DE10327260A1 - Beam-folding optical amplification equipment for solid state laser, includes component with selective angular sensitivity - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine optische Verstärkeranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an optical amplifier arrangement according to the preamble of claim 1.
Technische Anwendungsgebiete der Erfindung sind insbesondere diodengepumpte Festkörperlaser, und zwar sowohl Oszillator- als auch Verstärkeranordnungen, sowie Diodenlaser.Technical Fields of application of the invention are in particular diode-pumped Solid-state lasers, both oscillator and amplifier arrangements, as well as diode lasers.
Stand der TechnikState of technology
Der Markt für Hochleistungslaser für die Materialbearbeitung wird von CO2-Lasersystemen dominiert. Damit diodengepumpte Festkörperlaser konkurrenzfähig werden, sind verschiedene Konzepte zur Optimierung der Verstärkeranordnung vorgeschlagen worden. Maßnahmen zur notwendigen Erhöhung der Ausgangsleistung sind dabei jedoch meist mit einer Verschlechterung der Strahlqualität des erzeugten Laserstrahls verbunden.The market for high-power lasers for material processing is dominated by CO 2 laser systems. In order for diode-pumped solid-state lasers to become competitive, various concepts for optimizing the amplifier arrangement have been proposed. However, measures for the necessary increase in the output power are usually associated with a deterioration of the beam quality of the laser beam generated.
In
der
Die
Darstellung der Erfindungpresentation the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Verstärkeranordnung bereitzustellen, bei der eine hohe Ausgangsleistung, eine möglichst hohe Ausnutzung des verstärkenden Mediums und gleichzeitig eine hohe Strahlqualität des verstärkten Strahls erreicht wird.Of the Invention is based on the object, an optical amplifier arrangement to provide a high output power, the highest possible Exploitation of the reinforcing Medium and at the same time a high beam quality of the amplified beam is achieved.
Die Lösung dieses technischen Problems erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen werden durch die abhängigen Ansprüche angegeben.The solution This technical problem is solved by the features of the independent claim 1. Advantageous embodiments and developments are by the dependent ones Claims specified.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass das oben genannte technische Problem gelöst wird durch eine optische Verstärkeranordnung, insbesondere für einen Festkörper- oder Diodenlaser, bei der ein verstärkendes Medium zwischen mindestens zwei Faltungselementen angeordnet ist, und bei der der Strahlengang eines Laserstrahls mehrfach von den Faltungselementen gefaltet wird, und bei der mindestens ein Faltungselement derart winkelselektiv ausgebildet ist, dass sein Reflexionsgrad für vorbestimmte Auftreffwinkel von Strahlung wesentlich größer ist als für vorbestimmte unerwünschte Auftreffwinkel.According to the invention was recognized that the above technical problem is solved by an optical amplifier arrangement, especially for one Solid State or diode lasers in which a reinforcing medium is between at least two folding elements is arranged, and at the beam path a laser beam is folded several times by the folding elements, and at least one folding element in such an angle-selective manner is formed, that its reflectance for predetermined angles of incidence of radiation is much larger as for predetermined unwanted Incidence.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass man durch mehrmaliges Falten des Laserstrahlengangs durch das verstärkende Medium einen hohen Verstärkungsfaktor erzielen und das verstärkende Medium effizient ausnutzen kann. Um dabei einen Laserstrahl hoher Strahlqualität und Leistung zu erhalten, ist dafür Sorge zu tragen, dass trotz mehrmaligen Faltens das Auftreten von verstärkten Spontanemissionen (ASE) und parasitären Oszillationen verhindert wird. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass man ein Faltungselement oder mehrere wie oben beschrieben winkelselektiv ausbildet.Of the The invention is based on the finding that by repeatedly Fold the laser beam path through the amplifying medium a high gain achieve and reinforcing Can use medium efficiently. To make a laser beam higher beam quality and to maintain performance, it is important to ensure that, despite repeated Wrinkles the appearance of increased spontaneous emissions (ASE) and parasitic Oscillation is prevented. This can be achieved by that one folding element or more angle selective as described above formed.
Aufgrund der breiten Nutzbarkeit für die verschiedenen Lasertypen können die auf der Erfindung basierenden Laser in nahezu allen Bereichen verwendet werden, in denen Laser zur Materialbearbeitung, Life Sciences und Telekommunikation eingesetzt werden.by virtue of the broad usability for the different laser types can the laser based on the invention in almost all areas used in materials handling lasers, life sciences and telecommunications are used.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to embodiments and accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:
In
Die
in
So
ist in
Die
Anzahl der Faltungen des Laserstrahlengangs
Damit
die Entstehung von ASE und parasitären Oszillationen besonders
stark unterdrückt
und eine besonders starke Erhöhung
der Strahlqualität und
Leistung des nutzbaren Laserstrahls erreicht wird, ist es vorteilhaft,
wenn mindestens ein Faltungselement
Eine
besonders einfach zu realisierende Ausgestaltung der Erfindung ist
gegeben, wenn zumindest ein winkelselektiv wirkendes Faltungselement
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
lässt sich wie
in
Wie
in
In
einer weiteren Ausführungsform,
welche in
Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform der
oben genannten, mit zwei zusätzlichen
Resonatorspiegeln
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann sowohl für
einen gepulsten Betrieb wie auch für einen Dauerstrichbetrieb
vorgesehen sein. Für
Anwendungen, die einen gepulsten Laserstrahl verwenden, kann die
Anordnung zur Erhöhung
der Pulsintensitäten
und/oder zur Verkürzung
der Pulse wie in
Um
Laserstrahlung einer anderen Wellenlänge zu erzeugen kann ein frequenzkonvertierendes Element
Des
Weiteren kann eine Modenblende
Wenn
die Laserstrahlung eine bestimmte Polarisation aufweisen soll, kann
außerdem
ein polarisierendes Element
Die
oben genannten Elemente zur Güteschaltung,
Frequenzkonversion und Polarisation können nicht nur wie in
Für die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist es ausreichend, wenn zwei Faltungselemente
Vorteilhaft
ist es, wenn der Querschnitt des Verstärkungsmediums
Es
bietet sich an, das verstärkende
Medium
Indem
man wie oben beschrieben für
das verstärkende
Medium einen rechteckigen Querschnitt vorsieht und es longitudinal
von der Seite her über
eine der langen Kanten optisch pumpt, und die Kühlung über die Flächen senkrecht zu Faltungsebene
erfolgt, lässt
sich eine hohe Strahlqualität
erzielen, da thermische Störungen
weitgehend vermieden werden. Diese werden im Allgemeinen verursacht durch
die im Verstärkermedium
auftretende Verlustwärme.
Aufgrund der rechteckigen Form und der vorhandenen Kühlgeometrie
liegt hier jedoch eine annähernd
eindimensionale Wärmeleitung
vor, das bedeutet in Richtung des Laserstrahlengangs
Vorzugsweise
handelt es sich bei dem verstärkenden
Medium
Alternativ
kann das verstärkende
Medium
Die
Reflektivität
der Faltungselemente
- 11
- Verstärkungsmediumgain medium
- 2, 2', 2'', 2'''2, 2 ', 2' ', 2' ''
- Faltungselementfolding element
- 33
- Laserstrahlenganglaser beam path
- 44
- teilweise durchlässiger Resonatorspiegel (Auskoppelspiegel)partially permeable Resonator mirror (output mirror)
- 55
- Resonatorspiegel (HR-Spiegel)resonator (HR mirror)
- 66
- GüteschalterQ-switch
- 77
- Frequenzkonvertierendes Elementfrequency-converting element
- 88th
- Modenblendemode aperture
- 99
- Polarisierendes Elementpolarizing element
- 1010
- Optische Diode für unidirektionalen Betrieb des Ringresonatorsoptical Diode for unidirectional operation of the ring resonator
- 1111
- Verstärkende Bereiche des HalbleitermediumsReinforcing areas of the semiconductor medium
- 1212
- Nicht-verstärkende Bereiche des HalbleitermediumsNon-reinforcing areas of the semiconductor medium
Claims (21)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003127260 DE10327260A1 (en) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | Beam-folding optical amplification equipment for solid state laser, includes component with selective angular sensitivity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003127260 DE10327260A1 (en) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | Beam-folding optical amplification equipment for solid state laser, includes component with selective angular sensitivity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10327260A1 true DE10327260A1 (en) | 2005-01-13 |
Family
ID=33520660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2003127260 Ceased DE10327260A1 (en) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | Beam-folding optical amplification equipment for solid state laser, includes component with selective angular sensitivity |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE10327260A1 (en) |
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- 2003-06-17 DE DE2003127260 patent/DE10327260A1/en not_active Ceased
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |