DE19621461A1 - Faser-Phasenkonjugatoren mit hoher Fidelity und Reflektivität und niedriger Schwelleistung - Google Patents

Description

Gattung des Anmeldungsgegenstands

Die Erfindung betrifft Phasenkonjugatoren aus Multimode-Glasfasern zur Verbesserung der Strahlqualität von Hochleistungslasern. Solche Faser-Phasenkonjugatoren werden mit Faserkerndurchmessern von 100 bis 400 µm und Faserlängen von 2 bis 20 m realisiert. Die Faser-Phasenkonjugatoren können die bisher verwendeten gefährlichen Flüssigkeits- oder Hochdruckgas-Zellen als phasenkonjugierende Spiegel für Hochleistungslaser ersetzen.

Angaben zur Gattung

Bei den erfundenen Faser-Phasenkonjugatoren werden Multimode-Glasfasern als phasenkonjugierende Spiegel verwendet. Der hohe Reflexionsgrad rührt von der stimulierten Brillouin-Streuung (SBS) in den Glasfasern her. Aufgrund der langen Wechselwirkungslängen und kleiner Querschnitte in den Multimoden-Glasfasern läßt sich SBS bei geringer Leistung erzeugen, so daß ein phasenkonjugierender Spiegel aus solchen Multimoden-Glasfasern auch für quasi-kontinuierliche Hochleistungslaser geeignet ist.

Im Gegensatz zu giftigen Flüssigkeits- oder gefährlichen Hochdruckgas-SBS-Zellen als phasenkonjugierende Spiegel sind die erfundenen Faser-Phasenkonjugatoren umweltverträglich und ungefährlich bei der Anwendung. Außerdem zeigen sie hohe Stabilität sogar bei hoher Leistungsdichte, was bei Flüssigkeits- oder Hochdruckgas-SBS- Zellen problematisch sein kann.

Die erfundenen Faser-Phasenkonjugatoren liefern einen Reflexionsgrad von über 50%, eine Fidelity von über 90% und eine Schwelleistung von weniger als 6 kW bei einer Laserwellenlänge von 1,06 µm. Die Zerstörschwelle liegt bei mehr als 500 MW/cm². Ähnliche Daten wurden auch bei der grünen Wellenlänge von 532 nm erzielt. Diese hervorragenden Parameter bieten vielseitige Einsatzmöglichkeiten.

Stand der Technik mit Fundstellen

Es ist bekannt, daß stimulierte Brillouin-Streuung in Glasfasern stattfinden kann. Eine allgemeine theoretische Beschreibung ist in "Nonlinear Fiber Optics" von G.P. Agrawal, 2nd edition, Academic Press, 1995, Seiten 370-403 zu finden.

Die erste Beschreibung der stimulierten Brillouin-Streuung in Glasfasern wurde von E.P. Ippen und R.H. Stolen in der Zeitschrift "Applied Physics Letters" Jahrgang 1972, Band 21, Seiten 539 bis 541 gegeben. Seitdem sind eine Vielzahl experimenteller und theoretischer Arbeiten zur stimulierten Brillouin-Streuung in Glasfasern entstanden. Diese umfassen im wesentlichen Fragen zu den physikalischen Grundlagen und auch zahlreichen Aspekten der Anwendung. Je nach Einsatzgebiet der Glasfaser repräsentiert die SBS entweder einen unerwünschten, oft leistungslimitierenden Störmechanismus oder aber eine gezielt herbeigeführte Wechselwirkung zur Ausnutzung der entstehenden rotverschobenen Stokes-Welle.

Die phasenkonjugierenden Eigenschaften auf der Basis der stimulierten Brillouin- Streuung in Multimode-Glasfasern wurden bisher jedoch sehr wenig untersucht. In "Applied Optics" Jahrgang 1972, Band 11, Seiten 2489 bis 2494 findet sich bereits eine kurze theoretische Anmerkung über die SBS-Reflexion in Multimode-Glasfasern. Erst im Jahre 1983 wurde in der Zeitschrift "JETP Letters" Jahrgang 1983, Band 36, Seiten 104 bis 107 eine experimentelle Untersuchung über die Reflektivität und Schwelleistung der SBS- Reflexion in den Multimode-Glasfasern mit einem Kerndurchmesser von 30 µm gegeben, ohne dabei allerdings eine praktische Anwendung im Auge zu haben. Aufgrund der schlechten phasenkonjugierenden Eigenschaften von Multimode-Glasfasern mit solchen geringen Kerndurchmessern wurden diese Fasern zur Phasenkonjugation bisher nicht verwendet. Über phasenkonjugierende Spiegel aus Multimode-Glasfasern mit Kerndurchmessern von über 50 µm wurde bis heute nicht berichtet.

Kritik des Standes der Technik

Phasenkonjugation ist eine Technik, mit der sich mögliche Phasenverzerrungen eines optischen Signals in einem optischen Medium aufgrund der "Wellenfronttumkehr" kompensieren lassen, wenn dieses Signal an einem phasenkonjugierenden Spiegel reflektiert wird und das optische Medium nochmals in umgekehrter Richtung passiert wird.

Phasenkonjugation läßt sich durch stimulierte Brillouin-Streuung realisieren.

Fidelity ist eine Kenngröße (0<F<1), die die "Treue der Wellenfrontumkehr" während der Phasenkonjugation beschreibt, so daß man bei einer Fidelity von 1 eine perfekte Reproduktion der Wellenfront eines optischen Signals erhält.

Kurz nach der Realisierung des ersten phasenkonjugierenden Spiegels auf der Basis der stimulierten Brillouin-Steuung in Methan-Gas im Jahre 1972 (JETP Lett. Vol. 15, 109-113) wurden phasenkonjugierende Spiegel das erste Mal in einem Laser-Oszillator- Nachverstärker-System eingesetzt, um die gute Strahlqualität des Oszillators nach zweifachem Durchgang durch den Verstärker zu erhalten (JETP Lett., vol. 16, 435-438, 1972).

Danach gewannen die phasenkonjugierenden SBS-Spiegel für den Aufbau von Hochleistungslasern mit beugungsbegrenzter Strahlqualität immer mehr an Bedeutung wegen des großen Anwendungspotentials dieser Laser in der Materialbearbeitung und in der wissenschaftlichen Forschung.

Die bisherigen entwickelten phasenkonjugierenden SBS-Spiegel für Hochleistungslaser mit beugungsbegrenzter Strahlqualität wurden auf der Basis der stimulierten Brillouin- Streuung in Flüssigkeiten oder Gasen unter hohem Druck aufgebaut. Die meisten geeigneten Flüssigkeiten sind jedoch giftig und die Hochdruckgase sind wegen Explosionsgefahr der Zellen gefährlich. Derartige Phasenkonjugatoren neigen auch zu optischen Durchbrüchen bei hohen Leistungsdichten, was zu niedriger Stabilität und schlechter Strahlqualität der Reflexion führt. Deshalb sind phasenkonjugierende SBS- Spiegel für Hochleistungslasersysteme bis heute nur wenig verbreitet. Das einzige kommerzielle System mit einer Ausgangsleistung von 40 W bei der Laserwellenlänge von 1,06 µm wurde im Jahre 1995 von der Firma COHERENT auf den Markt gebracht, wobei eine Freon-Zelle als phasenkonjugierender Spiegel verwendet ist.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, SBS-Phasenkonjugatoren aus hochbelastbaren, festen Materialien zu entwickeln, die umweltfreundlich und ungefährlich für den Anwender sind. Außerdem sollte auch eine einfache Handhabung für den Einsatz in Hochleistungslasern möglich sein.

Lösung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Multimode-Glasfasern mit Kerndurchmessern von 100 bis 400 µm als SBS-Medien verwendet werden.

Die Technologie der Multimode-Glasfasern ist sehr weit entwickelt. Multimode-Glasfasern mit einem niedrigen Absorptionsverlust lassen sich mit verschiedenen Kerndurchmessern herstellen. Der nichtlineare Effekt der stimulierten Brillouin-Streuung wird daher in diesen Multimode-Glasfasern mit Kerndurchmessern von 100 bis 400 µm für die Realisierung der phasenkonjugierenden Spiegel für Hochleistungslaser verwendet. Die Grundidee der Verwendung einer Multimode-Glasfaser mit Kerndurchmessern von 100 bis 400 µm als phasenkonjugierender SBS-Spiegel für Hochleistungslaser ist bisher noch nirgendwo berichtet worden.

Die Möglichkeit, mit stimulierter Brillouin-Streuung ein Signal phasenzukonjugieren, zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus, da keine externen Pumpwellen benötigt werden. Die Photonen der eintretenden Signalwelle werden an den akustischen Phononen des Fasermaterials gestreut. Dabei entsteht ein im Vergleich zu den Photonen der Signalwelle im Frequenzbereich rotverschobenes Photon, ein sogenanntes Stokes-Photon. Ist die Leistung der einfallenden Welle hoch genug, läuft diese Brillouin-Streuung stimuliert ab. In diesem Fall koppeln die Pump- und die Stokeswelle durch Elektrostriktion mit der aus den akustischen Phononen gebildeten Schallwelle und ein merklich er Anteil der Pumpwelle wird in die Stokeswelle transferiert, die sich in Rückreflexion phasenkonjugiert zur Pumpwelle ausbreitet.

In Glasfasern gilt für die Leistungsschwelle P_s, die notwendig ist, um stimulierte Brillouin- Streuung zu erhalten:

Dabei ist A der Wechselwirkungsdurchmesser, bestimmt durch den Kerndurchmesser der Glasfaser; L eine effektive Wechselwirkungslänge, bestimmt durch die Faserlänge oder die i.a. sehr geringe Dämpfung der Glasfaser, und g_B ist der für das Fasermaterial charakteristische Brillouin-Verstärkungskoeffizient.

Für geringe Schwelleistungen ist es also notwendig, geringe Kerndurchmesser zu wählen. Allerdings muß hierbei beachtet werden, daß für eine effiziente Einkopplung von Licht in eine Glasfaser bei gegebener Strahlqualität des Lichts ein Mindestdurchmesser des Glasfaserkerns erforderlich ist. Üblich ist die Forderung, daß das Strahlparameterprodukt M²_Licht, das sich aus minimaler Strahltaille w₀, Halbwinkel der Divergenz im Fernfeld Θ und der Wellenlänge λ des Lichts errechnet zu

höchstens halb so groß ist, wie das Strahlparameterprodukt M²_Faser der Faser, falls alle transversalen Fasermoden angeregt sind. Dieses läßt sich in guter Näherung abschätzen zu:

Dabei ist NA die numerische Apertur der Faser, die den maximalen Winkel, unter dem in die Faser eingekoppelte Strahlen in der Faser noch totalreflektiert werden, bestimmt, und d ist der Kerndurchmesser der Faser. NA liegt z. B. für typische Glasfasern bei 0,22. Faserphasenkonjugatoren mit Kerndurchmessern von 100 bis 400 µm und NA = 0,22 sind daher beispielsweise bei einer Wellenlänge von 1064 nm in der Lage, Phasenstörungen, die zu einem M² von ca. 16 bis ca. 65 führen, mit guter Einkoppeleffizienz zu kompensieren.

Wahl des Fasermaterials

Als Phasenkonjugatoren können im Prinzip beliebige Gläser verwendet werden. Besonders geeignet sind Multimode-Quarzglasfasern mit einer Stufenindexstruktur des Brechungsindex und mit Kerndurchmessern von 100 um bis 400 µm. Der Kern besteht aus Quarzglas. Die numerische Apertur NA beträgt 0,22 und entspricht einem maximalen Vollwinkel von 25,4° (∼440 mrad) für eine effektive Einkopplung des Lichts in die Fasern. Dies erlaubt eine bequeme Einkopplung vom Licht mit z. B. 1,06 µm Wellenlänge mit einer Strahlqualität von M² < 60 in die Fasern. Die Länge der geeigneten Fasern variert von 0,1 bis 100 m. Die Dämpfungskonstante bei 1.06 µm beträgt α_dB = 2 dB/km, was zur Folge hat, daß die Zerstörschwelle von Phasenkonjugatoren aus Quarzglasfasern hoch liegt.

Vorteilhaft ist der Kerndurchmesserbereich von 100 bis 400 µm zum einen wegen der Möglichkeit, eine effiziente Einkopplung einfach zu ermöglichen. Zum anderen ist zu beachten, daß bei einer Anwendung einer Glasfaser in einem Hochleistungslasersystem die Zerstörschwelle der verwendeten Glasfaser hoch genug liegen sollte. Da üblicherweise die Zerstörung durch die Überschreitung einer kritischen Intensität oder Leistung pro Fläche hervorgerufen wird, ist auch daher ein nicht zu geringer Kerndurchmesser zu fordern. Falls der Kerndurchmesser allerdings zu groß wird, steigt die Schwelle für das Einsetzen der stimulierten Brillouinstreuung zu stark an, so daß der Kerndurchmesserbereich von 100 bis 400 µm eine gute Wahl darstellt.

Erzielbare Vorteile

Der beschriebene SBS-Phasenkonjugator aus einer Multimode-Glasfaser besitzt gegenüber SBS-Phasenkonjugatoren aus Flüssigkeiten oder Hochdruckgasen den Vorteil, daß er umweltfreundlich ist und keine Gefahr für den Anwender darstellt. Außerdem ist er mit hohen Energiedichten belastbar. Aufgrund der weit entwickelten Glasfaser-Technologie läßt sich der Faser-Phasenkonjugator leicht herstellen. Da Multimode-Glasfasern preiswert zu erhalten sind, ergeben sich wirtschaftliche Vorteile.

Es ist auch zu betonen, daß der von uns erfundene Faser-Phasenkonjugator die Realisierung eines Glasfaserlaser-MOPA-Systems (MOPA: master oscillator and power amplifier) in einer Doppelpass-Konfiguration ermöglicht, so daß ein Faserlasersystem komplett aus Faserkomponenten mit hohen Ausgangsleistungen möglich ist, wie weiter hinten ausgeführt wird.

Eigenschaften der Faser-Phasenkonjugatoren

Zur Charakterisierung der Faser-Phaseifkonjugatoren wurde ein Nd:YAG Oszillator mit zwei Verstärkern für die Erzeugung einer Lichtquelle mit beugungsbegrenzter Strahlqualität bei einer Pulsdauer von 30 ns und einer Kohärenzlänge von 40 cm verwendet. Die maximale Pulsenergie war auf 30 mJ begrenzt und die Repetitionsrate betrug 1 Hz.

Abb. 1 zeigt den experimentellen Aufbau. Die beugungsbegrenzte Laserstrahlung wird über eine Fokussierlinse L₁, wobei die Brennweite je nach verwendeter Faser zwischen f = 50 mm und f= 200 mm variiert wurde, in die Fasern eingekoppelt. Alle verwendeten Linsen sind AR-beschichtet für 1.06 µm. Eine Keilplatte zwischen dem optischen Isolator und der Fokussierlinse koppelt einen geringen Teil des Eingangsstrahls und des reflektierten Strahls aus, so daß die Eingangsenergie E₁, die reflektierte Energie E₂, und die transmittierte Energie E₃ durch eine kleine Lochblende (⌀ = 200 µm) in der Fokalebene der Linse L₂ (f = 335 mm) gemessen werden. Sie dienen dann zur Bestimmung der Reflektivität R und der Fidelity F des reflektierten SBS-Strahls:

Dabei bedeutet T die Transmission der Lochblende, die sich durch das Fokussieren des Eingangsstrahls in die Lochblende mit der Linse L₂ bestimmen läßt.

Abb. 2 zeigt exemplarisch die Abhängigkeit der Reflektivität und der Fidelity von der Eingangsleistung für eine Faser mit einem Durchmesser von 200 µm und einer Länge von 4.1 m. Reflektivitäten von über 50% und eine Schwelleistung von nur 17 kW wurden erreicht. Die Schwelleistung ist als die Eingangsleistung aus der experimentellen Kurve definiert, bei der der SBS-Reflex diffuse Reflexionen vom Faserende und anderen Störquellen deutlich überwiegt. Bei der Faser mit einem Kerndurchmesser von 100 µm reduziert sich die Schwelleistung bereits auf 6 kW. Die Reflexion ist stabil für Eingangsleistungen von mehr als der zehnfachen Schwelleistung. Die Fidelity beträgt über 90% und die Fidelityschwankungen sind kleiner als 2%.

Die Abhängigkeit der Schwelleistung, der Reflektivität und der Fidelity von der Faserlänge zeigt (siehe Abb. 3), daß nur die ersten zwei Meter der Fasern an dem SBS- Prozeß konstruktiv teilnehmen. Dies läßt sich dadurch erklären, daß die Wechselwirkungslänge der stimulierten Brillouin-Streuung in den Fasern durch die Kohärenzlänge der Eingangsstrahlung begrenzt ist.

Eine Depolarisation des reflektierten SBS-Strahls kann im allgemeinen während des SBS-Prozesses in den Multimode-Wellenleitern auftreten. Bei den von uns verwendeten Faser-Phasenkonjugatoren wird diese Depolarisation allerdings auf weniger als 5% reduziert.

Die Zerstörschwelle der Faser-Phasenkonjugatoren liegt bei über 500 MW/cm², wenn man eine homogene Beleuchtung auf den gesamten Kernbereich annimmt.

Es ist auch zu erwähnen, daß die lange Faser für den Einsatz als Phasenkonjugator gewickelt werden kann, wie Abb. 1 schematisch darstellt, wobei keine wesentlichen Einflüsse bei Wickelradien größer als 10 cm auf den SBS Prozeß festgestellt wurden.

Tabelle 1 gibt einen Überblick über das Verhalten der von uns erfundenen Faser- Phasenkonjugatoren bei einem nahezu beugungsbegrenzten Eingangsstrahl mit M²=1,1. Zum Vergleich sind die ermittelten Daten für eine mit CS₂, eine bisher häufig als SBS- Medium eingesetzte Flüssigkeit, gefüllte SBS-Zelle unter gleichen Bedingungen mit angegeben.

Tabelle 1

Verhalten der Faser-Phasenkonjugatoren bei etwa beugungsbegrenztem Eingangstrahl mit M² = 1.1 im Vergleich zu einer mit CS₂ gefüllten SBS-Zelle

Aus Tabelle 1 ist zu erkennen, daß die mit den Faserphasenkonjugatoren erreichten Werte mit den für CS₂ erzielten Werten gut vergleichbar sind. Die mit CS₂ erreichten Reflektivitäten des SBS-Prozesses liegen noch etwas höher, während die Fidelitywerte bei den Faser-Phasenkonjugatoren geringeren Durchmessers deutlich besser als die bei CS₂ erzielten sind.

Ähnliches Verhalten der von uns erfundenen Faser-Phasenkonjuatoren wurde auch bei einer grünen Wellenlänge von 532 nm erzielt, was einen breiten Spektralbereich bei Anwendungen von diesen Faser-Phasenkonjugatoren verspricht.

Der Einsatz unserer Faser-Phasenkonjugatoren wird besonders dann interessant, wenn geringe Eingangsstrahlqualitäten, d. h. M²<1, gegeben sind, was auch der Realität in praktischen Anwendungen entspricht.

Ausführungsbeispiele

Zur Demonstration der Reproduktion der Strahlqualität durch den Faser-Phasenkonjugator im Falle eines Phasenstörungsobjektes im Strahlengang wurde eine kurze Faser mit dem Kerndurchmesser von 200 µm und einer Länge von 8,7 cm als Phasenstörungsobjekt in den Aufbau eingeführt (siehe Abb. 4). Eine Linse mit einer Brennweite von f = 40 mm sammelt das divergente Licht aus der kurzen Faser in den Faser-Phasenkonjugator. Nach dem Einfach-Paß durch das Phasenstörungsobjekt zeigt sich eine starke Modulation in dem transversalen Strahlprofil mit M²=10. Nach der Reflexion im Faser-Phasenkonjugator und dem Doppelpaß durch das Phasenstörungsobjekt reproduziert sich die Ausdehnung des transversalen Strahlprofils, so daß sich etwa das Profil des Eingangsstrahls ergibt. Für diese Messung wurde die Lochblende in Abb. 1 durch die CCD-Kamera ersetzt.

Tabelle 2 gibt einen Überblick für das Verhalten des 200 µm Faser-Phasenkonjugators bei diesem phasengestörten Eingangstrahl mit M²=10 im Vergleich zu einer mit CS₂ gefüllten SBS-Zelle, wobei die kursiven Daten in Klammer die Resultate für M²=1,1 aus Tabelle 1 zeigen. Die Daten für M²=10 berücksichtigen bereits die Verluste durch die Phasenstörung.

Tabelle 2

Verhalten eines Faser-Phasenkonjugators bei einem phasengestörten Eingangstrahl mit M² = 10 im Vergleich zu einer mit CS₂ gefüllten SBS-Zelle

Die Daten in Klammer zeigen nochmals die Werte für M² = 1,1 aus Tabelle 1

Es ist deutlich zu sehen, daß sich Schwelleistung und der Reflexionsgrad bei dem Faser- Phasenkonjugator nicht signifikant verändern, wenn sich die Eingangsstrahlqualität von M²=1,1 auf M²=10 verschlechtert, während aber eine dramatische Verschlechterung beider Parameter in der mit CS₂ gefüllten SBS-Zelle zu verzeichnen ist. Dieser Vergleich zeigt deutlich, daß unsere Faser-Phasenkonjugatoren den häufig verwendeten mit CS₂ gefüllten SBS-Zellen nicht nur durch eine bessere Handhabbarkeit einer Glasfaser gegenüber einer giftigen Flüssigkeit, sondern auch bezüglich der physikalischen Parameter der Phasenkonjugation in praktischen Anwendungen überlegen sind.

Als ein praktisches Anwendungsbeispiel wird die Konstruktion eines Nd:YAIO-MOPA- Systems mit unserem Faser-Phasenkonjugator mit einem Kerndurchmesser von 200 µm und einer Länge von 17 m, also im Sättigungsbereich der phasenkonjugierenden Eigenschaften, als phasenkonjugierender Spiegel beschrieben (Abb. 5). Der Aufbau ist sehr ähnlich zur Abb. 1 mit dem Unterschied, daß sich der Verstärker in einer Doppelpaß- Anordnung befindet und die Repetitionsrate bei 100 Hz liegt. Die mittlere Ausgangsleistung beträgt 14 W mit hoher Strahlqualität bei einer Oszillatorleistung von 2,7 W.

Besonders geeignet sind die Faser-Phasenkonjugatoren als Spiegel für diodengepumpte und auch blitzlampengepumpte Faserlaser in einer Doppelpass-MOPA-Konfiguration, so daß Faserlasersysteme komplett aus Faserkomponenten mit hohen Ausgangsleistungen möglich ist, wie in Abb. 6 skizziert ist. Dabei wird die geringe Leistung eines Faserlaseroszillators mit hoher Strahlqualität durch einen Faserlaserverstärker heraufgesetzt. Für den Faserlaser-Oszillator läßt sich die bekannte longitudinale Pumpgeometrie mit Monomodefasern als aktives Medium verwenden. Im Gegensatz dazu läßt sich für den Doppelpaß-Verstärker eine transversale Pumpgeometrie mit Multimodefasern als verstärkendes Medium realisieren. Die hohe Strahlqualität wird dabei durch die Nutzung des oben beschriebenen Faser-Phasenkonjugators garantiert.

Beschreibung der Abbildungen

Abb. 1 Schema des Meßaufbaus zur Charakterisierung des Faser-Phasenkonjugators;

Abb. 2 Abhängigkeit der Reflektivität und der Fidelity von der Eingangsleistung für eine Faser mit einem Kerndurchmesser von 200 µm und einer Länge von 4.1 m;

Abb. 3 Abhängigkeit der Schwelleistung, der Reflektivität und der Fidelity von der Faserlänge für eine Faser mit einem Kerndurchmesser von 200 µm;

Abb. 4 Demonstration der Kompensation von Phasenstörungen in einer Doppelpass-Konfiguration durch einen Faser-Phasenkonjugator;

Abb. 5 Einsatz des Faser-Phasenkonjugators in einem Nd:YAIO-MOPA-System;

Abb. 6 Konzept eines ein Faserlasersystems komplett aus Faserkomponenten mit hoher Ausgangsleistung und hoher Strahlqualität.

Claims (3)

1. SBS-Phasenkonjugator dadurch gekennzeichnet, daß Multimode-Glasfasern mit Kerndurchmessern von 100 bis 400 µm verwendet werden.

2. Lasersystem dadurch gekennzeichnet, daß ein SBS-Phasenkonjugator nach Anspruch 1 zur Verbesserung der Strahlqualität verwendet wird.

3. Glasfaserlasersystem dadurch gekennzeichnet, daß ein SBS-Phasenkonjugator nach Anspruch 1 zur Verbesserung der Strahlqualität verwendet wird.