DE1929123A1

DE1929123A1 - Einrichtung zum Ausloesen eines Lasers

Info

Publication number: DE1929123A1
Application number: DE19691929123
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Boltz
Original assignee: Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA; Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA; Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1968-06-10
Filing date: 1969-06-09
Publication date: 1969-12-11
Also published as: FR1592543A; NL6908393A; BE733931A

Description

Einrichtung zum Auslösen eines Lasers Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Auslösen eines Lasers durch Schließen des optischen Resonanzraumes mit einem ersten ortsfesten Spiegel, der senkrecht zu den Lichtstrahlen liegt, und mit einem drehenden Spiegel. Die Erfindung beschäftigt sich also mit dem kurzzeitigen Schließen des optischen Resonanzraumes bestimmter Laserarten, in den ein Verstärkermedium eingebracht ist. Werden die Verstärkungseigenschaften dieses Mediums vorab durch geeignetes Pumpen zur Wirkung gebracht, so hat das Schließen die Emission eines Lichtimpulses zur Folge.
Der Resonanzraum besteht aus zwei Spiegeln, zwischen denen das Licht hin!und herreflektiert wird. Es ist bekannt, das Auslösen durch Drehen des einen dieser Spiegel um eine Achse zu erreichen, die auf den Lichtstrahlen senkrecht steht. Der Resonanzraum ist darin nur für eine wohlbestimmte Winkellage des Spiegels geschlossen,und der Laser kann pro Umdrehung nur einen einzigen Impuls liefern. Wünschte man die Impulsfrequenz zu erhöhen, so ist das nur über eine Erhöhung der Drehzahl des Spiegels-müglich. Dieser Weg kann aber im allgemeinen nicht beschritten werden, da die Drehgeschwindigkeit des Spiegels im allgemeinen bereits nahe der mechanischen Grenzen einer solchen Einrichtung liegt. Es ist auch schon bekannt, einen Spiegel mit mehreren Flächen zu benützen, die in Art der Seitenflächen eines Prismas angeordnet sind, das den Querschnitt eines regelmäßigen Polygons hat, dessen Achse mit der des Drehspiegels zusammenfällt.
Die Oberfläche jeder Seite muß aber mindestens gleich dem Querschnitt des Lichtbündels selen. Die praktische'Ausführung eines solchen Spiegels stellt deshalb schwierige mechanische Probleme, und zwar insbesondere wegen der hohen Winkelgeschwindigkeiten, die notwendig sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Frequenz der Auslösungen eines Lasers unter Vermeidung der bisherigen Schwierigkeiten anzuheben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zusätzlich zum ortsfesten und zum drehenden Spiegel mehrere weitere ortsfeste und senkrecht zu den Lichtstrahlen angeordnete Spiegel, sogenannte Sekundärspiegel, vorgesehen sind,die jeweils im Strahlengang des am drehenden Spiegel in winer seiner Winkelstellungen reflektierten Lichtes liegen, das vom ersten ortsfesten Spiegel ausgeht.
Die Drehachse des sich drehenden Spiegels ist vorzugsweise zu den Lichtstrahlen parallel, die auf den Drehspiegel vol ersten ortsfesten Spiegel her auffallen. Die Ebene des Drehspiegels ist dabei gegen diese Strahlen geneigt.
Die Drehachse kann auch senkrecht'zu den Lichtstrahlenliegen, wobei dann die Ebene des Drehspiegels vôrzugbsweise-parallel zu seiner Drehachse angeordnet wird.
Ist die Drehachse des Drehspiegels parallel zu den vom .ersten ortsfesten Spiegel her auf ihn auftreffenden Lichtstrahlein, so sind die Sekundärspiegel vorteilhafterweise auf einem Träger befestigt, der die Form eines Drehkörpers um die erwähnte Drehachse hat.
Der Träger ist vorteilhafterweise zylindrisch, Die Ebene des Dthspiegels ist dann um 450 zu den Lichtstrahlen geneigt, die auf ihn vom ersten ortsfesten Spiegel her auftreffen.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgerüsteten Lasers, Fig. 2 eine Endansicht des Lasers von Fig. 1, und Fig. 3 eine Seitenansicht eines mit einer anderen erfindung gemäßen Auslöseeinrichtung ausgerüsteten Lasers.
Fig. 1 zeigt einen Laserstab 1, bei dem es sich beispielsweise um einen Stab aus Yttrium-Aluminiumgranat handeln kann0 Der Laserstab stellt das Verstärkungsmedium eines Lasers dar, dessen optischer Resonanzraum einen ersten ortsfesten Spiegel 3 hat, der halbdurchlässig ist und so das Austreten eines Lichtstrahlenbundels zuläßt.
Auf Fig. 1 erkennt man weiter einen ebenen Drehspiegel 5, der zu den strichliert angedeuteten Lichtstrahlen 7 um 4 geneigt ist. Der Drehspiegel weist eine Achse 9 auf, um die er mit Hilfe eines Motors 11 gedreht wird.
Der Drehspiegel 5 lenkt die Lichtstrahle,n-der Reihe nach auf jeden von acht Sekundärspiegeln 13, die in regelmäßigen Abständen auf einer zylindrischen Oberfläche angeordnet sind, denn Achse mit der des Laserstabs 1 und der des Drehspiegels 5 zusammenfällt. Diese adit Spiegel kleiden einen rohrförmigen Träger 15 von innen aus, der in bezug auf den Motor 11, den Laserstab 1 und den Spiegel 3 festgehalten ist. Für jede der acht Winkellagen des Drehspiegels 5, die dem senkrechten Einfall der Lichtstrahlen 7 auf einen der Sekundärspiegel 13 entsprechen, ist der Resonanzraum des Lasers geschlossen0 Ist der Laserstab bereits geeignet "gepumpt", so wird ein Lichtimpuls emittiert.
Die Frequenz dieser Impulse wird so angehoben, ohne daß es notwendig wäre, die Drehgeschwindigkeit des Drehspiegels stark anzuheben oder diesem prismatische Form zu geben. Es ist überdies leicht möglich, diese Frequenz zu ändern, ohne daß dafür eine Regelung am Motor 11 erforderlich wäre. Es genügt ein Austausch des aus dem Träger 15 und den Sekundärspiegeln 13 gebildeten Bauteils. Die Frequenz wird beispielsweise auf den vierten Teil vermindert, wenn man den in der Figur gezeigten Träger 15 mit acht Spiegeln durch einen anderen, nur zwei Spiegel aufweisenden Träger ersetzt.
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Auslösesystems. Auch hier ist wieder ein Laserstab 1 und ein ortsfester halbdurchlässiger Spiegel 3 vorhanden, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1. Die Drehachse eines Drehspiegels 21, der auf einem Träger 23 aufgebracht ist, liegt zu den Lichtstrahlen senkrecht. Sekundärspiegel 25 und 27 sind in zwei Zweiergruppen auf den beiden Seiten des Laserstabes 1 angeordnet.
Bei dieser Anordnung wird der optische Resonanzraum nicht nur in den vier Winkellagen des Drehspiegels 21 geschlossen, in denen der Lichtstrahl auf die vier 'Sekundärspiegel 25 und 27 geworfen wird, sondern auch in der Winkellage des Drehspiegels, die seine Ebene zu den Lichtstrahlen 7 senkrecht liegen läßt.
In dieser Lage spielt der Drehspiegel-21 dann genau die gleiche Rolle, wie in den eingangs beschriebenen bekannten Vorrichtungen.
Selbstverständlich sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So kann insbesondere die Drehachse des Drehspiegels ganz verschiedene Lagen zu den Lichtstrahlen und zur Achse des Laserstabes 1 aufweisen.

Claims

Patentanspruche ;

Einrichtung zum Auslösen eines Lasers durch Schließen des optischen iiesonanzraumes mit einem ersten ortsfesten Spiegel, der senkrecht zu den Lichtstrahlen liegt, und mit einem drehenden Spiegel, gekennzeichnet durch mehrere weitere ortsfeste und senkrecht zu den Lichtstrahlen (7) angeordnete Spiegel, sogenannte Sekundärspiegel (13; 25, 27), die jeweils im Strahlengang des am drehenden Spiegel (5; 21) in einer seiner Winkelstellungen reflektierten Lichtes liegen, das vom ersten ortsfesten Spiegel (3) ausgeht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (9) des Drehspiegels zu den auf diesen vom ersten ortsfesten Spiegel (3) her auffallenden Lichtstrahlen (7) parallel ist und daß die Ebene des Drehspiegels (5) mit den Lichtstrahlen (7) einen Winkel bildet (Fig. 1).
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspiegel (13) auf einem Träger (15) befestigt sind, der die Form eines Rotationskörpers hat, dessen Achse mit der Drehachse (9) zusammenfällt (Fig. 2).
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (15) zylindrisch ist und die Ebene des Drehspiegels (5) mit den auf sie vom ersten ortsfesten Spiegel (3) her auffallenden Lichtstrahlen (7) einen Winkel von 450 bildet.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Drehspiegels (21) zu den auf ihn vom ersten ortsfesten Spiegel (3) her auffallenden Lichtstrahlen (7) senkrecht liegt (Fig. 3).
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene des Drehspiegels (21) zu seiner Drehachse parallel ist.

L e e r s e i t e