DE1439398C3 - Optischer Sender oder Verstarker für kohärente Strahlung - Google Patents

Optischer Sender oder Verstarker für kohärente Strahlung

Info

Publication number
DE1439398C3
DE1439398C3 DE19641439398 DE1439398A DE1439398C3 DE 1439398 C3 DE1439398 C3 DE 1439398C3 DE 19641439398 DE19641439398 DE 19641439398 DE 1439398 A DE1439398 A DE 1439398A DE 1439398 C3 DE1439398 C3 DE 1439398C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optical transmitter
light source
excitation
excitation light
transmitter according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19641439398
Other languages
English (en)
Other versions
DE1439398B2 (de
DE1439398A1 (de
Inventor
Dieter Dipl.-Phys.Dr. 8000 Muenchen Roess
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of DE1439398A1 publication Critical patent/DE1439398A1/de
Publication of DE1439398B2 publication Critical patent/DE1439398B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1439398C3 publication Critical patent/DE1439398C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
    • H01S3/093Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp focusing or directing the excitation energy into the active medium
    • H01S3/0931Imaging pump cavity, e.g. elliptical

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Sender oder Verstärker für kohärente Strahlung aus einem stabförmigen stimulierbaren Medium mit stufenweiser optischer Anregung durch eine erste Lichtquelle, die dem stimulierbaren Medium gerade so viel Anregungsenergie zuführt, daß fast die Inversion erreicht wird, und durch eine zweite Lichtquelle, die so viel weitere Anregungsenergie zuführt, daß die Inversion erreicht und die kohärente Ausstrahlung oder Verstärkung einsetzt.
Das allgemeine Prinzip eines optischen Senders oder Verstärkers für kohärente Strahlung ist zwar in der Literatur schon hinreichend beschrieben, doch soll zum besseren Verständnis zunächst an Hand eines einfachen Beispiels nochmals kurz auf die Wirkungsweise eines derartigen Verstärkers eingegangen werden.
Die Fig. 1 zeigt ein Diagramm, in dem auf der Ordinate die Energie E und auf der Abszisse die sogenannte Besetzungszahl η aufgetragen sind. Das Diagramm enthält die Darstellung der Energieverteilung für ein stimulierbares Medium mit drei Energieniveaus. Die einzelnen Energieniveaus sind mit JE1, E2 und E3 bezeichnet. Ihre Besetzung—darunter wird die Anzahl der jeweiligen Atome mit diesem Energiezustand verstanden - ist im thermischen Gleichgewicht so, daß die höheren Energieniveaus weniger besetzt sind als die tieferen Energieniveaus. Die Verteilung entspricht einer Boltzmann-Verteilung und ist in der Fig. 1 mit B bezeichnet. Der Schnittpunkt dieser Kurve mit den einzelnen Energieniveaus gibt an, welche Besetzungszahlen den einzelnen Energieniveaus zukommen.
Beim optischen Sender oder Verstärker für kohärente Strahlung ist in der Regel ein solches stimulierbares Medium zu wählen, dessen Abstand zwischen den Energieniveaus E1 und E2 dem Produkt h-fs und dessen Abstand zwischen den Energieniveaus JS1 und
E3 dem Produkt h -fp entspricht, worin h das Plancksche Wirkungsquantum, fs die mittlere Signalfrequenz und fp die dem Anregungsübergang entsprechende Anregungsfrequenz sind.
Der Verstärkungsvorgang in einem derartigen optischen Drei-Niveau-Verstärker geht nun etwa wie folgt vor sich: Mittels von außen zugeführter Anregungsenergie wird die Besetzungszahl in den einzelnen Energieniveaus geändert, und zwar derart, daß
auf E3 sich die Besetzungszahl von n3 auf n3 erhöht. Weil die Zahl der Atome in dem stimulierbaren Medium festliegt, verringert sich durch diese Quantenübergänge die Besetzung bei E1 um den gleichen Betrag. Die Besetzung geht also für E1 zurück von Ti1 auf /I1'. Die Inversion des Niveaupaares E1IE2 wird erheblich verbessert, wenn die den thermischen Ausgleich der einzelnen Energieniveaus untereinander bestimmende Relaxationszeit für das Niveaupaar E3IE2 wesentlich kleiner ist als für das Niveaupaar E2IE1. Dann wird für E1 eine größere Besetzung erreicht als für E2 (Inversion). Wird nun ein äußeres Signal mit der Frequenz fs zugeführt, so gehen Atome mit dem Energiezustand E2 in den Energiezustand E1 über. Gleichzeitig tritt auch ein gewisser Übergang von Atomendes Energiezustandes E1 in den Energiezustand E2 ein. Der Übergang von E2 nach E1 entspricht einer induzierten Emission des stimulierbaren Mediums auf der Frequenz fs, während der Übergang von E1 nach E2 einer Absorption der induzierenden Signalenergie entspricht. Durch die mittels des Anregens erzwungene Besetzung der Energieniveaus E1 und JE2 überwiegt jedoch die induzierte Emission gegenüber der Absorption, so daß insgesamt mehr Signalenergie der Frequenz fs vom stimulierbaren Medium emittiert wird, als einfallende bzw. induzierende Signalenergie mit der Frequenz fs in dem stimulierbaren Medium absorbiert wird.
Das Drei-Niveau-System ist nur eines der möglichen Systeme, nach dem optische Sender oder Verstärker arbeiten können. Es gibt auch Systeme mit beispielsweise vier und mehr Niveaus, auf deren Erläuterung zur Vereinfachung hier nicht näher eingegangen werden soll, da sie analog arbeiten.
Während im Mikrowellenbereich Energiequellen, deren Gesamtenergie die gleiche Frequenz und die gleiche Phase haben, mit ausreichender Leistung zur Verfügung stehen, lassen sich Lichtwellen derartiger Gesamtenergie bisher nicht erstellen. Infolgedessen erfolgen auch die durch Lichtenergie angeregten Quantenübergänge nicht gleichphasig. Die Synchronisation der Emission der Atome im Gebiet der Licht- und Wärmewellen kann nun dadurch erfolgen, daß das stimulierbare Medium mit für die Zwecke der Verstärkung geeigneten Quantenübergängen, beispielsweise ein Rubin-Einkristall, zu einem Stab zugeschnitten wird, dessen Enden mit hoher Präzision eben geschliffen und mit einer teilweise reflektierenden, teilweise durchlässigen Silberschicht bedeckt sind. Werden die Atome dieses Stabes mittels zugeführter Anregungsenergie bis zur Inversion angeregt, so fallen sie nach kurzer Zeit unter Aussendung von allen möglichen inkohärenten Wellen in ihren Ruhezustand zurück. Einige Wellen jedoch, die längs der Achse des Kristalls laufen, treffen auf die reflektierenden Stirnflächen und lauf en wieder zurück. Sie lösen auf dem Rückweg in den angeregten Atomen, die sie durch-" queren, weitere Wellen derselben Frequenz und auch Phase aus, so daß ein sich verstärkender Wellenzug entsteht, der von der gegenüberliegenden Silberschichtteils durchgelassen, teils zurückgeworfen wird und sich bei laufender Zuführung von Anregungsenergie weiter verstärkt. Bei richtiger Ausführung der reflektierenden Wände entsteht eine stehende Welle, die bei ausreichender Anregungsleistung durch die durchlässigen Wände Energie nach außen abgeben kann. Die auf diese Weise entstehenden Wellen sind stark gebündelt, da nur die Energie, die längs der Kristallachse läuft, eine Aussicht auf senkrechte Reflexion an den Enden und damit auf Verstärkung hat. Neben den in Achsrichtung des Stabes angeregten Lichtwellen von Signalfrequenz werden auch noch viele weitere Lichtwellen durch Streuung oder Beugung an den Endflächen des Stabes angeregt.
Die in einem optischen Sender oder Verstärker für kohärente Strahlung gespeicherte Energie kann in Form von sehr kurzen Lichtimpulsen hoher Leistung ίο ausgeschickt werden, wenn es gelingt, den Einsatz von Laserschwingungen bei niedrigerer Inversion zu verhindern. In einer bekannten Anordnung wird der Laserkristall, wie z. B. Rubin, mit zwei gewendelten Entladungsblitzlampen unterschiedlicher Leistung be-
leuchtet, von denen eine /mit einem langsam ansteigenden Lichtimpuls das stimulierbare Medium bis gerade zur Inversion anregt. Die zweite Blitzlampe wird erst in diesem Augenblick gezündet und erzeugt mit einem sehr kurzen Pumpimpuls einen schnellen Anstieg der Inversion zu hohen Weiten. Dies ist in der Zeitschrift Proceedings IRE 49, Jg. (1961) auf Seite 1571 in dem Aufsatz »Hair-Trigger-Mode« von
M. L. Stitch und andere ausführlich erläutert.
Bei den bekannten Anordnungen gelang es nur unvollständig, die zwei Lichtquellen möglichst vollständig auf einen Kristall wirken zu lassen.
Die Aufgabe besteht nun darin, in einer Anregungseinrichtung mit zwei Lichtquellen kurze intensive Lichtimpulse zu erzeugen, deren Energie im wesentlichen aus der leistungsstärkeren der beiden Lichtquellen stammt, wobei beide Licluxmellen möglichst vollständig auf dem stimulierbaren Medium abgebildet werden.
Diese Aufgabe wird bei einem optischen Sender oder Verstärker für kohärente Strahlung aus einem stabförmigen stimulierbaren Medium mit stufenweiser optischer Anregung durch eine erste Lichtquelle, die dem stimulierbaren Medium gerade so viel Anregungsenergie zuführt, daß fast die Inversion erreicht wird, und durch eine zweite Lichtquelle, die so viel weitere Anregungsenergie zuführt, daß die Inversion erreicht und die kohärente Ausstrahlung oder Verstärkung einsetzt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine optische Anregungseinrichtung mit zwei reflektierenden Innenräumen vorgesehen ist, von denen jeder wenigstens je eine Anregungslichtquelle und einen Teil des die Zwischenwand durchdringenden gemeinsamen stimulierbaren Mediums enthält.
so Es ist aus der deutschen Auslegeschrift 1158 629 zwar bereits eine Anregungseinrichtung mit mehreren Räumen bekannt, jedoch befindet sich bei dieser das stimulierbare Medium in einem und beide Anregungslichtquellen in einem zweiten Raum. Die Aufteilung in mehrere Räume ist erforderlich, weil das stimulierbare Medium und die Anregungslichtquellen in je einem Kühlmittelkreislauf angeordnet sind.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1170 071 ist ein Anregungssystem bekannt, bei dem ein Spiegelsystem das Licht mehrerer Anregungslichtquellen auf ein stimulierbares Medium wirft. Weiter ist aus der französischen Patentschrift 1347 886 eine vom stimulierbaren Medium durchdrungene Zwischenwand und aus der französischen Patentschrift 1344 970 eine Kette opti-
scher Verstärker bekannt.
Die Erfindung nutzt die Tatsache aus, daß im allgemeinen stimulierbare Medien für optische Drer-Niveau-Verstärker im angeregten Zustand nur schwach
invertiert sind. Bei vollständiger Inversion ist die Verstärkung pro Längeneinheit (α') gleich der Absorption ohne Anregung (α)
V = e+a'1 = (e-al)-y
Bei unvollständiger Inversion ist die Verstärkung entsprechend geringer.
Ein optischer Sender mit einem optischen Resonator vom Perot-Fabry-Typ wird in seiner Länge durch zwei verschiedene Lichtquellen angeregt, von denen die leistungsstärkere einen größeren Teil und die leistungsschwächere einen kleineren Teil des stimulierbaren Mediums ausleuchtet.
In dieser Anordnung wird erst bei einer sehr hohen Anregungsleistung der stärkeren Lichtquelle die Verstärkung in dem von ihr ausgeleuchteten Teil die Absorption im anderen Teil überkompensieren, so daß Laserschwingungen einsetzen können. Bevor dieser Fall auftritt, wird die schwächere Blitzlampe gezündet, so daß die Absorption in dem von ihr ausgeleuchteten Teil wenigstens teilweise aufgehoben wird oder sogar in eine Verstärkung übergeht, wodurch Schwingungen einsetzen.
Durch das Längenverhältnis beider Teile des stimulierbaren Mediums kann festgelegt werden, bei welcher Inversion Schwingungen erzeugt werden können. '
Da in den praktisch wichtigen Fällen die Länge des von der schwächeren Lichtquelle ausgeleuchteten Teiles klein gegen die Länge des anderen Teiles des stimulierbaren Mediums gemacht werden kann, ist es möglich, mit einer auslösenden schwächeren Lichtquelle sehr kleiner Leistung, kurzer Impulsdauer und hoher Pulsfrequenz zu arbeiten. Die abgestrahlte Leistung stammt dabei überwiegend aus der stärkeren Lichtquelle.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in beiden reflektierenden Innenräumen konzentrisch um die Resonatorachse angeordnete wendeiförmige Anregungslichtquellen vorgesehen. _;. \
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die beiden reflektierenden Innenräume als elliptische Zylinderspiegel ausgebildet sind, deren Brennlinien auf gemeinsamen Geraden liegen, die durch eine senkrecht zu diesen Geraden angeordnete Zwischenwand getrennt sind und die durch äußere Seitenwände abgeschlossen sind, wobei längs der einen Brennlinie das stimulierbare Medium die Zwischenwand durchdringt und wobei längs der anderen Brennlinie jeweils eine stabförmige Anregungslichtquelle in dem einen und in dem anderen Innenraum angeordnet ist.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß beide reflektierende Innenräume als rotationsellipsoidische Spiegel mit gemeinsamer Rotationsachse ausgebildet sind, die im Scheitelbereich zusammenstoßen und an dieser Nahtstelle die Zwischenwand bilden, daß längs der gemeinsamen Rotationsachse sowohl das stimulierbare Medium die Nahtstelle durchdringend zwischen den beiden der Nahtstelle zugewandten Ellipsoidbrennpunkten angeordnet ist, als auch die zwei Anregungslichtquellen zwischen den von der Nahtstelle abgewandten EUipsoidbrennpunkten und jeweils den äußeren Scheitelbereichen der Rotationsellipsoide angeordnet sind.
Die in den Ellipsoiden angeordneten Anregungslichtquellen können stabförmig oder gewendelt ausgebildet sein.
Weiter wird der optische Sender oder Verstärker so ausgeführt, daß das stimulierbare Medium kurzer als der Abstand der benachbarten Brennpunkte ist und längs der Rotationsachse verschiebbar angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist der optische Sender oder Verstärker, dessen Anregungseinrichtung aus zwei Ellipsoiden besteht, so ausgebildet, daß zwischen den den Brennpunkten eines oder beider ellipsoidischen Spiegel ein zur Rotationsachse geneigter Spiegel vorgesehen ist, der mit einer Öffnung zum Ein- oder Austritt des Signallichts zusammenwirkt.
Weiter ist der Molekularverstärker so ausgebildet, daß beide Anregungslich^quellen für die Abgabe periodischer Impulse eingerichtet sind.
Eine andere Ausführung ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die eine Anregungslichtquelle, die das stimulierbare Medium bis fast zur Inversion anregt, eine stetig leuchtende Lichtquelle und die andere Anregungslichtquelle eine pulsierende Lichtquelle ist. Der Stab aus stimulierbarem Medium wird z. B. in die oben beschriebene Ellipsoidanordnung aus zwei vorzugsweise gleich großen Ellipsoiden so eingebracht, daß der Abstand zwischen Brennpunkt und Scheitelwand jeweils vorzugsweise gleich der Stablänge ist. Wird hier eine Lichtquelle als kontinuierlich leuchtende und die andere als gepulste ausgebildet, so kann durch Verschieben des Stabes längs der Rotationsachse ein Übergang vom gepulsten Betrieb in einen kontinuierlichen und umgekehrt erreicht werden.
Im optischen Sender oder Verstärker kann außerdem die erste Anregungslichtquelle so ausgebildet sein, daß sie das stimulierbare Medium zur Inversion und Verstärkung veranlaßt, während die zweite Anregungslichtquelle so ausgebildet ist, daß sie durch Zuführung von Anregungsenergie schwankender Stärke eine Veränderung des Signallichtstrahls im Takte einer Modulation bewirkt.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen verschiedene Ausführungsformen des Anregungssystems nach der Erfindung. An Hand dieser Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.
Die Fig. 2 zeigt einen optischen Sender oder Verstärker, bei dem das stimulierbare Medium 1, z.B. ein Rubinstab, längs einer Brennlinie 2 eines elliptischen zylindrischen Hohlspiegels 3 angeordnet ist.
Längs der anderen Brennlinie 4 sind eine stärkere und längere stabförmige Anregungslichtquelle 5 und eine schwächere und kürzere stabförmige Anregungslichtquelle 6 vorgesehen, die voneinander durch eine Zwischenwand 7 getrennt sind. Der stimulierbare Stab 1 und die Lichtquellen 5 und 6 sind an den Stirnwänden 8 und 9 sowie an der Zwischenwand 7 befestigt.
Ist die Anordnung als optischer Sender (Oszillator) ausgeführt, so ist die Stirnfläche 10 völlig reflektierend und die Stirnfläche 11 teildurchlässig verspiegelt.
Die Stromzuführungen der Lichtquellen sind der Übersichtlichkeit halber in der Figur nicht eingezeichnet.
Der Betrieb des optischen Senders oder Verstärkers beginnt damit, daß die Lichtquelle 5 durch den Hohlspiegel 3 auf das stimulierbare Medium abgebildet wird. Dadurch wird das stimulierbare Medium 1 bei entsprechender Dimensionierung der Anordnung bis zur Inversion angeregt, jedoch nicht so hoch, daß
Schwingungen einsetzen. Wird jetzt zusätzlich die Lichtquelle 6 auf den entsprechenden Teil des stimulierbaren Mediums 1 abgebildet, so wird der Schwellenwert erreicht, und zwischen den Reflektoren 10 und 11 bildet sich ein stehender Wellenzug aus, der durch den teildurchlässigen Reflektor 11 Energie nach außen abgibt.
Die F i g. 3 zeigt eine Anregungseinrichtung, die aus einem größeren rotationselliptischen Hohlspiegel 12 und einem kleineren rotationselliptischen Hohlspiegel 13 besteht, die im Scheitelbereich zusammenstoßen und einen Durchbruch für das stimulierbare Medium aufweisen. Das stimulierbare Medium 14 ist zwischen den Brennpunkten 15 und 16 der Hohlspiegel 12 und
13 angeordnet. Die Anregungslichtquelle 17 ist zwischen dem Brennpunkt 18 und der äußeren Scheitelwand des Hohlspiegels 12 und die Anregungslichtquelle 19 zwischen dem Brennpunkt 20 und der äußeren Scheitelwand des Hohlspiegels 13 angebracht. Die planparallelen Stirnwände 21 und 22 des stimulierbaren Mediums 14 sind teildurchlässig verspiegelt. Zwischen den Brennpunkten 15 und 18 des Hohlspiegels 12 ist ein Reflektor 23 angebracht, der um 45° zur Rotationsachse 24 geneigt ist. Entsprechend ist im Bereich zwischen den Brennpunkten 16 und 20 des Hohlspiegels 13 ein ebenfalls um 45° zur Rotationsachse 24 geneigter Reflektor 25 eingebaut. Für den Eintritt des Signallichtstrahls ist im Hohlspiegel 12 eine öffnung 26 und für den Austritt des Signallichtstrahls im Hohlspiegel 13 eine Öffnung 27 vorgesehen.
Die Haltevorrichtungen für das stimulierbare Medium, die Anregungslichtquellen und die Reflektoren sowie die Stromzuführungen der Anregungslichtquellen wurden der Übersichtlichkeit halber in der Darstellung weggelassen.
Im Hohlspiegel 12 wird die Lichtquelle 17 auf den in ihm befindlichen Teil des stimulierbaren Mediums
14 abgebildet. Durch diese Energiezufuhr wird das
stimulierbare Medium bis kurz vor den Schwingungseinsatz angeregt. Anschließend wird die Lichtquelle 19 im Ho&spiegel 13 gezündet und auf den in ihm befindlichen Teil des stimulierbaren Mediums 14 abgebildet. Dadurch wird eine so hohe Inversion in stimulierbarem Medium erreicht, daß Schwingungen einsetzen. Ein durch die Öffnung 26 eintretender Signallichtstrahl trifft auf den Reflektor 23 und wird in Richtung der Rotationsachse 24 reflektiert und tritt
ίο durch den Reflektor 21 in das stimulierbare Medium 14 ein. Im stimulierbaren Medium erfolgt eine Rückkopplung, und der Lichtstrahl läuft zwischen den Reflektoren 15 und 16 hin und her. Durch den teilreflektierenden Reflektor 22 tritt der verstärkte Signallichtstrahl aus, wird durch den Reflektor 25 reflektiert und verläßt durch die Öffnung 27 den optischen Sender oder Verstärker für kohärente Strahlung. Dieser kann auch ohne äußere Signaleinspeisung aus seinem Rauschen heraus anschwingen.
Die Fig. 4 zeigt eine Anordnung, die bis auf zwei Details der in der Fig. 3 entspricht. Die beiden Hohlspiegel 28 und 29 sind gleich groß, und das stimulierbare Medium 30 hat eine Länge, die den Abstand von der Nahtstelle beider Hohlspiegel zum Brennpunkt 31 bzw. 32 entspricht. Durch eine nicht eingezeichnete Vorrichtung ist das stimulierbare Medium 30 längs der Rotationsachse 33 im Bereich zwischen den Brennpunkten 31 und 32 verschiebbar.
Die Wirkungsweise entspricht der zur Fig. 3 gegebenen Erklärung. Neu ist hier, daß die Anregungslichtquelle 34 kontinuierlich und die Anregungslichtquelle 35 intermittierend betrieben wird. Durch Verschieben des stimulierbaren Mediums 30 längs der Rotationsachse 33 wird ein Übergang vom kontinuierlichen zum intermittierenden Betrieb des optischen Verstärkers und umgekehrt bewirkt. Dies ist die Folge davon, daß durch den unveränderbaren Anteil am stimulierbarem Medium in beiden Hohlspiegeln die Bedingung für die Inversion verändert wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
309 5Π/105

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Optischer Sender oder Verstärker für kohärente Strahlung aus einem stabf örmigen stimulierbaren Medium mit stufenweiser optischer Anregung durch eine erste Lichtquelle, die dem stimulierbaren Medium gerade so viel Anregungsenergie zuführt, daß fast die Inversion erreicht wird, und durch eine zweite Lichtquelle, die so viel weitere Anregungsenergie zuführt, daß die Inversion erreicht und die kohärente Ausstrahlung oder Verstärkung einsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Anregungseinrichtung mit zwei reflektierenden Innenräumen vorgesehen ist, von denen jeder wenigstens je eine Anregungslichtquelle (5,6) und einen Teil des die Zwischenwand (7) durchdringenden gemeinsamen stimulierbaren Mediums (1) enthält.
2. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden reflektierenden Innenräumen konzentrisch um die Resonatorachse (2) angeordnete wendelförmige Anregungslichtqueflen vorgesehen sind.
3. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden reflektierenden Innenräume als elliptische Zylinderspiegel ausgebildet sind, deren Brennlinien (2, 4) auf gemeinsamen Geraden liegen, die durch eine senkrecht zu diesen Geraden angeordnete Zwischenwand (7) getrennt sind und die durch äußere Seitenwände (8,9) abgeschlossen sind, wobei längs der einen Brennlinie (2) das stimulierbare Medium (1) die Zwischenwand (7) durchdringt und wobei längs der anderen Brennlinie (4) jeweils eine stabförmige Anregungslichtquelle (5, 6) in dem einen und in dem anderen Innenraum angeordnet ist.
4. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide reflektierende Innenräume (12,13 oder 28,29) als rotationsellipsoidische Spiegel mit gemeinsamer Rotationsachse (24) ausgebildet sind, die im Scheitelbereich zusammenstoßen und an dieser Nahtstelle die Zwischenwand bilden, daß längs der gemeinsamen Rotationsachse (24) sowohl das stimulierbare Medium (14, 30) die Nahtstelle durchdringend zwischen den beiden der Nahtstelle zugewandten Ellipsoidbrennpunkten (15,16 und 31, 32) angeordnet ist, als auch die zwei Anregungslichtquellen zwischen den von der Nahtstelle abgewandten Ellipsoidbrennpunkten und jeweils den äußeren Scheitelbereichen der Rotationsellipsoide (12,13 und 28, 29) angeordnet sind.
5. Optischer Sender nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungslichtquellen (17, 19 oder 34, 35) stabförmig oder gewendelt ausgebildet sind.
6. Optischer Sender nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das stimulierbare Medium (30) kürzer als der Abstand der benachbarten Brennpunkte (31,32) ist und längs der Rotationsachse verschiebbar angeordnet ist.
7. Optischer Sender nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den den Brennpunkten eines oder beider ellipsoidischen Spiegel ein zur Rotationsachse geneigter Spiegel (23, 25) vorgesehen ist, der mit einer Öffnung (26, 27) zum Ein- oder Austritt des Signallichts zusammenwirkt.
8. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Anregungslichtquellen für die Abgabe periodischer Impulse eingerichtet sind.
9. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Anregungslichtquelle, die das stimulierbare Medium bis fast zur Inversion anregt, eine stetig leuchtende Lichtquelle und die andere Anregungslichtquelle eine pulsierende Lichtquelle ist.
10. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anregungslichtquelle derart ausgebildet ist, daß sie eine Anregungsmodulation der kohärenten Strahlung durch Zuführung von modulierter Anregungslichtstrahlung bewirkt.
DE19641439398 1964-06-11 1964-06-11 Optischer Sender oder Verstarker für kohärente Strahlung Expired DE1439398C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES0091484 1964-06-11

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1439398A1 DE1439398A1 (de) 1968-11-28
DE1439398B2 DE1439398B2 (de) 1973-03-15
DE1439398C3 true DE1439398C3 (de) 1973-09-27

Family

ID=7516530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19641439398 Expired DE1439398C3 (de) 1964-06-11 1964-06-11 Optischer Sender oder Verstarker für kohärente Strahlung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1439398C3 (de)

Also Published As

Publication number Publication date
DE1439398B2 (de) 1973-03-15
DE1439398A1 (de) 1968-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2144201C3 (de) Ramanlaser
DE2557949A1 (de) Laser-impuls-verstaerker
DE1921937A1 (de) Erbiumlaseranordnung
DE1158629B (de) Optischer Kristall-Verstaerker fuer selektive Fluoreszenz
DE2120429A1 (de) Laser mit zwei optischen Hohlräumen
DE2319083A1 (de) Frequenzgesteuerter laser in passiver q-schaltung
DE1212636B (de) Optischer Sender fuer stimulierte Strahlung
DE1439398C3 (de) Optischer Sender oder Verstarker für kohärente Strahlung
DE1234340B (de) Optischer Sender oder Verstaerker fuer kohaerente elektromagnetische Strahlung
DE4419069C2 (de) Gepulster Laser
DE3408541A1 (de) Raman-laser
DE2165132A1 (de) Gaslaser
DE1514397A1 (de) Molekularverstaerker
DE2008835A1 (de) Strahlenemissionsvorrichtung
DE1764162A1 (de) Strahlenemissionsvorrichtung
CH447410A (de) Einrichtung mit einem Laser
DE1287228B (de) Optischer Sender
DE10005357B4 (de) Anordnung zur Verstärkung eines optischen Strahls
DE1300180B (de) Optischer Sender oder Verstaerker
DE2213831C3 (de) Vorrichtung zum Härten einer auf einen Körper aufgetragenen Schicht
DE1293932B (de) Hohlspiegelsystem fuer Molekularverstaerker
DE1439416A1 (de) Molekularverstaerker mit Modenselektion
DE1514548A1 (de) Molekularverstaerker
DE1293931B (de) Optischer Sender oder Verstaerker
DE1977490U (de) Optischer verstaerker oder sender.

Legal Events

Date Code Title Description
SH Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee