DE1921937A1 - Erbiumlaseranordnung - Google Patents
ErbiumlaseranordnungInfo
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Description
Priorität: 29. April 1968} V.St.A.j
Hr. 724 854
Die Erfindung bezieht sich auf Laseranordnungen. Die leistung
bekannter, dreiwertiges Erbium als Aktivatorionen enthaltender Lasermaterialien konnte verbessert werden durch
den Einbau von Sensibilisierungsionen in das Einbettungsmaterial, die den Pumpvorgang der dreiwertigen Erbiumionen
von einem Grundniveau zu einem angeregten Niveau unterstützen. Ein Energieübertragungsschema, wie es in der deutschen Patentanmeldung P 14 89 673»2
vom 21. 12. 1965 der Anmelderin beschrieben ist, verwendet dreiwertiges Ytterbium als Sensibilisator
für dreiwertiges Erbium. Das dreiwertige Ytterbium absorbiert jedoch nicht alle von einem Blitzlicht ausgesendeten
Wellenlängen, sondern nur einen Teil derselben. Zur Verstärkung der Absorption und damit der Pumpleistung sind dreiwertige Neodymionen zum Sensibilisieren der Ytterbiumionen
eingebaut. Anders als Ytterbium hat das Neodym Absorptionsbariden
im sichtbaren Bereich des Spektrums und kann so das
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AO 2401 - 2 -
von dem Blitzlicht ausgehende Licht in diesem Teil des Spektrums absorbieren. In dieser Anordnung tendieren die
zum Sensibilisieren zugesetzten Neodymionen, durch deren Zusatz mehr Licht der Pumpquelle absorbiert werden soll,
dazu, den Laservorgang der Erbiumionen zum Erlöschen zu
bringen», sogar gohon bei gej-inger Konzentration der Neodym
ionen. Durch $to(t-Eumpen derVf|t^erbiuffiio^en du3?eh daa von
einem Neodym-dotierten Laser ausgesendee ^
längen 1,06 oder 0£2>u, kann jiie von djja^ifij^r^iüöi.cineil auf
genommene Energie auf/jfc^ Erbiumionen uljerträgön «βίά^ΐΰ
ergibt ei» wirksames Mittel fUr die Ei'aetiguhg-öjne^ ;Vf|sjeiU
zungaumkenr der Erbiumioneh*; - Vl v' :yk v-· ;fV ^v ·,
; Damit iaind zwei Ergebniöae e?|iei1i ^^
sorpüiofi der Wellenlängen IvO^ und (^p^yi;; |lur|E die
ionen wird ein großer Teil Oe^ ^umpeiiergie abfeörbiert. Da
die Neodymionen nicht mehr nahe bei den Erbiumionen angeordnet sind, besteht nicht mehr die Gefahr, daß der Laeervorgang
der Erbiumionen durch die Neodymionen zum Erlöschen gebracht wird.
Eine Laseranordnung kennzeichnet sich gemäß der Erfindung
dadurch, daß sie einen Ytterbium-Erbium-dotierten La seitab V
und einen daran optisch gekoppelten Neodym-dotierten Likser>V-lichtgenerator
enthält und daß die Ausgangs strahlung cfö..s-,;"" '
Neodymlichtgenerators die Besetzungsumkehr der Erbiumionen,·■
im Ytterbium-Erbium-dotierten Stab bewirkt.
Die von den Erbiumionen ausgesendete Laserstrahlung liegt
im Bereich von l,5yu. Durch das Pumpen des Ytterbium-Erbium-Laserstabes
mit der Ausgangsstrahlung des Neodymlasergenerators wird eine größere Pumpwirksamkeit erreicht. Ein
Blitzlicht sendet einen großen Teil Strahlung aus, die.nicht
absorbiert wird, sondern nur eine Erwärmung des Liaseretaböft
bewirkt. Es ist beobachtet worden, daß beim Pumpen mit einem
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ORIGINAL INSPECTED
AO 2401 - 3 -
Neodymgenerator die Erwärmung des Ytterbium-Erbium-Stabes klein ist verglichen mit der Erwärmung eines gleichartig
dotierten Stabes, wenn mit einem herkömmlichen Blitzslicht in gleichem Maße gepumpt wird.
Es ist der Zweck der Erfindung, eine verbesserte Laseranordnung
vorzusehen, die bei Zimmertemperatur Laserstrahlung dar Wellenlänge l,5yu aussendet und in der die Erbiumionen
durch die von einem Neodymlasergenerator erzeugte Laseranargia gepumpt werden·
Eb ist ein weittrer Zweck der Erfindung, wirksame Mittel
zum Pumpen eines Ytterbium-Erbium-Lasers bereitzustellen, so daß ein großer Prozentsatz der Pumpenergie von den
Ytttrbiumionen absorbiert wird und dadurch eine Laseran- '
Ordnung entsteht, bei der nur ein kleiner Teil der von der Puapquelle ausgestrahlten Energie durch Erwärmen des Laserstabee,
der gepumpt wird, verlorengeht«
Wtitert Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit dan figuren. Ton den Figuren zeigen:
Figur 1 aine sohaubildlicha Darstellung einer Ausführungeform
der Erfindung;
Figur 2 eine schaubildliche Darstellung einer gegenüber Fig. 1 abgeänderten Ausführungsform der
Erfindung ι und
Figur 3 eine schaubildliche Darstellung einer weiteren, gegenüber Fig. 2 abgeänderten Ausführungsform der Erfindung.
Laser sind Lichtverstärker bzw. Anordnungen zur Erzeugung von Licht und sind speziell der Erzeugung und Aussendung
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von kohärentem monochromatischen Licht hoher Intensität angepaßt. Das Licht entsteht durch die Strahlungsübergänge
der Aktivatorionen, die im Kern des Lasermaterials eingebaut sind. Die Atome, die zunächst eine einer positiven
Besetzungstemperatur entsprechende Energieverteilung haben, absorbieren Lichtquanten von der Energiequelle, z. B. einem
Blitzlicht. Die Ionen werden auf ein höheres Niveau angeregt, und es entsteht eine einer negativen Besetzungstemperatur
entsprechende Besetzungsverteilung, eine Besetzungsumkehr.
Es finden dann schnell Übergänge auf ein stabileres Zwischenniveau statt. Von dem stabileren Zwischenniveau findet
ein Übergang der Ionen zum Grundniveau in geringerer Zahl statt, wobei Licht emittiert wird. Bei dem Übergang von '
einem Zwischen- zu einem Grundniveau handelt es sich um einen Fluoreszenzvorgang. Eine intensive Ausstrahlung in
einen engen, auseinanderlaufenden Kegel wird durch den Bau
der Laseranordnung erreicht, deren Schwingungsraum so ausgebildet
ist, daß ein Ende totalreflektierend und das andere Ende teildurchlässig ißt. ;
Bei der Erfindung ist Erbium als Laserion ausgewählt und
in einem Trägerstab eingebettet, der im wesentlichen für die Lichtenergie der Laseremissionewellenlänge des Erbiums ; durchlässig
ist. Erbium ist in laserfähigen Mengen vorhanden. Wenn eine Besetzungsumkehr der Erbiumionen erreicht
ist, ist ein Strahlungsübergang von einem ausgewählten Energieniveau des Erbiums zu einem niedrigeren Niveau möglich*
Trotz der in dem Einbettungamaterial vorliegenden Abeprptionsverhältnisse
für Laserstrahlung wird in dem Einbettungsmaterial eine Besetzungsumkehr der Erbiumionen aufrecht erhalten, so daß bei der Wellenlänge der stimulierten
Emission der Erbiumionen eine hinreichende Verstärkung der stimuliert emittierten Lichtenergie gegenüber allen
Lichtenergieverlusten vorliegt.
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Ebenso ist ein Lasergenerator mit Neodymionen als Laserionen
vorgesehen. Dreiwertiges Neodym ist in dem Trägermaterial des Generators eingebaut. Der Träger ist im wesentlichen
für die Lichtenergie der Laseremissionswellenlänge des dreiwertigen Neodyms durchlässig. Das Neodym ist
in einer Konzentration vorhanden, die eine genügend große
um
Besetzungs-kehr zwischen d_en zwei Energieniveaus bewirkt, um so eine genügende Ausbeute der Laserwellenlänge der stimulierten Emission zu beschaffen, um alle Lichtverlus.te im Neodymlasermaterial auszugleichen.
Besetzungs-kehr zwischen d_en zwei Energieniveaus bewirkt, um so eine genügende Ausbeute der Laserwellenlänge der stimulierten Emission zu beschaffen, um alle Lichtverlus.te im Neodymlasermaterial auszugleichen.
Wie es die bereits genannte deutsche Patentanmeldung
P 14.89 673.2 der Anmelderin erklärt, ist es möglich, eine größere Wirksamkeit durch die Verwendung von Ytterbiumionen
als Sensibilisatoren für Erbium zu erhalten. Dreiwertiges Ytterbium kann mit einer Energiequelle von einem Ausgangsgrundniveau
2™ auf ein höheres Niveau 2- gepumpt wer-
^7/2 * 5/2
den. Ss kann dann eine Energieübertragung vom höheren Niveau des dreiwertigen Ytterbiums zum höheren Niveau 4
des dreiwertigen Erbiums stattfinden. Darauf folgt ein strahlungsloser Übergang vom Niveau 4T des Erbiums zum
11/2
Niveau 4-r des Erbiums. Der anschließende Übergang zwischen
den1^'2 Niveaus 4-r und 4T erzeugt die Laser-
i13/2 x15/2 gs strahlung.
Wie bereits erklärt wurde, absorbiert Ytterbium nicht alle der mit einem Blitzlicht erzeugten Wellenlängen. Zur Vergrößerung
der Absorption der von dem Blitzlicht ausgehenden V/ellenlängen ist in den bekannten Materialien ein geringer
jüiteil von rleodym im Ytterbium-Srbium-l'räger eingebettet.
Jedoch kann das Neodym auch schon in verhältnismäßig geringer
Konzentration die fluoreszenz der benachbarten ilrbiumionen unterbrechen.
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Wendet man einen Ytterbium-Erbium-dotierten Stab an, wie
er in der genannten deutschen Patentanmeldung P 14 89 673.2 beschrieben ist, auf deren Lehren in der vorliegenden Anmeldung
Bezug genommen wird, und pumpt den Ytterbium-Erbium-Stab mit Laserenergie der Wellenlänge.0,92 oder 1,06 /u von
einem optisch gekoppelten Neodym-dotierten Laaerlichtgenerator, so ergibt sich eine verstärkte Absorption der Pumpstrahlung
durch die Ytterbiumionen, und da die Neodymionen nicht direkte Nachbarn der Brbiumionen sind, ist das Unterbrechen
des Laservorganges der Erbiumionen durch die Neo-*
dymionen ausgeschaltet. Die Anmelderin hat festgestellt,
daß die Wirksamkeit des Pumpens bei der Wellenlänge 1,06 Αϊ
durch Erwärmen des Ytterbium-Erbium-Stabes erhöht werden kann, wie auch der Absorptionskoeffizient der Ytterbiumionen
für 1,06 αχ größer wird.
Erfindungsgemäß regt das Laserlicht der Wellenlänge 0,92 oder 1,06 /i die Ytterbiumionen auf das höhere Niveau 2p
an, und die Ytterbiumionen übertragen die Energie auf die Erbiumionen, von denen letztlich die Laserausgangsstrahlung
ausgeht.
Bei der erfindungsgemäßen LaseranOrdnung wird ein Ytterbium-Erbium-dotierter
Trägerstab verwendet, der durch ein Laserstrahlenbändel der Wellenlänge 0,92 oder 1,06 ,u gepumpt
wird. Dieses Laserstrahlenbündel entstammt einem Neodymdotierten
Lichtgenerator. Der Ausdruck "Laserlichtgenerator" soll Laseroszillatoren und Laserverstärker einschließen.
Wenn ein Stab mib Ytterbium- und Erbiumionen dotiert ist,
werden die Elektronen des Ytterbiums durch die auf das Ytterbium auftreffende Energie auf ein höheres Niveau angeregt. Ytterbium überträgt die Energie auf Erbium und ermöglicht
so das Auftreten einer Besetzungsumkehr bei den
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Krbiumio nen. Eb liegt daher im Anwendungsbereich der Erfindung,
daß der Ytterbium-Erbium-dotierte Stab einen Oszillator bildet, dessen Schwingungsraum ein vollkommen
reflektierendes und ein in geringem Maß durchlässiges Ende hat, und daß der Oszillator allein durch die Laserenergie
von dem Neodymlaserlichtgenerator der Wellenlänge 0,92 oder 1,06 Ai gepumpt wird,
Die Methode des Pumpena eines Ytterbium-Erbium-Stabes mit
Lotrentrgie von einem Laeerlichtgenerator kann auch bei
einem Laeerverstärker angewendet werden. Die Laserenergie
fön de» Neodym kann dann als Pump^uelle zur Herstellung
einer Be. β et Zungeumkehr in einem Ytterbium-Erbium-dotierten
Vetitftrker verwendet werden. So kann ein Laserpuls, der von
einem Brbiumlaeeroazillator herrührt, in einen Ytterbium-Irbiua-Veratärker
geleitet werden, wobei der Verstärker mit L»eerenergie von einem Neodymlaserlichtgenerator gepumpt
worden ist. Jede Laeeranordnung, in der eine Besetzungsumkehrdte
Erbiums in einem Ytterbium-Erbium-Träger und bei der dit Inversion durch 3?umpen mit einem getrennten NeodymlMerliehtgenerartor
erzeugt wird, eoll im Rahmen der Erfindang
liegen·
Drei Anordnungen fUr Liseroezillatoren sind in den Fig. 1
bie 3 gtBeigt*
In Fig. 1 umfaßt die Laeeranordnung 10 einen ersten Lasereöhwingraum
12, der durch die Reflektoren R1 und R2 gebildet
wird, und einen zweiten, durch die Reflektoren R2 und R^
gebildeten Schwingungsraum 14. Innerhalb des Schwingungsrauata 12 let ein mit dreiwertigem Neodym dotierter Stab 16
angeordnet. Im Schwingungsraum 14 befindet sich ein mit dreiwertigem Ytterbium und dreiwertigem Erbium dotierter ■
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Stab 18. Eng um den Neodymlaserstab 16 herum angeordnet
ist eine Blitzröhre 20. Diese Blitzröhre liefert die Pumpenergie und erzeugt eine Besetzungsumkehr der Neodymionen
im Stab 16. Am Ende des LaserSchwingungsraumes 12 an der
dem Schwingungsraum 14 entgegengesetzt liegenden Seite befindet
sich der Reflektor R, . Der Reflektor R1 reflektiert
Licht der Wellenlänge 1,06 yu angenähert 100 $ig. Der "Reflektor
Rp trennt die beiden Schwingungsräume 12 und 14. Der Reflektor R? ist dichroitisch und hauptsächlich für
die Lichtenergie der Wellenlänge 1,5 Λΐ zu 100 $ reflektierend,
während er weniger stark Licht der Wellenlänge 1,06 η reflektiert, so daß die 1,06yu-Energie angekoppelt werden
kann. Beispielsweise reflektiert der Reflektor Rp 50 fo oder
weniger bei der Wellenlänge 1,06\λι. Die Lichtenergie wird
durch stimulierte Emission des dreiwertigen Neodyms im Stab 16 erzeugt und schwingt zwischen den Reflektoren R1
und R2 hin und her mit einer Ausgangsstrahlung, die durch
den Pfeil 22 angezeigt wird. Die durch den Pfeil 22 dargestellte Energie tritt in den Stab 18 ein, regt die dreiwertigen
Ytterbiumionen an, die dann die Energie auf die benachbarten Erbiumionen übertragen und eine Besetzungsumkehr
der Erbiumionen hervorrufen. Am Ende des Laserschwingungsraumes 14, entgegengesetzt von Rp-, befindet sich der
Reflektor R5. Der Reflektor R, ist wie der Reflektor R2
dichroitisch. Er ist für die Wellenlänge 1,06 n.' zu 100 tfo
reflektierend, so daß die Energie mit 1,06 ax,die durch den
Stab 18 hindurchgelaufen ist, in den Stab zurückgeworfen
wird, um die Anwendung zu erhöhen, aber er ist nur zu 60 $ reflektierend für die Wellenlänge 1,5 M-· Durch stimulierte
Emission des dreiwertigen Erbiums entstehendes Licht schwingt in Phase im Raum I4 zwischen den Reflektoren Rp
und R, mit der Ausgangsstrahlung der Wellenlänge 1,5/U, die
durch den Pfeil 24 dargestellt ist.
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In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform gezeigt. Ein mit dreiwertigem Ytterbium und dreiwertigem Erbium dotierter
Stab 18 hat eine Spitze 26, die durch zwei aufeinander
senkrecht stehende, ein Dach bildende Flächen gebildet wird,mit einer Ebene S1 parallel zur Abschlußfläche des
Stabes 16. Der Stab 18 ist im zweiten Schwingungsraum unter einem Winkel von 45° zum Stab 16 angeordnet. Laserlicht der
Wellenlänge 1,06/u trifft nun/den Stab 18 unter einem Winkel
von 45° zur Achse 28 des Stabes 18 ein. Die Länge L des Stabes 18 ist als ein ganzzahliges Vielfaches der Breite
D gewählt. Dadurch pflanzt sich das Laserlicht vom Neodymstab 16 entlang des durch die gestrichelte Linie 30 angezeigten
Weges fort zum ebenen Ende und zurück zum Dachende, senkrecht auf die Fläche S? auftreffend. Der Reflektor
R-, ist parallel zu S2 angeordnet und reflektiert
die Strahlung in den Stab 18 zurück, wie durch die gestrichelten Linien 30 angedeutet wird. Das Laserlicht, das sich auf
einem durch die gestrichelte Linie 30 angezeigten Weg fortpflanzt,
wird die Ytterbiumionen auf diesem Weg anregen, und die Ytterbiumionen übertragen die Energie und erzeugen
bei den Erbiumionen eine Besetzungsumkehr. Das Dach 26 wirkt durch die Totalreflexion als Reflektor, der das von
der stimulierten Emission der Erbiumionen herrührende Licht parallel zur Einfallsrichtung reflektiert. Auf diese Weise
4& ein Schwingungsraum vom Dach 26 und vom Reflektor R^
gebildet mit einer Ausgangsstrahlung der Wellenlänge 1,5yu,
die durch den Pfeil 24 symbolisiert ist.
Fig. 3 zeigt eine der Fig. 2 ähnliche Ausführungsform, nur
ist nur eine Fläche S^ unter einem Winkel von 45 bei 32
angeschliffen. Die Fläche S, ist parallel zum benachbarten flachen Ende des Stabes 16. Die Laserenergie von 1,06 ax
tritt in den Stab 18 senkrecht zur Fläche S^ ein und pflanzt
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sich entlang des durch die gestrichelte Linie dargestellten Weges fort und regt entlang des Weges 30 die Ytterbiumionen an. Es findet dann eine j der oben beschriebenen
Übertragung ähnliche Energieübertragung zwischen den Ytterbiumionen
und den Erbiumionen statt. Der Reflektor R4 ist vorgesehen
entlang einer Seite des Stabes 18 parallel zu dessen Achse 28. Der Reflektor R- ist im wesentlichen ein hundertprozentiger Reflektor für Energie der Wellenlänge 1,5/U und
bildet zusammen mit dem Reflektor R^ den Schwingungsraum des
Stabes 18. Das licht, das bei der stimulierten Emission der Erbiumionen im Stab 18 erzeugt wird, schwingt entlang
des durch die Wellenlinie 34 gekennzeichneten Weges mit darauffolgender Laseremission in Richtung des Pfeils 24 in '
Fig. 3.
Laseranordnung, die einen ersten und einen zweiten Schwingungsraum
umfaßt und aus einem mit dreiwertigem Neodym dotierten Stab am Ort des Schwingungsraumes und einem zweiten,
mit dreiwertigem Ytterbium und dreiwertigem Erbium dotierten
An den Stab am Ort des zweiten Schwingungsraumes besteht, -i«. ersten
Schwingungsraum ist eine Blitzröhre angekoppelt, die in dem Neodym-dotierten Stab eine Besetzungsumkehr erzeugt. Die
entstehende Laserenergie der Wellenlänge 1,06 oder 0,92yu ist auf den Ytterbium-Erbium-dotierten Stab im zweiten
Schwingungsraum gerichtet, wo sie eine Besetzungsumkehr der
Brbiumionen hervorruft und so Laserstrahlung der· Wellenlänge
1,5/λ erzeugt, die dann aus dem zweiten Schwingungsraum
austritt.
Patentansprüche; 90 9845/1492
Claims (10)
1. Laseranordnung, dadurch gekennzeichnet
, daß sie einen Ytterbium-Brbium-dotierten Laserstab
(18) und einen daran optisch gekoppelten Neodymdotierten Laserlichtgenerator (12) enthält und daß die
Ausgangsstrahlung (24) des Neodymlaserlichtgenerators (12) die Besetzungsumkehr der Erbiumionen im Ytterbium-Erbiumdotierten Stab (18) bewirkt.
2. Laseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
ζ eichnet , daß sie
a) einen Ytterbium-Erbium-dotierten Laserstab (18),
b) einen Neodym-dotierten Laserlichtgenerator (12), der Laserlicht der Wellenlänge 0,92 oder 1,06/U (22) erzeugt
,
c) Mittel zur Leitung der Laserenergie vom Neodym-dotierten Laserlichtgenerator (12) in den Ytterbium-Erbium-dotierten
Laserstab (18) und damit zur Erzeugung einer Besetzungsumkehr bei den Erbiumionen und
d) Mittel zur Aussendung der Laöerenergie der Wellenlänge
von 1,5« (24), die von der stimulierten Emission der
Erbiumionen herrührt, enthält.
3. Laseranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet , daß der Neodym-dotierte
Laserlichtgenerator (12) ein Laseroszillator ist.
4. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Neodymdotierte Laserlichtgenerator (12) ein Lichtverstärker ist.
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AO 2401 -fS -
5. !faseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch
gekennzeichnet, daß der Ytterbium-Erbium-dotierte
Laserstab (18) ein Laseroszillator ist.
6. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» d a durch
gekennzeichnet, daß der Ytterbium-Erbium-dotierte
Laserstab (18) ein Laserverstärker ist.
7. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie
a) einen ersten (12) und einen zweiten (14) optisch aneinan.»
dergekoppelten Laserschwingungsraum,
b) einen Neodym-dotierten Laserstab (16) im ersten Schwin=* -■'-
gungsraum (12),
c) einen Ytterbium-Erbium-dotierten las er stair (18) im sw ei-=
ten Schwingungsraum (14),
d) Pumpmittel, die an den Ueodymstab "(16) angekoppelt IiHA2
zur Erzeugung einer Besetzungsumkehr der HeodymionGn ±fi .
ersten Schwingungsraum (12),
e) Reflektoren (R1,' Rp) zur Reflexion' des Lichtes ier ¥©1-. "..
lenlänge 1,06 *x, die den ersten Schwingungsratam .(12.)
bilden,
f) Mittel zur Ankopplung des Lichtes der WelXealäage I9OS M
vom ersten Schwingungsraum (12) an den aweltüH. ()
g) Reflektoren, die den zweiten gchwingungsraum "(14). "bilden
und die das Licht der Wellenlänge 1,5ja a?©fl©ki3i@r©n9-- uaö
h) Mittel zur Aussendung der Laserenergi© der Wellenlänge aus dem zweiten Schwingungsraum (14) enthalte ' :
9 0 9 δ A 5 / Ί 4 9 2
8. Laseranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Mittel der Ankopplung für da^s Licht der Wellenlänge 1,06 yu vom ersten Schwingungsraum (12) zum zweiten (14) ein dichroitischer Reflektor (R2)
ist, der die benachbarten Schwingungsräume (12, 14) jeweils abschließt und dessen dichroitischer Reflektor teildurchlässig
für 1,06 αϊ ist, aber totalreflektierend für 1,5 λχ.
9. Laseranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet , daß das Mittel zur Ankopplung
für das Licht der Wellenlänge 1,06 λι vom ersten Schwingungsraum
(12) an den zweiten (14) eine plane Fläche an dem dem ersten Schwingungsraum (12) benachbarten Ende des
Ytterbium-Erbium-Stabes (18) ist, die 45° zur Achse des Ytterbium-Erbium-Stabes (18) geneigt ist und senkrecht zur
Richtung der Laserfortpflanzung vom ersten Schwingungsraum
(12) steht, daß das Mittel zur Reflexion des Lichtes der Wellenlänge 1,5 κχ ein Dach an dem dem ersten Schwingungsraum
benachbarten Ende des Ytterbium-Erbium-Stabes ist, welches
Licht total innen reflektiert, und daß ein Reflektor (R,) am entgegengesetzten Ende des Stabes (18) vorhanden ist, der
teildurchlässig für Licht der Wellenlänge 1,5 /u ist.
10. Laseranordnung nach Anspruch 7 oder 8, d ad u r c h gekennzeichnet , daß das Mittel zur Ankopplung
für das Licht der Wellenlänge 1,06 λχ vom ersten Schwingungsraum
(12) an den zweiten (14) eine plane Fläche an dem dem ersten Schwingungsraum (12) benachbarten Ende des
Ytterbium-Erbium-Stabes (18) ist, die unter 45° zur Achse
des Ytterbium-Erbium-Stabes (18) geneigt ist und senkrecht zur Richtung der Fortpflanzung vom ersten Schwingungsraum
(12) steht, daß das Mittel zur Reflexion der Wellenlänge
909845/14 92
AO 2401 —ft -
1,5 M ein Totalreflektor (32) ist, der so angebracht ist,
daß er die lichtwellen, die durch das dem ersten Schwingungsraum (12) benachbarten Ende des Ytterbium-Erbium-Stabes
(18) hindurchgehen, in den Stab auf demselben Weg zurückreflektiert, und daß eine teilweise Durchlässigkeit für
Licht der Wellenlänge 1,5 Ai am entgegengesetzten Ende des
Stabes besteht.
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Cited By (1)
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Families Citing this family (17)
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---|---|---|---|---|
WO1987007449A1 (en) * | 1986-05-22 | 1987-12-03 | Advanced Lasers Ltd. | Frequency shifted laser transmitter |
WO1987007447A1 (en) * | 1986-05-30 | 1987-12-03 | Hughes Aircraft Company | Upconversion pumped lasers |
US5048034A (en) * | 1986-11-20 | 1991-09-10 | Carl Zeiss Stiftung | Long wavelength NdYAG laser |
DE3726279A1 (de) * | 1987-08-07 | 1989-02-16 | Schott Glaswerke | Laser mit einem laseraktiven festkoerpermedium und mehreren pumpquellen |
US4852567A (en) * | 1988-01-21 | 1989-08-01 | C. R. Bard, Inc. | Laser tipped catheter |
GB8821140D0 (en) * | 1988-09-09 | 1988-10-12 | British Telecomm | Laser systems |
US5224116A (en) * | 1989-03-08 | 1993-06-29 | Bt&D Technologies Ltd. | Laser amplifier |
US4956843A (en) * | 1989-10-10 | 1990-09-11 | Amoco Corporation | Simultaneous generation of laser radiation at two different frequencies |
US5170406A (en) * | 1991-03-13 | 1992-12-08 | Amoco Corporation | High-power, end-pumped solid state laser |
JP3526671B2 (ja) * | 1995-08-25 | 2004-05-17 | アンリツ株式会社 | レーザ光源装置 |
US5644589A (en) * | 1995-12-22 | 1997-07-01 | Atx Telecom Systems, Inc. | Solid state laser optimized for multimode operation |
US5651022A (en) * | 1995-12-22 | 1997-07-22 | Atx Telecom Systems, Inc. | Multi-element monolithic solid state laser |
US6904069B2 (en) * | 2000-12-29 | 2005-06-07 | The Regents Of The University Of California | Parasitic oscillation suppression in solid state lasers using optical coatings |
DE10241654B4 (de) * | 2002-09-09 | 2007-04-19 | Lisa Laser Products Ohg Fuhrberg & Teichmann | Laseranordnung mit einem Resonator, in dem zwei Lasermaterialien mit unterschiedlicher Laseremissionswellenlänge angeordnet sind |
US7430230B2 (en) * | 2005-04-07 | 2008-09-30 | The Boeing Company | Tube solid-state laser |
GB2486656A (en) * | 2010-12-21 | 2012-06-27 | Elbit Systems Electro Optics Elop Ltd | Lengthening the path of a laser beam in a monolithic solid state laser |
GB2486655A (en) * | 2010-12-21 | 2012-06-27 | Elbit Systems Electro Optics Elop Ltd | Lengthening the path of a pump beam in a monolithic solid state laser apparatus |
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US3453215A (en) * | 1967-03-06 | 1969-07-01 | Eastman Kodak Co | Hot pressed polycrystalline laser material |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6676319B2 (en) | 2001-02-12 | 2004-01-13 | Uhu Gmbh & Co, Kg | Glue stick |
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NL164710B (nl) | 1980-08-15 |
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