulators ( 9 , 10 , 22 , 23 ) are arranged, a converging lens ( 20 ) is provided.

13. The apparatus according to claim 6, characterized in that a cylindrical mirror is provided for imaging the spectral components of the partial beams ( 7 , 8 ) on locally separated Fourier planes in which the spatial light modulators ( 9 , 10 , 22 , 23 ) are arranged.

14. The device according to claim 6, characterized in that a cylindrical lens is provided for imaging the spectral components of the partial beams ( 7 , 8 ) on locally separated Fourier planes in which the spatial light modulators ( 9 , 10 , 22 , 23 ) are arranged.

15. The device according to claims 6 and 9, characterized in that for combining and superimposing the partial beam ( 11 , 12 ) influenced by the spatial light modulators ( 9 , 10 , 22 , 23 ) also a partially transparent mirror ( 21 ), preferably the same partially transparent mirror ( 21 ) for said beam separation, is used.

16. The device according to claim 6, characterized in that a concave mirror is provided for converting the partial beam bundles ( 11 , 12 ) influenced by the spatial light modulators ( 9 , 10 , 22 , 23 ) with spatial distribution of the spectral components into an angularly distributed spectrum ( 16 ).

17. The apparatus according to claim 6, characterized in that a converging lens ( 24 ) is provided for converting the partial beam bundles ( 11 , 12 ) influenced by the spatial light modulators ( 9 , 10 , 22 , 23 ) with spatial distribution of the spectral components into an angularly distributed one Spectrum ( 16 ).

18. Device according to claim 6 and one of claims 13 or 14, characterized in that a cylindrical mirror is provided for converting the partial beam bundles ( 11 , 12 ) influenced by the spatial light modulators ( 9 , 10 , 22 , 23 ) with spatial distribution of the Spectral components in an angularly distributed spectrum ( 16 ).

19. The device according to claim 6 and one of claims 13 or 14, characterized in that a cylindrical lens is provided for converting the partial beam bundles ( 11 , 12 ) influenced by the spatial light modulators ( 9 , 10 , 22 , 23 ) with spatial distribution of the Spectral components in an angularly distributed spectrum ( 16 ).

20. The device according to claim 6, characterized in that reflective spatial light modulators ( 22 , 23 ) are used, for example micromirror arrays with reflector elements ( 22 ) which are individually programmable for the spectral components of the partial beam bundles ( 7 or 8 ), that is to say which can be influenced in the optical path length a, 23 a).

21. The device according to claim 6, characterized in that in suitable Spectral ranges, especially in the near infrared range (NIR), spatial Liquid crystal modulators are used for phase modulation.

22. The device according to claim 6 and one of claims 18 or 19, characterized in that two-dimensional micromirror arrays are provided for spatially resolved amplitude and phase modulation as reflective spatial light modulators ( 22 , 23 ).