DE1930013A1 - Optische Apparatur - Google Patents

Description

Western Electric Company Incorporated Smith. 10 icfe-w York ?, ιί.Ί./Υ. at. A. 10007

QptiscJae Apparatur

Die Jilrfindung beziej&t sich, auf Methoden zum Pulsen eines Lasers, insbesondere auf Methoden zum gleichzeitigen phasen st ar reu Koppeln sowohl der i'ransversalals auch der ioagitudinalschwingungsformen eines Lasers.

Manchmal wird bemerkt, daß Laser bei der Untersuchung eines Problems eine lösung darstellen, nichtsdestoweniger ist es bekannt, daß ein Laser mit den richtigen Eigenscnaften in der Lage ist, ein spezielles Problem zu lösen. Beispielsweise wird gegenwärtig angenommen, daß Laser höchst vorteilhaft bei Nachrichtenübertragungssystemen (z.B. ±a einem PCM-System) verwendet werden könnten, wena sie in einer Weise betrieben werden, so daß Impulse sehr schmaler Breite erhalten werden können, welciie in großer Anzahl ineinandergeschachtelt werden kööneB, um den Impulsabstand zu reduzieren.

Methode zum Er kalt solcher Impulse ist die synchrone Modulation-der iongitudinalschwihgungsformen eines Lasers. Die synclrrone Modulation kann entweder eine Phasen- oder Dämpfungsmodulation bei der Longitudinalsciiwingungsforia-Abstandsfreq.uenz sein, .diine solche. Modulation führt zu -e i'n er ;phas:e ή starren Kopp-

8AD

long aer liongitudinaiserrwingungsformen unu zu einer zeitabhängigen jinergi evert eilung, axe innernalu der Laser-Apertur in Querrichtung nicht begrenzt ist, aie aDer in Längsrichtung uurcn einen .inergieimpuls cha— rakterisierx ist, üer zwiscaen aexi !Resonat n.in und ner läuft und alle 2L/c oekunuen eineri gangsimpuls erzeugt, wenn c aie Licutgescnviiiiüigkei¹; una 21 aie ^llitunarei£.e^ll-i/eglänge innerxic-lD aes Resonators beaeuten.

jiine Metnoae zum Pulsen eiijcs Lasern i^t, üie dämpfung des Resonators mit einem elekt;rooptiECii=ri lator bei der LongiTuäi-jalscrAWingungsfOrm freq_uenz c/2L syncnron zu moaulieren. Das bei dieser Frequenz verursacht, wie exwähii":_; -eiiss ρ ha s en starr e dopplung der LoxTgituainali:cJ;iV,^!iiigujag£— formen des Lasers una erzeugt einen Impulsζag, a&Esen ImpulswiederholungsfrecLuenz c/2Ii ist. Die vorstenerjöe Modulationsform wird manchmal als "Dämpfungemoaulation" bezeichnet. Es ist aucn bekaant, aaß dämpfungsfreie oaer "reaktive" iiouulationsmetjioden zu eiaem Laser-Pulsen führen.

üs wurde beobachtet, daß Laser bei der L schwingungsform-Abstandsfre(iuenz bei Pehlen jeglicaer Modulation oder anderer bewußter Störung äea La.ij.exs pulsen können. Dieses Pulsen ist Selbstpulsen genannt 909381/1332

isoruc.,. Ji &■ meinen selo^. ρ u .Ld ei., u an Lc^er nab en relativ laiig-o op^Jiscne Ketoüatoreu, axe - en-^precnena a«i vorliegtnaeij ^.'itärL-ucuunge^ - cl uer uffikear- uer -üetetzungs verteilung je. s^iiaulier baren keaiums gestatten, öicn ' Impul^aurcugängeri wieaer za eri

niger ist aa.c beobacn^e^ä uer Laser ;Jic:it voxaussaguar unu zu'«arläsiig Uuu tciialt-et laicii" in eine- xsa^rieb^art um, it; vuelcaer aie Longi- *"uai-i-j.lt-cuwingung3xoriE8!s xrei Imafen u:ia aie Ausgangsleistung meiir oder weniger kon^inuierlio-* i_t-,

δι· vfurae aes weiteren beobacjitet, aaö in einer aa aer Longitudinalsonwiiigu;igsxorm-£wa:igskoppluüg analogenWeise uie j.raiu-ver£aiscu*Äiiigii:;gc^:fornieii eines Lasers p^asentvärr gekoppelt vieraeü, we:}.:: sits aei aar .ransversaisc^iwi^gangsform-Äbs .a:.d£i"reqae;iz p_a^ea- oaer ^ämplaügsmoaulier: weraen. Jie solcnei-art erzeugte zeitabi.äx;-gige energieverteilung ers~reck~ si an längs euren aex, Heso-iator, ist aber In Querricü'-iiiig aox einen sc^unale.: 3ereicii ce_örenzt. Im !.fiekt e.-;~iten.~ datier ein jjXCütileck, Jci' in QuerriCiit:."c:g über ixe S.e sonar or spiegel. st r ei on* , diese also "abtastet" .

Sine neueraings entwickelte Ineorie zeigt, daß bei einem siIts-pulsenden Laser die Impulse im stimuliei-2cre„ L-sermeaium aiinänernd " W - Impulse" sein werden. -iv.".--- _ ;-v2ii.:ologie beru::^: aui einer Analogie zur

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BAO ORIGINAL

magnetischen Resonanz, wo es bereits bekannt ist, daß ein Impuls eines schwingenden Magnetfeldes einer gewissen Stärke und Dauer dahingehend wirksam ist, die Resonanz-Magnetdipole in eine Material um genau 180° umzuklappen."Ein solcher Impuls wird ein "ΊΓ-Impuls" genannt. Der analoge Laser-Impuls entfernt bei einem Durchgang durch das stimulierbare Lasermedium alle verfügbare Energie aus demselben und läßt einen Überscnuß an sich im unteren iinergiezustand befindlichen Atomen in üer gleichen Menge zurück, wie diese anfänglicn in Form eines Überschusses an sich im oberen jinergiezustand befindlichen Atomen vorhanaen war. Der anfängliche Überschuss im oberen Energiezustand wira dann durcn den normalen Anregungsprozess vor dem nächsten Durchgang des Impulses durch das IfIedium wieaer hergestellt.

Andere I'ypen gepulster Laser sind entwickelt worden, aie bei wesentlich geringeren Frequenzen als der Lorigitudinalscnwingungsform-Abstandsfrequenz pulsen. Diese iletiiOien können allgemein charakterisiert werden durcn die Verwendung einer ausbleichbaren Absorptionszelle. Zumeist werden hier Zellen mit organischem Farbstoff als die ausbleichbare .absorptionszelle verwendet. Vor kurzem wurae ännliahes Pulsen in einer übsorptionszelle erhalten, die diskrete Snergieniveaus besitz^;, welche um die Pnot on en energie der

SADOHiGlNAL

stimuliert emittierten laserstrahlung auseinanderliegen. Bezüglich einer solchen Anordnung, die einen Gall&marsenid-Injektions-Laser und eine Galliumarsenid-Absorptionszelle verwendet, siehe Yu.A. Orozhbin ei/4l, "Generation of ultraviolet Light Pulses with a GaAs Semiconductor Laser," Soviet Physics, JEiP Letters, !Band 5, Seite 143, 15· März 1967. IHir viele üjiwendungsfälle ist die solcherart ern.al.tene vergleiöhsweise niedrige Impulswiederholungsfre^uenz nicht ausreichend.

Entsprechend der Erfindung wird eine gleichzeitige pnasenstarre Kopplung sowohl der longitudinalen als auch transversalen Schwingungsformen eines Lasers zuverlässig und ohne äußeres Modulationssignal bei entweder der transversal- oder Longi^udinalschwingungsform-Abs^andsfrequenz erreicht. Die resultierende ZeitaDiiängigkeit der ±)nergieverteilung ist sowohl in Querctlö taue,! Längsrichtung auf einen Jnergieimpuls begrenzt, der längs eines zickzackförmigen Weges zwischen aen Eesonatorspiegeln hin und her läuft und je-QuS Mal einen ausgangsimpuls liefert, wenn er auf eiuan der Spiegel auftrifft, aer teildurchlässig ausgebildet ist. Zusätzlich streicht der Äusgangsimpuls über den Reflektor hinweg, tastet diesen also ab und könnt3 daher zur Adressierung einer optischen ripeiciiermatrix verwendet werden.

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jie Loi'jgi^J.;udinal^c^iwingi^goform—Zwangcicopploag wir erfindungsgemäß erzeugt üurcn Yervseuiu^g ei-·.er ..ä"' bareri ..DsorptiOnszelle derart, aaß nur würdig jäner-gie vom Resonator an die Absorptionszelle verloren gajbr.

- Im. einzelnen könnten die Laser-Impolsa, aie für aac stimulierbar e Medium "f"-Imp al se sein köiineii, wie TT Impulse ο α er 2~R -Impulse für αεε ilediimm der sättigbaren Absorptionszelle aussenen. Analog zur vorstellenden I/efinition eines Tf -Impulses ist eijj 2 1 Impuls ein solcner, aer die rel^ti'/en aesetzungen zweier jinergiezustänae zv;ei 1.IaI masakalte-⁵" ααα dis Absorption szelle in inren Ai.fangszaEtaad am Eßde jeaes einzelnen Impuls α urchgangs zurückbringt. Ziisätzlicü ist zum jüriialt einer gleichzeitigen piia sea starrem Kopplung sowohl der loügitudinalea als aueJa transversalen öchwingungsformen der Hesoüator vorzugsweise so entworfen, daß die LojagitttdinalscawiBgujagsforia—Abstandsfrequenz ein ganzzahliges Yielfaciies der xraosver^eJL-schwingungsform-Absxandsfreq_uenz ist« xypisciierweise kann in der Gasabsorptionszelle das gleiclie Sas verwendet werden, wie die stimuliert emittierende gas-

komponente des Laser-Mediums. Beispielsweise kann für einen bei 6328 £ arbeitenden 'Äellumfäeoii-L&seT die Absorptionszelle reines i:eon bei eiaem Druck von etwa 5 Sorr verwenden.

Bei einer Ausführungsform, die

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arbeitet, ist erstens ein L.et=onator vorgesenen, der so entworfen ist, daß Δ fτ, ^s M f~,-gilt_t wobei

Of₁- und'Af .. d%e longitudinal- bzw. x^lransversalscnwingungsform-Abstandsfrequenzea sind and M eine ganze Zanl istj des weiteren ist zweitens eine gegenseitige Anpassung aer Absorptionszelle und der anaeren Komponenten des Lasers derart vorgenommen, daß die notwendige elektrische Feldstärke erzeugt wird, um einen 2 H -Impuls in der Aosorptionszelle zu erzeugen. Pur ein Absorptionsmedium mit einem elektrischen Dipolmomen^, oder einer Oszillator stärke, das von eiern des stimulierbaren Mediums verschieden ist, hängt das .für 2"T -Impulsbetrieb erforderliciae elektrische Feld umgekehrt vom elektrischen Dipolmoment des Absorptionsmediums ab und wird entsprechend eingestellt. Demnaen läSt die Absorptionszelle einen 2 Hl -Impuls, wie oben definiert, durch. Der 2T! -Impuls scnaltet die Zelle von einem Absorptionszus~and in einen Zustand umgekenrter Besetzungsverteilung um, wonecn dann die Zelle "surückseiialtet" und die absorbierte Energie aem Impuls kohärent zurückgibt, bevor dieser aie Zelle verläßt, öonacn kehrt aie Zelle in inren anfängliciien jibsorptionszustana am Ende eines jeden einzelnen Impulsdureiiganges zurück. Die Wirkungsweise der Zelle 1-1 dieser Anordnung ist charakterisiert durcn die typiscne Zeitverzögerung der selbst induzierten transparent, wie diese besenrieben ist von S.L.

.L. iiäiin, "Selz'-Inauced ^ransDy

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by Pulsed CoJieren-c Light," Physical Review Letters, Seiten 908-911» 22. Mai 1967. Die .geeignete elektrische Feldstärke in der Absorptionszelle wird durch geeignetes Formen des Strahls erzeugt, beispielsweise durch Fokussieren. Die Anordnung der Absorptionszelle innerhalb des Resonators ist bei dieser Ausführungsform nicht kritisch. Deshalb kann diese Anordnung zweckmäßig auch in Form eines Ring-Lasers aufgebaut werden.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet und in der Zeichnung beschrieben; es zeigern

Fig. 1 das Schema eines Resonators zur Darstellung eines typischen Zickzackweges eines Energieimpulses in einem Laser, bei dem sowohl die longitudinalen als auch transversalen Schwin»- gungsformen gleicnzeitig phasenstarr gekoppelt sind,

Fig. 2 eine schemati&che Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Abwandlungsform der Anordnung nach Fig. 2 unter Verwendung von Linsen.

Vor der ins einzelne gehenden Erläuterung erscheint es zweckmäßig, den Entwurf des Hohlraumresonators zu beschreiben, der eiftnäungsgemäß dazu verwendet

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SAD ORiGfNAL

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wird, gleichzeitige phasenstarre Kopplung der i'ransversal- und Longitudinalschwingungsfbrmen zu erreichen. Die Grundanforderung ist, daß der Resonator (Fig. 1) so entworfen wird, daß die Longitudinalschwingungsform-Abstandsfrequenz L· fL ein ganzzsüiges Vielfaches, M, der iransversalschwingungsform-Abstandsfrequenz & f,._n ist, also

4 fJ₁ = MlIf₁₁ . (1)

Bei einem Resonator, der durcn ein Paar im Abstand L voneinander angeordneter Konkavspiegel der Krümmungsradien R.J und Rp gebildet ist, wird Gleichung 1 sehr genau erfüllt, wenn

. .r

^g1 ^g2

± Jj I

mit g-j ·= 1 - \ und g₂ = 1 - ^ . (3)

In einem solchen Resonator erzeugt ein nichtlineares absorbierendes Medium, wie noch im einzelnen'erläutert wird, eine zeitabhängige .Energieverteilung., die durch einen Ünergieimpuls gekennzeichnet ist, welcher längs eines Zickzackweges zwischen den Spiegeln hin ; und her läuft. Der dnergieimpuls erzeugt daher jedes j Mal einen Ausgangsimpuls, wenn er auf einen teildurch- ! lässigen Spiegel auftrifft, des weiteren überstreicht | er wegen der Zickzackbewegung den Reflektor in Quer- j richtung.

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Mir die naaastejienaä Erläuterung sei eingenommen, ü^ß alle Ausi'ünruf.gsforjne.a einen Resonator verwexiaexi, eier die Gleicnung 1 erfüllt.

Die in KLg. 2 dargestellte Apparatur erzeugt jj&ser-Impulse entsprechend eiüer A ubxürt r ungsfοrm aer .Erfindung, wobei das stimulierbare Lüsaium eines !»asers 11 Impulse ärmlich, derien ei/ies selbetpulseaaeß Lasers aus-Eeadet, wäiareud eine aktive Absorptionszelle auf üie Impulse als 2« -Impulse anspricht.

Das stimulierbare. Tsrstärkungsnseöiuia ist beispielsweise eine Misciiung aus Helium uaa ileoa im Verhältnis 5:1 und ist in der iage, bei 6328 £*stimuliert.zu emittieren, äs ist in einem geeigneten zylJLüariacaen Rohr 12-untergebracht, das beiden jändes mit uater dem Breisster'scnen .Wiakel geneigten Fenstern 1J und versoiilossen ist. Bas stimulierbare YerstärkiiBgssieäium wird mit Hilfe einer elektrischen &leiciists>meiitladuüg zwischen der Kathode 17 und der Anode 18 angeregt, die an eine Gleichspanjaungsquelle I9 angeschlosseia .sind.

ι Das stimuliefcare Medium befindet sich in einem linearen optischen Sesonator, der durch Spiegel 21 und 22 gebildet ist, die in koaxialer Ausrichtung zur Achse des Rohrs 12 einander gegenüberstehen. Die KruaiBiaogen der Spiegel 21 und 22 sind so bemessen, döS der miirtlere Durchmesser des Strahls in der Sähe des Spi@gas.J22,

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d.h. der Durchmesser Ap» für den Ernalt von 2 "S Impulsen in der Absorptionszelle bemessen ist. Das stimulier bare Verstärkungsmedium ist so angeordnet, daß es dem nfttleren Durchmesser A* des Strahls ausgesetzt ist.

aktive Absorptionszelle 31 enthält ETeon als gasförmiges Medium, das im Bohr 32 untergebracnt ist, um dem Strahl bei dessen mittleren Durchmesser A_? ausgesetzt zu sein. Das Rom· 32 hat gleichfalls endständige, unter äem Brewster'sehen Winkel geneig- -se 3?ens^er 33 und 34. Die Zelle 3^ enthält aes weiteren eine Katiiode 37 und eiiie Anode 38» die an eine Grleicnspannungsquelle 39 angeschlossen sind. Es sei bemerkt, daß das obere und untere Energieniveau, welcne die Absorption erzeugen, jeweils die gleicnen sind, isie das obere und untere Energieniveau des zur stimulierten jimission führenden Übergangs des verstärkenden üediums im Rohr 12.

Der Sesamtdruck des stimulierbaren Mediums im Laserroar 12 ist beispielsweise 1 2orr, die En^ladungs— strecke ist beispielsweise 100 cm lang und die Anregungsleistung ist beispielsweise 30 Watt. Diese Parameter für das stimulierbare Lasermedium können sämtlich innerhalb den einsoolägigohekannten Bereichen geändert werden.

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Der Druck im Rohr 32 beträgt demgegenüber beispiels weise 3 üorr. Mit diesem Druck konnte ein erfolgreicher Betrieb erhalten werden. Die Länge der Absorptionszelle ist beispielsweise 30 cm. Ihre Anregungsleistung liegt beispielsweise oei 10 Watt. Der Abstand zwischen dem Fenster 34 und dem Spiegel 22 ist nicht kritisch.

Der typische Krümmungsradius des Spiegels 21 beträgt 200 cm, während der-Spiegel 22 beispielsweise nahezu flach ist. Der Spiegel 21 ist teildurchlässig, damit ein xeil der Laserschwingung entnommen werden kann. Der Abs-and zwischen den Spiegeln 21 und 22 ist im angenommenen Beispiel etwas kleiner als 200 cm.

Beim Be⁺rieb der Anordnung nach Pig. 2 induziert die G-agenwart der sättigbaren aktiven Absorptionszelle 31 sine gleiciiz einige phasen starre Kopplung sowohl der Longitudinal- als aucn. l'ransversalschwingungsformen, die'vom Resonator, dem stimulierbaren Medium des Lasers 11 und dessen .anregung sein richtung unterstützt werden. Die Arjregungseinrichtung sollte !einreichend Leistung liefern, um eine läehrzarJ. xransveraal- und LongiTudinalscxiv.'ii..giigEformen zum bCiiwingen zu bringen.

Bei aer ü.iordiiuiig nacn. ELg. 2 vvurde gleichzeitige piias en starre Kopplung zuverlässig erzeugt durch die Zusammenwirku^g aer normalen Komponenten eines selbst-

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- 13 -

"pulsenden Lasers, des entsprecnend entworfenen Resonators und der zugefügten atctiven Absorptionszelle 31 . Die erhaltenen Impulse können wesentlich, kürzer ala j'ene sein, die mit einem selbstpulsenden Laser eriialten werden. Darüberhinaus wird dieses Pulsen ohne die Verkomplizierjungan und Leistungüverluste aines Kristallmodulators nebst zugehöriger Steuerschaltung erhalten. " . ■ _

Die Absorptionszelle 31 bildet für den Laserstrahl eine temporäre Absorption (Dämpfung oder negative Verstärkung), die beträchtlich kleiner ist, als die vom stimulierbar en Medium des Lasers 11 bereitgestellte Verstärkung. Die negative Verstärkung wird durch eine größere anfängliche "Besetzungsdichte dsl· Atome im unteren Jinergiezustand als im oberen Energiezustand erzeugt. Dieses wird durch eine iäntladung in weitgehend reinem iieon erzeugt.

Im einzelnen zieht der 'Betrieb der .anordnung nach iig. 2 Vorteil aus der Strahlformung durch die'Spiegel 21 und 22, um ein gewisses Durchmesserverhältnis (2:1) zwischen dem Strahlteil im stimulierbaren Lasermedium und dem Strahlteil in der aktiven Abborptionszelle zu erzeugen. Dieses Verhältnis ist so , daß der Impuls im Resonator ein 2 T! -Impuls in der Absorptionszelle 31 ist und daß die Zelle sehr · wenig Leistung absorbiert.'

9 Om 8 F/ fm 2 _8AD original

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£in 2*li -Impuls regt die absorbierenden .a/come zunächst an und entregt sie dann isieuer, Iäß1| sie alco im unteren jüiiergiezustand zurück. 3er 2 Ti-Impuls läuft mit wenig Dämpfung aber mit einer gewissen cnarakt e-r±— stiseilen Verzögerung duroJa, trifft auf aen Spiegel 22 auf, kehrt um und läuft erneut ojone nennenswerte Dämpfung duren. ■

In der Absorptionszelle 51 bestimmt sie/i anzahl uer unteren ünergiezustände (absorbiererjae Atome) aus aem iintladungsstrom, da bei fehlender isr^tladuxig aer mixe— re Laser-Bnergiezustand, ebenso aer obere, verxiacnlässigbar besetzt ist. Diese jüigensenaft eines dreizustands -Lasermediums, das als das sättigeare jiDaorp— tionsmedium benutzt wird,, sollte beträcJatiien= Flexibilität bei den Entwurf spar ame tern erlauben. Y/eriig Dämpfung der Laser-Strahlung tritt in der übsorptioas— zelle 31 auf, weil die homogene Phasenverlust-Lebens— dauer (dephasing lifetime) wesentlich, größer als die Impulsbreite ist. Es wird erwartet, daß diese Beziehung in Gasen und anderen absorbierenden Medien mit inhomogen verbreiteten Absorptionslinien ernalten " werden kann. Inhomogene Verbreiterung ist eine Verbreiterung der Verstärkungskurve oder, in diesem Pail, der Ab sorption sdämpfungskurve, so daß die järschqfung der Verstärkung bei einer Frequenz nicht die verfügbare Absorption bei anderen Frequenzen «essjatlicJb.

erschöpft, welche von der einen frequenz innerhalb 909881V1332

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aer verbreiterten Kurve relativ weit getrennt sind. iüciitsde st oweniger ist die Erfindung nicnt auf innomogen verbreiterte Absorptionsmedien bescnränkt.

Genau die gleiGüe üetrieosweise kann mit einem optischen Resonator erhalten werden, dessen Spiegel 41 und 42 beide praktisch eben sind, wie dieses in der abgewandelten Anordnung nach Pig. 3 dargestellt ist. In Fig. 3 kann das relative Durcnmesservernältnis des Strahlsim Laser 11 und in der Absorptiartzelle 31 err-eich¹: werden darcn linsen 61 una 62, die innerhalb des Resonators längs der Achse desselben angeordnet sind. Die Linsen 61 und 62 sind als zwiscnen dem Laser 11 und der aktiven Absorptionszelle 31 angeordnet aargestellt, und erzeugen praktiscn parallele Strahlen sowohl im Laser 11 als auch in der Absorptioiisaelle 3'· · .eine einzelne Linse in geeigneter οιellung innernalb des optiscnen Resonators wira ausreichen, wenn man einen etwas divergierenden Strahl in zumindest einem der beiaen Ronre 12 una 32 zuzulassen wünsexit.

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BAOORiGiNAt

Claims (8)

1. - 16 - .
   Pat en tan spriiche

   rl .-J Optiseile Apparatur mit einem zur Emission kohärenter Strahlung stimulierbarem Medium, einer .anregungseinrichtung" für das stimulierbare Medium und einem das stimulierbare Medium einschließenden Resonator, wobei die Anregungseinrichtung und der Resonator gegenseitig so angepaßt sind, daß sie eine Mehrzahl transversaler und eine Mehrzahl longitudinaler Schwingungsformen zum bcnwingen bringen,

   aadurch gekennzeicnnet, daß der Resonator (21, 22) derart ausgelegt ist, daß die Longitudinalschwingungsform-Abstanasfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches der iransversalbchwingungsform-Abs-uandsfrequenz ist, und daß eine _Äosorptiorjszelle (31) innerhalb des Resonators angeordnet ist, cteren absorbierendes Medium (32'j jinergieniveauL besitzt, von denen zumindest zwei um annähernd die Photonenenergie der kohärenten Strahlung des stimulierbaren Mediums (12; auseinanderliegen.
2. 2. Apparatur nacn. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aer Resonator Konkavspiegel der Krümmungsradien R₁ -άπα R₂ aufweist sowie üie folgende Beziehung erfüllt

   mit g, = ί - 1/R₁ und g₂ = 1 - La,

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   it* t ♦ r * »t*<

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   — 17 —"
3. 3. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß Mittel in dem Absorptionsmedium eine stärkere Besetzung des unteren der beiden iSnergieniveaus als die Besetzung des oberen der beiden 'ünergieniveaus um einen Betrag erzeugen, der Laser-Schwingung noch zuläßt, daß die Absorptionszelle so angeordnet ist und hinsichtlich der anderen Komponenten des Lasers so angepaßt ist, daß Energie aus einem Impuls der Strahlung absorbiert wird und dann diese Energie dem Impuls zumindest einmal zurückgegeben wird, und zwar für alle zwei Durchgänge des Impulses durch die Absorptionszelle.
4. 4. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Feldstärken und die elektrischen Dipolmomente im Absorptionsmedium gegenseitig für einen 2Tf-Impulsbetrieb eingestellt sind.
5. ^uj. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Anpassung der Absorptionszelle und der anderen Komponenten des Lasers erfolgt durch ein gasförmiges Absorptionsmedium, dessen Druck gleich oder kleiner als derjenige Wert ist, der zu einer homogenen Außer_J^hase- Lebensdauer größer als die Impulsbreite führt.
6. 6. Apparatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die geg'Shseiiäige Anpassung der Absorptionszelle ]

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   und der anderen Komponenten des Lasers Mittel innerhalb des Lasers aufweist, die eine elektrische feldstärke der ütraiilung in dem aktiven Absorptionszellenmedium erzeugen, welcne gegenüber der Feldstärke der Strahlung im stimulierbar en Medium des Lasers und den elektrischen Dipolmoment en der Medien für einen 2 If Impulsbetrieb eingestellt ist, wodurch die Absorptionszelle aus der Strahlung Energie absorbiert aä. die absorbierte Energie an die Strahlung -während eines jeden einzelnen Durciagangs der Strahlung durch die Absorption szelle zurückgibt.
7. 7. Apparatur nach. Anspruch 6, dadurch gekenEeichnet,

   daß die die elektrische Feldstärke erzeugenden Mittel durch zumindest eine Linse gebildet sind, die zwischen dem stimulierbaren YerStärkungsmedium und dem Absorption szellenmedium angeordnet ist, um die ötranlung in dem Absorptionszellenmedium auf einen Querschnittsdurchmesser zu fokussieren, der für den ürhalt eines 2 H -Impulsbetriebs ausreichend ist.
8. 8. Apparatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die elektrische Feldstärke erzeugenden MLttpl durch eine Anpassung des Resonators gebildet ist, wobei fokus -gierende Spiegel ein Strahlenbündel der Strahlung mit einem ersten Durchmesser an einer ersten Stelle und eine» zweiten Durchmesser an einer zweiten Stelle erzeugen_f und daß das stimulierbar Verstärktaqgsmedium an der ersten Stelle angeordnet ist, unä das 909881/1332

   I * β

   - 19 AtoeorptiojQszellenmedium an der zweiten Stelle.

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