DE10255303A1

DE10255303A1 - Pockelszelle

Info

Publication number: DE10255303A1
Application number: DE2002155303
Authority: DE
Inventors: Stefan Dr. Balle; Sven Poggel; Thomas Dr. Fehn
Original assignee: Linos Photonics GmbH and Co KG
Current assignee: Qioptiq Photonics GmbH and Co KG
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2004-06-17
Also published as: WO2004049049A1

Abstract

Es ist eine Pockelszelle, vorzugsweise zum Einsatz in Laserresonatoren, mit zumindest einem, eine Achse aufweisenden zylinderförmigen Kristall mit einem Zylindermantel und mit zwei zueinander parallelen ebenen Stirnflächen als Kristalleingangs- sowie Kristallausgangsflächen bekannt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kristall als nicht senkrechter Zylinder mit einem von 0 DEG abweichenden ersten Winkel zwischen seiner Achse und der Ebenen-Normalen der Kristalleingangsfläche ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pockelszelle gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, vorzugsweise zum Einsatz in Laserresonatoren mit zumindest einem, eine Achse aufweisenden zylinderförmigen Kristall mit einem Zylindermantel und zwei zueinander parallelen ebenen Stirnflächen als Kristalleingangs- sowie Kristallausgangsfläche.

Solche Pockelszellen sind in Form von senkrechten Zylindern, z.B. Quadern bekannt.

Von Nachteil bei dieser bekannten Pockelszelle ist die Tatsache, daß der an der optischen Oberfläche der Kristalleintrittsfläche reflektierte Strahl antiparallel zur Richtung des einfallenden Strahl zurückverläuft, was zu unerwünschten Überlagerungen führen kann und als Etalon-Effekt bekannt ist. Insbesondere ist dies bei einer RTP-Pockelszelle unerwünscht, bei welcher aufgrund der thermischen Kompensationsanordnung zwei mit ihrer Achse zusammenfallende, hintereinander und mit Abstand voneinander angeordnete identische Kristalle verwendet werden, weil hier zwei zusätzliche Grenzflächen zwischen den beiden Kristallen mit den unerwünschten Effekten vorhanden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Pockelszelle so weiterzubilden, daß durch den Etalon-Effekt verursachte unerwünschte Überlagerungen des reflektierten Lichtstrahls minimiert werden.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Pockelszelle gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale, nämlich dadurch gelöst, daß der Kristall als nicht senkrechter Zylinder mit einem von Null Grad abweichenden ersten Winkel zwischen seiner Achse und dem Vektor der Ebenen-Normale der Kristalleingangsfläche ausgebildet ist.

Durch diese Ausbildung hat man den Vorteil, daß der an der Kristalleingangsfläche reflektierte Lichtstrahl in anderer Richtung reflektiert wird. Der an der Kristallausgangsfläche austretende Lichtstrahl ist zwar zu dem Eingangslichtstrahl parallel, nicht jedoch wegen des Strahlversatzes kolinear, so daß beide Lichtstrahlen zumindest parallel zur Achse des Kristalls verlaufen.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird bei einer zwecks Temperaturkompensation aus zwei bezüglich ihrer Achse zusammenfallenden, hintereinander und mit Abstand voneinander angeordneten identischen Kristallen diese so angeordnet, daß sowohl der erste Kristall an seinem Kristalleingangsfenster den von Null Grad abweichenden ersten Winkel als auch der zweite Kristall an seiner Kristalleingangsfläche einen dem ersten entsprechenden zweiten Winkel aufweist und daß hierbei beide Winkel in ein- und derselben Ebene liegen, in der auch die Achse angeordnet ist. Vorzugsweise ist bzw. sind der bzw. die Kristalle als RTP-Kristalle ausgebildet. Durch diese Anordnung wird der Strahlversatz, den der erste Kristall bildet, durch den zweiten Kristall nach Betrag und Richtung wiederum kompensiert, so daß der aus der Kristallaustrittsfläche des zweiten Kristalls austretende Lichtstrahl nicht nur parallel zu dem an der Kristalleingangsfläche des ersten Kristalls eintretenden Lichtstrahls parallel, sondern ist überdies kolinear zu diesem angeordnet. Zugleich werden alle Reflexe und damit Überlagerungen der reflektierten rücklaufenden Lichtwelle unterbunden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme näher erläutert. In dieser zeigt:
1 eine Pockelzelle im schematischen Querschnitt und
2 einen Querschnitt gemäß 1 mit zwei zwecks Temperaturkompensation hintereinander angeordneten RTP-Kristallen.
Die in 1 gezeigte, insgesamt mit 5 bezeichnete Pockelszelle weist ein insgesamt mit 6 bezeichnetes Gehäuse und eine in deren Durchgangsöffnung 7 insgesamt mit 8 bezeichnete Halterung für zwei mit ihrer Achse 9 zusammenfallende, hintereinander und mit Abstand voneinander angeordnete, identische Kristalle 10A und 10B auf, von denen jeder eine Kristalleingangsfläche 11A und 12A und eine Kristallausgangsfläche 12A und 12B sowie einen bezüglich der Achse 9 symmetrischen Mantel 14A und 14B auf.
Der prinzipielle Aufbau der beiden Kristalle bezüglich ihrer gemeinsamen Achse 9 ist schematisch in 2 dargestellt.
Der Strahlenverlauf und die genaue Anordnung der Kristalle 10A und 10B sind daraus ersichtlich. Die Kristalleingangsfläche 11A des ersten Kristalls 10A weist mit dessen Ebenen-Normale 15A einen von Null abweichenden ersten Winkel α und die Kristalleingangsfläche 11B des zweiten Kristalls 10B mit seiner Ebenen-Normale 15B den zweiten Winkel β auf, die beide von Null verschieden sind. Die Kristalleingangsfläche 11a des Kristalls 10a ist hierbei parallel zu der Kristallausgangsfläche 12a angeordnet. Dasselbe gilt für den zweiten Kristall 10B. Hierbei entspricht der erste Winkel α dem Betrage nach dem zweiten Winkel β, er ist lediglich anders gerichtet. Beide Winkel liegen überdies in ein- und derselben Ebene, in der auch die Achse 9 liegt, die die Kristalleingangs- und ausgangsflächen jeweils durch die Mitte der betreffenden Fläche durchsticht.
Hierbei ist in 2 der schematische Strahlengang eines zusammen mit der Achse 9 an der Kristalleintrittsfläche 11A des ersten Kristalls 10A einfallenden Lichtstrahls 16 gezeigt. In dem ersten Kristall 10A wird dieser Lichtstrahl von der Achse 9, wie schematisch mit 16A gezeigt, weggebrochen und tritt an der Kristallausgangsfläche 12a mit Abstand aber parallel zu der Achse 9 als Lichtstrahl 16C bis zu der Kristalleingangsfläche 11B des zweiten Kristalls 10B ein. Dort wird er als Lichtstrahl 16B wieder zu der Achse des Kristalls 9 hingebrochen und tritt an derselben Stelle wie die Achse 9 aus der Kristallausgangsfläche 12b des zweiten Kristalls l0b aus und verläuft mit diesem zusammenfallend, wie mit 16 schematisch im rechten Teil von 2 gezeigt.
Durch diese Anordnung ist sichergestellt, daß weder an dem ersten Kristall, noch dem zweiten Kristall, der Eingangslichtstrahl 16 nicht kolinear zu diesem an der Kristalleingangsfläche reflektiert werden kann, wodurch es nicht zu unerwünschten Überlagerungen kommen kann.

Claims

Pockelszelle (5), vorzugsweise zum Einsatz in Laserresonatoren mit zumindest einem, eine Achse (9) aufweisenden zylinderförmigen Kristall (10A, 10B) mit einem Zylindermantel (14A,14B) und mit zwei zueinander parallelen ebenen Stirnflächen als Kristalleingangs- (11A, 11b) sowie Kristallausgangsflächen (12A, 12B), dadurch gekennzeichnet, daß der Kristall (10A) als nicht senkrechter Zylinder mit einem von Null Grad abweichenden ersten Winkel (α) zwischen seiner Achse (9) und der Ebenen-Normalen (15A) der Kristalleingangsfläche (11A) ausgebildet ist.
Pockelszelle (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristall (10A, 10B) als Kreiszylinder ausgebildet ist.
Pockelszelle (5) bestehend aus zwecks Temperaturkompensation zwei bezüglich ihrer Achse zusammenfallenden, hintereinander und mit Abstand voneinander angeordneten, identischen Kristallen (10A, 10B) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der erste Kristall (10A) an seiner Kristalleingangsfläche (11A) den von Null abweichenden ersten Winkel (α) als auch der zweite Kristall (10B) an seiner Kristalleingangsfläche (11B) den dem ersten entsprechenden zweiten Winkel (β) aufweist und daß sowohl der erste als auch der zweite Winkel in ein und derselben Ebene liegen, in der auch die Achse (9) angeordnet ist.
Pockelszelle (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristall als RTP-Kristall ausgebildet ist.