DE1614482C3 - Excitation arrangement for an optical transmitter or amplifier (laser) - Google Patents

Excitation arrangement for an optical transmitter or amplifier (laser)

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DE1614482C3 DE19671614482 DE1614482A DE1614482C3 DE 1614482 C3 DE1614482 C3 DE 1614482C3 DE 19671614482 DE19671614482 DE 19671614482 DE 1614482 A DE1614482 A DE 1614482A DE 1614482 C3 DE1614482 C3 DE 1614482C3
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    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
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Description

regungslichtes auf Kosten seiner unerwünschten Spektralanteile verstärkt und somit die im stimulierbaren Medium in Wärme umgesetzte Lichtenergie relativ gering ist.excitation light amplified at the expense of its unwanted spectral components and thus those in the stimulable Medium converted into heat light energy is relatively low.

Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, daß hier das fluoreszente Rubinrohr räumlich vom stimulierbaren Medium getrennt ist und auf diese Weise wirksamer gekühlt wird.Another advantage is seen in the fact that the fluorescent ruby tube is spatially different from the stimulable Medium is separated and is cooled more effectively in this way.

An Hand von einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden.With reference to an embodiment shown in the drawing, the invention is intended in the following will be explained in more detail.

Die in der Figur schematisch dargestellte Laseranordnung weist als Anregungsspiegelsystem ein Rotationsellipsoid 1 auf. Innerhalb des Rotationsellipsoids I3 und zwar in seiner Rotationsachse, ist auf seiten des einen Spiegelscheitels eine Quecksilberkapillar- oder Xenonbogenlampe als Anregungsquelle 2 und auf seiten des anderen Spiegelscheitels YAG als stimulierbares Medium 3 angeordnet. Das stimulierbare Medium befindet sich hierbei innerhalb eines optischen Resonators vom Fabry-Perot-Typ, dessen Spiegel in der Figur nicht näher dargestellt sind. Die Anregungsquelle 2 und das stimulierbare Medium 3The laser arrangement shown schematically in the figure has an ellipsoid of revolution 1 as the excitation mirror system. Within the ellipsoid of revolution I 3 , specifically in its axis of rotation, a mercury capillary or xenon arc lamp is arranged as the excitation source 2 on the side of one mirror vertex and YAG as the stimulable medium 3 on the side of the other mirror vertex. The stimulable medium is located within an optical resonator of the Fabry-Perot type, the mirror of which is not shown in detail in the figure. The excitation source 2 and the stimulable medium 3

ίο sind jeweils von einem fluoreszierenden Rohr aus Rubin 4 umgeben. Gegebenenfalls können die Rohre 4 der Leitung eines Kühlmittelflusses im Raum 5 zwischen dem Rohr 4 und dem stimulierbaren Medium 3 bzw. der Anregungsquelle 2 dienen.ίο are each made of a fluorescent tube Ruby 4 surrounded. Optionally, the tubes 4 of the line of a coolant flow in the Space 5 between the tube 4 and the stimulable medium 3 or the excitation source 2 are used.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

1 2 die zur Inversion des stimulierbaren Mediums wirk- Patentanspriiche: sam sind. Beispielsweise enthält das Spektrum einer Quecksilberdampflampe starke Anteile an grünem1 2 which are effective for inversion of the stimulable medium. For example, the spectrum of a mercury vapor lamp contains strong proportions of green 1. Anregungsanordnung für optische Sender Licht, das von einem Rubinkristall oder Neodymglas oder Verstärker (Laser), deren Anregungslicht- 5 im Sinne der gewünschten· Inversion zur Erzeugung quelle mittels Fluoreszenz dem Absorptionsspek- stimulierter Emission absorbiert wird. Darüber hintrum des stimulierbaren Mediums angepaßt ist, aus ist es bekannt, durch geeignete Spiegelausführundadurch gekennzeichnet, daß als An- gen und sinnvolle Anordnung der Lampe und des stiregungslichtquelle (2) eine Quecksilberkapillar- mulierbaren Mediums dafür zu sorgen, daß das sti- oder Xenonbogenlampe vorgesehen ist, deren io mulierbare Medium dem von der Lampe erzeugten Anregungsstrahlung die Mantelfläche eines fluo- Anregungslicht möglichst vollständig ausgesetzt wird, reszenten Rubinrohres (4) durchquert, das die Beispielsweise kann dies dadurch geschehen, daß die Anregungslichtquelle (2) und/oder den mit Neo- stabförmig ausgebildete Lampe und das stabförmig dym dotierten stimulierbaren Yttrium-Alumi- ausgebildete stimulierbare Medium in den Brennlinium-Granat-Stab (3) umgibt. 15 nien eines das Spiegelsystem darstellenden Zylinder-1. Excitation arrangement for optical transmitters Light emitted by a ruby crystal or neodymium glass or amplifiers (lasers) whose excitation light is 5 in the sense of the desired · inversion for generation source is absorbed by means of fluorescence to the absorption spectrum-stimulated emission. Beyond that of the stimulable medium is adapted, from it is known by suitable mirror design and thereby characterized that as agen and sensible arrangement of the lamp and the lighting source (2) a mercury capillary mulable medium to ensure that the sti- or xenon arc lamp is provided, the io mulable medium of which is the same as that produced by the lamp Excitation radiation the outer surface of a fluo-excitation light is exposed as completely as possible, resistent ruby tube (4) crosses the For example, this can be done in that the Excitation light source (2) and / or the neo-rod-shaped lamp and the rod-shaped dym-doped stimulable yttrium-aluminum-trained stimulable medium in the focal line garnet rod (3) surrounds. 15 never a cylinder representing the mirror system 2. Anregungsanordnung nach Anspruch 1, da- ellipsoids angeordnet werden.2. Excitation arrangement according to claim 1, since ellipsoids are arranged. durch gekennzeichnet, daß die Anregungslicht- Aus der deutschen Auslegeschrift 1194 978 ist eincharacterized in that the excitation light from the German Auslegeschrift 1194 978 is a quelle in dem ersten Spiegelscheitel und der optischer Sender oder Verstärker bekannt, der alssource in the first mirror vertex and the optical transmitter or amplifier known as the Yttrium-Aluminium-Granat-Stab in dem z\Veiten stimulierbares Medium einen Festkörper aufweist,Yttrium-aluminum-garnet rod in which two stimulable medium has a solid, Spiegelscheitel eines ein Spiegelsystem bildenden 20 welcher über eine Anregungslichtquelle angeregtMirror vertex of a mirror system forming a 20 which is excited by an excitation light source Rotationsellipsoids angeordnet ist. wird und der neben den Resonatorspiegeln zusätzlichRotation ellipsoids is arranged. and the one in addition to the resonator mirrors strahlungsfokussierende optische Reflektoren zur Erhöhung der Anregungsausbeute enthält. Es wird einContains radiation-focusing optical reflectors to increase the excitation yield. It will be a Rubinkristall als stimulierbares Medium und eineRuby crystal as a stimulable medium and a 25 Hochdruckquecksilber-Entladungslampe als Lichtquelle verwandt. Es ist dort eine »Zwischenquelle« genannt, welche in einem für die Anregung geeigne-25 high-pressure mercury discharge lamp used as the light source. There is an "intermediate source" there called, which in a suitable for the excitation Die Erfindung bezieht sich auf eine Anregungsan- ten schmalen Band fluoresziert.The invention relates to an excitation an- th narrow band fluoresces. Ordnung für optische Sender oder Verstärker (Laser), Ein Einschalten der Zwischenquelle zwischen Entderen Anregungslichtquelle mittels Fluoreszenz dem 30 ladungslampe und Rubinkristall ist dort jedoch kaum Absorptionsspektrum des stimulierbaren Mediums von Bedeutung, da von Hochdruckquecksilber-Entlaangepaßt ist. dungslampen ohnehin Licht mit den zur Anregung Der Wirkungsgrad optischer Molekularverstärker des Rubinkristalles nötigen Frequenzbändern hochist sehr gering und liegt in der Größenordnung von intensiv ausgestrahlt wird.Order for optical transmitters or amplifiers (lasers), switching on the intermediate source between endors However, there is hardly any excitation light source by means of fluorescence, the charge lamp and ruby crystal Absorption spectrum of the stimulable medium is important because it is adapted from high pressure mercury entrainment is. The efficiency of optical molecular amplifiers of the ruby crystal is high anyway very low and is of the order of magnitude of being broadcast intensely. 1 %. Dies hat seine Ursache in den Verlusten, die in 35 Bekannt ist ferner aus der Patentschrift 1165 749 der die Anregungsquelle darstellenden Lampe bei ein optischer Verstärker, der eine primäre Strahder Umsetzung der elektrischen Energie in Licht- lungsquelle zur Anregung eines Leuchtstoffes, gegeenergie auftreten und in derjenigen von der Lampe benenfalls ein Lichtfilter, einen· Leuchtstoff als Anreabgegebenen Lichtenergiemenge, die zum Anregen gungslichtquelle und ein stimulierbares Medium entdes stimulierbaren Mediums zunächst einmal aufge- 40 hält. Als primäre Strahlungsquelle sind dort Gasentwendet werden muß, um eine stimulierte Emission in ladungslampen und/oder Kathodenstrahlröhren ge-Gang zu bringen. Der Wert dieser sinnvoll auf die nannt, als durch diese angeregte Anregungslichtquelder Lampe an ihren Anschlüssen zugeführte elektri- len Aluminium- oder Zinkorthosilikate und als stische Leistung bezogenen Schwellenenergie, der so mulierbares Medium chromdotierter Rubin oder KaI-gleichsam als Systemeigenwert des optischen Senders 45 ziumfluorid mit Samarium oder Uran als Dotierungsaufzufassen ist, hängt von verschiedenen Faktoren stoffe.1 %. This is due to the losses, which is also known from patent specification 1165 749 the lamp representing the excitation source in the case of an optical amplifier, which is a primary beam Conversion of electrical energy into a light source to excite a luminescent material, counter energy occur and in that of the lamp, if necessary, a light filter, a luminescent substance as a given Amount of light energy required for the excitation light source and a stimulable medium The stimulable medium is initially held up. Gases have been stolen there as the primary radiation source must be in order to generate stimulated emission in charge lamps and / or cathode ray tubes bring to. The value of this makes sense on the called, as stimulated by this excitation light source Electric aluminum or zinc orthosilicates supplied to the lamp at their connections and as static Power-related threshold energy, the so mulable medium, chromium-doped ruby or, as it were, KaI to be understood as the intrinsic system value of the optical transmitter 45 zium fluoride with samarium or uranium as doping is depends on various factors fabrics. ab. Er ist um so kleiner, je besser es gelingt, das von Sowohl Aluminium- als auch Zinkorthosilikateaway. The better it is, the smaller it is, that of both aluminum and zinc orthosilicates der Anregungsquelle erzeugte Licht über das Spiegel- emittieren zwar Licht in den Anregungsbändern derThe light generated by the excitation source via the mirror emits light in the excitation bands of the system möglichst vollständig auf das stimulierbare als stimulierbare Medien genannten Materialien, je-system as completely as possible to the stimulable materials called stimulable media, each Medium einwirken zu lassen. Auch ist es in diesem 50 doch so lichtschwach, daß ein optischer Sender ho-Let the medium act. It is also so faint in this 50 that an optical transmitter Zusammenhang von erheblicher Bedeutung, inwie- her Strahlungsemission auf die dort beschriebene ArtRelation of considerable importance to what extent radiation emission in the manner described there weit das Licht der Anregungsquelle Spektralanteile nicht hergestellt werden kann.far the light of the excitation source spectral components cannot be produced. aufweist, die für die Inversion des stimulierbaren Aufgabe der Erfindung ist es, die Anregungsan-has, which for the inversion of the stimulable object of the invention is to Mediums wirksam sein können. Für den praktischen Ordnung der eingangs genannten Art mit einer beson^Medium can be effective. For the practical order of the type mentioned with a special ^ Betrieb eines optischen Senders ist es jedenfalls we- 55 ders brauchbaren Zusammenstellung für einen sehrOperating an optical transmitter, it is definitely not a useful combination for a very sentlich, inwieweit es durch gezielte Maßnahmen ge- wirtschaftlichen und leistungsstarken optischen Sen-it is important to what extent, through targeted measures, economical and powerful optical transmission lingt, den Wert der Schwellenenergie ausreichend der anzugeben.succeeds in adequately specifying the value of the threshold energy. klein zu halten, weil die elektrische Leistung für die Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-Speisung der die Lampe darstellenden Anregungs- löst, daß als Anregungslichtquelle eine Quecksilberquelle, im Sinne der Erhöhung ihrer Lebensdauer, 60 kapillar- oder Xenonbogenlampe vorgesehen ist, deum so geringer bemessen sein kann-, je besser der ren Anregungsstrahlung die Mantelfläche eines fluo-Wert der Schwellenenergie an den durch die Eigen- reszenten Rubinrohres durchquert, das die Anreschaften des stimulierbaren Mediums gegebenen unte- gungslichtquelle und/oder den mit Meodym dotierten ren Grenzwert angenähert ist. stimulierbaren Yttrium-Aluminium-Granat-Stab um-to keep small, because the electrical power for the This task is according to the invention thereby ge-supply which solves the excitation representing the lamp, that the excitation light source is a mercury source, in the sense of increasing their service life, 60 capillary or xenon arc lamp is provided, deum the smaller it can be, the better the excitation radiation the outer surface of a fluo value the threshold energy crosses through the self-resident ruby tube that the contacts the stimulable medium given sub-light source and / or doped with meodymium ren limit value is approximated. stimulable yttrium aluminum garnet stick to Es sind bereits Festkörperlaser bekannt, bei denen 65 gibt.Solid-state lasers are already known in which there are 65. durch die geeignete Wahl des stimulierbaren Medi- Ein Vorteil des Erfindungsgegenstandes bestehtthrough the appropriate choice of the stimulable medium. There is an advantage of the subject matter of the invention ums und der Anregungsquelle dafür gesorgt ist, daß darin, daß das fluoreszente Rubinrohr bei geeigneterums and the source of excitation is ensured that it is that the fluorescent ruby tube with appropriate das Anregungslichtspektrum starke Anteile aufweist. Bemessung die erwünschten Spektralanteile des An-the excitation light spectrum has strong components. Dimensioning the desired spectral components of the
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