DE19645029A1 - Verfahren zum Betrieb einer Laserstrahlungsquelle - Google Patents
Verfahren zum Betrieb einer LaserstrahlungsquelleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Laserstrahlungsquelle gemäß Patent
anspruch 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Laserdiode.
Werden Laserdioden als spektroskopische Lichtquellen verwendet, ist es wichtig, die von ih
nen emittierte Wellenlänge auf einen gewünschten Wert einstellen zu können. Dies geschieht
üblicherweise durch Variation des Laserdiodenstromes und/oder der -temperatur. Dabei tritt
jedoch die Schwierigkeit auf, daß normalerweise nicht jede Wellenlänge innerhalb des Ver
stärkungsprofils der Laserdiode erreicht werden kann. Darüberhinaus ist nicht bei jeder Wel
lenlänge ein modenstabiler Betrieb gewährleistet. Zwar emittieren die für die Spektroskopie
verwendeten Laserdioden vorwiegend in einer einzelnen longitudinalen Mode, d. h. bei einer
einzelnen Wellenlänge, während alle übrigen longitudinalen Moden um einen Faktor 100 bis
1000 unterdrückt werden. Die Rückkopplung der Laserdiodenstrahlung von optischen Grenz
flächen im Strahlengang kann jedoch zu spektralen Sprüngen zwischen verschiedenen longi
tudinalen Moden, d. h. zwischen verschiedenen emittierten Wellenlängen führen. Diese
Sprünge sind unkontrolliert und beeinträchtigen spektroskopische Messungen erheblich oder
machen sie gänzlich unmöglich. Dies ist für spektroskopische Untersuchungen nicht akzepta
bel.
Die Emission von Laserdioden kann jedoch durch kontrollierte Rückkopplung eines Teils des
von ihnen ausgesendeten Lichtes in gezielter Weise beeinflußt werden. Die Charakteristika
(Wellenlänge, spektrale Breite der Emission, emittierte Leistung) hängen in einem solchen
gekoppelten System sowohl von der Laserdiode, als auch von den Eigenschalten der rückkop
pelnden, erweiterten Kavität (extended cavitv) ab. In der Literatur, beispielsweise W.W
Chow et al. "Semiconductor-Laser Physics", S. 257 ff., Springer-Verlag (1994), werden ver
schiedene Kavitäten beschrieben, die unter dem Aspekt der spektralen Selektivität und der
Stärke der Rückkopplung unterschieden werden. Ein Teil dieser Systeme erfordert eine Ver
änderung der Laserdiode selbst, indem die Frontfacette des ursprünglichen Laserresonators
entspiegelt und ein zusätzlicher externer Resonatorspiegel eingeordnet wird. Andere Systeme
lassen die eigentliche Laserdiode unverändert und ordnen einen zusätzlichen externen Reso
natorspiegel an, so daß ein gekoppelter Resonator entsteht. Auf diese Weise können Systeme
aufgebaut werden, die es ermöglichen, mit Hilfe der drei Parameter Laserdiodentemperatur,
-strom und Abstand des äußeren Reflektors von der Front- oder Rückfacette der Laserdiode
(i.e. gemeinsamer Spiegel der beiden gekoppelten Resonatoren) nahezu jede Wellenlänge in
nerhalb des Verstärkungsprofils der Laserdiode anzuwählen.
Bei spektroskopischen Anwendungen ist es wichtig, die absolute Wellenlänge der Laserdioden
emission zu kennen. Dies ist prinzipiell möglich, da der Zusammenhang zwischen der emit
tierten Wellenlänge und den genannten drei Parametern eindeutig ist. Nach entsprechender
Kalibration kann dem Parameter-Tripel eine Wellenlänge zugeordnet werden. Die Schwierig
keit besteht jedoch in einer genauen Bestimmung des Abstandes des äußeren Reflektors von
der Frontfacette der Laserdiode bzw. der mangelnden Reproduzierbarkeit seiner Einstellung
und nur schwer zu lösenden Problemen in Bezug auf seine Stabilität über längere Zeiten. Der
Abstand muß so genau bekannt sein, daß zwischen den einzelnen Resonatormoden unter
schieden werden kann (Abstand ca. 0,3 mm, notwendige Genauigkeit ca. 10 nm).
Im Stand der Technik sind bereits verschiedene Verfahren zur Wellenlängenkontrolle und
-stabilisierung bekannt. So beschreibt die Publikation von Cassidy et al. in Appl. Optics,
Vol. 27, S. 2688 (1988) ein Verfahren zur Stabilisierung einer Laserdiode auf eine gewünschte
longitudinale Resonatormode und zur Vermeidung von Modensprüngen. Dabei wird die Po
sition eines externen Reflektors, der an einem Hebelarm eines piezoelektrischen Verstellele
ments befestigt ist, periodisch um eine Mittenposition variiert, die Variation der Ausgangslei
stung des Lasers durch eine Detektionseinrichtung und einen Lock-In-Verstärker detektiert
und dessen Ausgangssignal für eine Korrektur der Position des externen Reflektors verwen
det. Dieses Verfahren erlaubt jedoch lediglich eine Modenstabilisierung im laufenden Betrieb
der Laserdiode. Für die Einstellung der gewünschten Resonatormode nach Inbetriebnahme der
Laserdiode muß ein Spektrometer oder ein anderes Wellenlängenmeßgerät herangezogen
werden.
In der DE-OS 44 29 748 wird ein Verfahren zum Messen und Stabilisieren der Wellenlänge des
von einer Laserdiode emittierten Lichts unter Verwendung eines Fabry-Perot-Resonators
beschrieben. Dieses Verfahren erlaubt auch die Detektion von Modensprüngen der Laserdio
de. Allerdings bietet auch dieses Verfahren nicht die Möglichkeit der anfänglichen Einstellung
einer bestimmten, gewünschten Mode der Laserdiode. Überdies erfolgt die Stabilisierung
durch Regelung des Injektionsstroms, was mit Nachteilen, insbesondere Ausgangs
leistungsänderungen und Wellenlängenänderungen, verbunden ist.
Auch die DE-OS 33 11 808 beschreibt eine Interferometeranordnung zum Messen und Stabili
sieren der Wellenlänge des von einer Laserdiode emittierten Lichts, vermag aber ebensowenig
die Laserdiode auf eine gewünschte Mode anfänglich einzustellen. Ein Signal zur Stabilisie
rung der Wellenlänge wird einem Treiberkreis der Laserdiode zugeführt, soll also letztlich
auch eine Änderung des Injektionsstroms herbeiführen.
Schließlich offenbart die DE-OS 40 39 371 eine Einrichtung zur Stabilisierung der Wellen
länge einer Laserdiode, bei der die emittierte Wellenlänge auf ein vorbestimmtes Transmissi
onsmaximum eines Fabry-Perot-Interferometers eingeregelt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
mit dem die Emissionswellenlänge einer Laserstrahlungsquelle, insbesondere einer La
serdiode auf einfache und kostengünstige Art eingestellt und kontrolliert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vor
teilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß anstelle einer absoluten Messung der opti
schen Resonatorlänge nL (n Brechungsindex, L geometrische Länge) anfänglich eine Kali
brationsfunktion aufgenommen wird, die es erlaubt, nach Inbetriebnahme der Laserstrah
lungsquelle zielsicher jede gewünschte longitudinale Resonatormode durch Vergleich einer
aktuellen Messung mit der Kalibrationsfunktion einstellen zu können. Zu diesem Zweck wird
die emittierte Laserstrahlung einem Element mit wellenlängenabhängiger Transmission bzw.
Reflexion zugeführt und unmittelbar dahinter ihre Intensität durch einen Detektor gemessen.
Zur Aufnahme der Kalibrationsfunktion wird während der Intensitätsmessung die optische
Resonatorlänge über einen vorgegebenen Bereich variiert. Dabei finden Modensprünge statt,
die infolge der Wirkung des wellenlängenselektiven Elements zu Änderungen der Strahlungs
intensität am Detektor Anlaß geben. Durch Aufzeichnen der Intensitätssprünge in Abhängig
keit von der Resonatorlänge wird die Kalibrationsfunktion gewonnen, die eine Zuordnung zu
einer bestimmten Resonatormode und in Kombination mit den Parametern Strom und Tempe
ratur die Bestimmung der emittierten Wellenlänge erlaubt. Bei der Kalibration und der Ein
stellung wird dabei nicht die optische Resonatorlänge selbst gemessen, sondern eine andere
physikalische Stellgröße (z. B. die einem Piezo-Verstellelement zugeführte Piezo-Spannung),
von der die Resonatorlänge abhängt. In weiterhin vorteilhafter Weise kann das System unter
Zuhilfenahme der Kalibrationsfunktion auf die eingestellte Resonatormode stabilisiert wer
den. Die Erfindung kann sowohl auf gekoppelte Resonatorsysteme wie auf einfache Systeme
mit nur einem Resonator angewandt werden. Im übrigen bezieht sich die Erfindung auf Laser
strahlungsquellen aller Art, vorzugsweise jedoch auf Laserdioden. Als wellenlängenselektives
Element kann vorzugsweise ein Etalon, also im einfachsten Fall eine Glasplatte vorgegebener
Dicke verwendet werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen naher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht eines Aufbaus zur Durchführung des erfindungsge
mäßen Verfahrens;
Fig. 2A, B bevorzugte Ausführungsformen von Laserdioden mit externem Reflektor zur An
wendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 3 eine graphische Darstellung der durch den Detektor gemessenen Strahlungsintensität
der Laserdiode von der externen Resonatorlänge;
Fig. 4 Ausgangswellenlängen der Laserdiode gemäß Fig.3.
In Fig. 1 ist eine schematische Gesamtansicht eines Aufbaus zur Durchführung des erfindungs
gemäßen Verfahrens, d. h. zur Kalibrierung der Laserdiode und zu ihrer Stabilisierung im lau
fenden Betrieb dargestellt.
Die Laserdiode 1 ist mit einem externen Reflektor 1A gekoppelt, der durch einen teilreflektie
renden Spiegel, im einfachsten Fall eine Glasplatte (Reflektivität ca. 4%), gebildet wird. Da
bei wurde die Frontfacette der Laserdiode unverändert gelassen, so daß ein System gekoppel
ter Resonatoren gebildet wird. Durch Veränderung des Abstands des externen Reflektors 1A
von der Laserdiode läßt sich die geometrische Länge L des externen Resonators einstellen.
Entscheidend ist die Änderung der optischen Resonatorlange nL, die demzufolge auch durch
eine Änderung des Brechungsindex n erfolgen kann. Durch Einstellung der Parameter Reso
natorlänge, Diodenstrom und Temperatur läßt sich somit im Prinzip nahezu jede gewünschte
Wellenlänge einstellen. Das Modenspektrum und das Emissionsverhalten eines derartigen ge
koppelten Systems ist beispielsweise in der eingangs genannten Literaturstelle von W.W.
Chow et al. beschrieben. Im Falle der Verwendung einer Glasplatte und ähnlicher Systeme als
äußerer Reflektor ist bei der Beschreibung der resultierenden Emission zu beachten, daß diese
Reflektoren Etalons sind und damit ihre Reflektivität spektral moduliert ist.
In den Fig. 2A, B sind praktische Ausführungsbeispiele für Laserdioden mit gekoppelten Re
sonatoren dieser Art dargestellt. Die Laserdiode ist an einen als Wärmesenke dienenden Kup
ferklotz 8 befestigt und bildet mit einem durch eine Glasplatte 1A gebildeten externen Reso
natorspiegel einen gekoppelten Resonator. Die Glasplatte 1A ist an ein Piezo-Verstellelement
6 befestigt, so daß ihr Abstand zu der Laserdiode 1 durch Einstellen der dem Piezoelement
zugeführten Spannung U variiert werden kann. In Fig. 2A ist die gesamte Anordnung zwischen
zwei Kupferklötzen 9 eingeklemmt, während sie in Fig. 2B auf einem einzelnen Kupferklotz 9
angeordnet ist. In Fig. 2B ist das Piezo-Verstellelement 6 als ein sogenannter Piezo-Stack, d. h.
mehrere übereinandergestapelte Piezoelemente, ausgebildet, die eine zentrale Bohrung auf
weisen.
Dem Piezo-Verstellelement 6 wird eine Gleichspannung U von einer Gleichspannungsquelle
5 zur Festlegung der Mittenposition des Reflektors 1A zugeführt.
Um eine gewünschte Wellenlänge ohne Wellenlängenmeßgerät einstellen zu können, muß
die Laserdiode zunächst kalibriert werden. Zu diesem Zweck wird die von der Laserdiode
emittierte Strahlung einem Element 7 mit wellenlängenabhängiger Transmission zugeführt.
Anstelle des in der Fig. 1 dargestellten Transmissionsbetriebs kann das Element 7 auch in Re
flexion betrieben werden. Das Element 7 kann - wie dargestellt - ein Etalon sein, also in
der einfachsten Form eine Glasplatte von bestimmter, vorgegebener Dicke. Das Element 7
kann aber auch beispielsweise ein Transmissionsgitter mit folgendem Strahlteiler oder ein
Reflexionsgitter sein. In letzterem Falle muß die Gitterfunktion an die zu bestimmende Mo
denvielfalt angepaßt sein. Unmittelbar hinter dem Element 7 wird die Strahlungsintensität
durch einen Detektor 2, beispielsweise eine Photodiode gemessen. Die externe Resonatorlän
ge wird über einen vorgegebenen Bereich durch Variation der dem Piezo-Verstellelement 6
zugeführten Gleichspannung aus der Gleichspannungsquelle 5 kontinuierlich verändert und
das Ausgangssignal des Detektors 2 wird durch eine Datenaufzeichnungseinrichtung 4 aufge
zeichnet. Die aufgezeichnete Funktion ist für jede Laserdiode charakteristisch und wird daher
zur Kalibrierung verwendet. Sie wird im folgenden als charakteristische Funktion oder Kali
brationsfunktion bezeichnet.
Zusätzlich kann zwischen das Element 7 und die Photodiode 2 ein für den jeweiligen Bereich
angepaßter Kantenfilter eingebracht werden, der die Intensitätsmodulation des Elements 7 mit
einer linearen spektralen Transmission multipliziert und damit - bei geschickter Wahl der
Filterparameter - eine Eindeutigkeit der spektralen Übertragungsfunktion über den gesamten
Bereich der Emission der jeweiligen Laserdiode herstellt.
In Fig. 3 ist ein Beispiel für eine Kalibrationsfunktion dargestellt.
Aufgetragen ist das Ausgangssignal des Detektors in Abhängigkeit von der Resonatorlänge.
Bei bestimmten Resonatorlängen ereignen sich Modensprünge, die infolge der Wirkung des
wellenlängenselektiven Elements von entsprechenden Sprüngen in der Intensität der auf den
Detektor auftreffenden Strahlung begleitet sind. Ein Sprung auf eine andere Wellenlänge hat
nämlich zur Folge, daß die neue Wellenlänge an einem anderen Punkt der charakteristischen
Transmissions- bzw. Reflexionsfunktion des wellenlängenselektiven Elements liegt. In dem
Beispiel der Fig. 3 wurde als wellenlängenselektives Element ein Etalon in der Form einer
Glasplatte verwendet. Die Glasplatte wurde in Reflexion betrieben. Der Aufbau entspricht
dem in Fig. 2A mit nicht entspiegelter Frontfacette der Laserdiode. Zwischen den Moden
sprüngen in der Fig. 3 befinden sich mehr oder weniger ausgedehnte Bereiche, in denen das
Signal konstant ist. In diesen Bereichen arbeitet die Laserdiode stabil in einer Mode des ge
koppelten Resonators. In der Zeichnung sind einige dieser Bereiche mit der zugehörigen
Wellenlänge bezeichnet. Die Kurve in Fig. 3 wurde durch wiederholtes Durchfahren eines
vorbestimmten Resonatorlängenbereiches erzielt. Wie in der Fig. 3 zu sehen ist, ist auch die
gemessene Funktion periodisch und reproduzierbar. Insbesondere ist die Reihenfolge des Auf
tretens der Moden des gekoppelten Resonators immer dieselbe. Das bedeutet, daß auch bei
Phasenänderungen und/oder Änderungen der Periode und der Amplitude der Airyfunktion des
Etalons insbesondere durch Dickenänderung des Etalons durch Temperatureinflüsse oder
durch Kippung oder Beleuchtung eines anderen Teils des Etalons als Folge von Positionsän
derungen durch mechanische Fluktuationen oder Alterungsprozesse die richtige Kalibrations
funktion durch einen mathematischen Anpassungsprozeß, beispielsweise durch Anpassung
einer Airy-Funktion oder einer einfachen Sinus-Funktion an die Meßpunkte, gefunden werden
kann. Jedem Wert der optischen Resonatorlänge kommt ein eindeutiger Wert der angepaßten
charakteristischen Funktion zu. Diese Tatsache wird bei der Einstellung der gewünschten Re
sonatormode ausgenutzt. Nachdem die Kalibrierungsfunktion für eine Laserdiode einmal auf
gezeichnet worden ist, kann sie bei jeder künftigen Inbetriebnahme der Laserdiode verwendet
werden, um eine gewünschte Resonatormode einzustellen, ohne daß ein Wellenlängenmeßge
rät verwendet werden muß. Es muß dazu lediglich wie bei der Kalibrierung die Intensität der
Laserdiode hinter dem wellenlängenselektiven Element gemessen und mit der anfänglich auf
genommenen Kalibrierungsfunktion verglichen werden. Innerhalb jeder einzelnen Resona
tormode kann dann die Feinabstimmung der Wellenlänge durch Variation der zusätzlichen
Parameter Diodenstrom und Temperatur vorgenommen werden. Da auch dieser funktionelle
Zusammenhang kalibriert werden kann, kann die Emissionswellenlänge der Laserdiode ohne
Zuhilfenahme eines Wellenlängenmeßgerätes eingestellt werden.
In Fig. 4 sind die in Fig. 3 beim Modensprungbetrieb erzielten Wellenlängen in ihrer natürli
chen Reihenfolge mit ihrer jeweiligen Intensität eingetragen. Die Intensitätsänderung der
Wellenlängen spiegelt den Verlauf der Übertragungsfunktion des Etalons wider. Wie man
sieht, liegen die interessierenden Moden gerade innerhalb des halben freien Spektralbereichs
des Etalons. Dieser Zustand kann durch geeignete Wahl der Dicke des Glasplättchens einge
stellt werden.
Von Bedeutung ist auch, daß die Finesse des Etalons für die Zwecke der vorliegenden Erfin
dung nicht zu gut sein darf. Eine gute Finesse bedeutet nämlich relativ scharfe Transmissions-
bzw. Reflexionsspitzen, die von relativ breiten Bereichen niedriger Transmission bzw. Re
flexion getrennt sind. Eine solche Übertragungsfunktion hat zur Folge, daß sich die in dem
Bereich niedriger Transmission oder Reflexion liegenden Moden in der Intensität nicht signi
fikant voneinander unterscheiden und somit nicht zuverlässig voneinander getrennt werden
können. Der Idealfall ist ein Etalon mit nahezu sinusförmiger Übertragungsfunktion.
Weiterhin kann der Betrieb der Laserdiode auf die eingestellte Mode stabilisiert werden. Dies
ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn zu erwarten ist, daß anderenfalls durch spontane Fluk
tuationen der optischen Resonatorlänge unerwünschte Modensprünge auftreten würden. Bei
der Stabilisierung wird auch im laufenden Betrieb der Laserdiode 1 die Ausgangsstrahlung
des wellenlängenselektiven Elements 7 kontinuierlich mit dem Detektor 2 gemessen. Das
Ausgangssignal des Detektors wird nun dazu verwendet, den Laser zu stabilisieren. Zu diesem
Zweck wird das Detektorsignal einer Steuereinheit 3 zugeführt, die mit der Gleichspannungs
quelle 5 verbunden ist. Die Steuereinheit 3 reagiert auf Signaländerungen des Detektoraus
gangssignals. Wenn sich infolge einer Instabilität die optische Resonatorlänge nL verändert,
so kann dies zu einem Modensprung führen. Sobald die Steuereinheit 3 eine einen Moden
sprung anzeigende Signaländerung registriert, erzeugt sie ein Signal, das die Gleichspan
nungsquelle 5 dazu veranlaßt, an das Piezo-Verstellelement 6 eine geeignete Gleichspannung
anzulegen, so daß dieses die Resonatorlänge derart ändert, daß die den Modensprung verursa
chende Instabilität gerade kompensiert wird und wieder die vorherige Mode angenommen
wird. Das Ausgangssignal des Detektors wird also dazu verwendet, eine der spontanen Län
genänderung entgegengesetzte Längenänderung zu erzeugen. Die Richtung der zu erzeugen
den Längenänderung wird durch die Steuereinheit 3 beispielsweise aus der Höhe der gemes
senen Signaländerung bestimmt. Dazu ist erforderlich, daß die Steuereinheit 3 die Kalibrati
onsfunktion in gespeicherter Form enthält, denn nur auf dieser Basis kann sie entscheiden, in
welche Richtung eine spontane Längenänderung erfolgt ist.
Die Stabilisierung kann auch derart erfolgen, daß es nicht erst zu einem Modensprung
kommt, sondern bereits dann, wenn sich der Arbeitspunkt auf der ansteigenden Flanke einer
Intensitätsänderung befindet.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der externe Reflektor 1A gleichzeitig der Auskoppel
spiegel des gekoppelten Systems, ist also lediglich teilreflektierend. Alternativ dazu kann der
externe Reflektor 1A auch - wie in der bereits erwähnten Publikation von Cassidy et al. -
die hochreflektierende Seite des Resonators bilden, wobei die Auskopplung der Strahlung
dann durch eine der Endflächen der Laserdiode erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch auf ein einfaches Resonatorsystem ange
wandt werden, denn auch in einem einfachen Resonator finden Modenwechsel statt, die mit
Intensitätsänderungen gekoppelt sind. Ein solches einfaches System kann beispielsweise eine
unveränderte Laserdiode oder eine entspiegelte Laserdiode mit externem Reflektor sein.
Aus dem vorstehenden Absatz wird darüberhinaus ersichtlich, daß das erfindungsgemäße
Verfahren nicht nur bei Laserdioden, sondern generell bei Laserstrahlungsquellen aller Art
Anwendung finden könnte. In allen Anwendungsfällen kann die Variation der optischen Re
sonatorlänge entweder durch eine geometrische Längenänderung, etwa durch Veränderung
des Abstands der Resonatorspiegel oder durch Veränderung des Brechungsindex erreicht
werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere von Bedeutung für andere durch
stimmbare, einmodige Lasersysteme wie Farbstofflaser, Ti-Saphir-Laser, Alexandrit-Laser
und andere Festkörperlaser. Die Grundvoraussetzung ist dabei jeweils, daß das Verstärkungs
profil eine Anzahl verschiedener longitudinaler Moden umfaßt.
Claims (19)
1. Verfahren zum Betrieb einer Laserstrahlungsquelle (1), deren emittierte Laserstrahlung ei
nem Element (7) mit wellenlängenabhängiger Transmission oder Reflexion zugeführt und die
Intensität der aus dem Element (7) austretenden Laserstrahlung durch einen Detektor gemes
sen wird, gekennzeichnet durch die VerfahrensschritteI
- a. Kontinuierliches Verändern der optischen Resonatorlänge der Laserstrahlungsquelle durch eine Stellgröße über einen vorbestimmten Bereich und gleichzeitiges Messen der Intensität;
- b. Aufzeichnen der Intensität in Abhängigkeit von der Stellgröße über einen vorgegebenen Bereich;
- c. Einstellen einer gewünschten longitudinalen Resonatormode bei erneuter Inbetriebnahme der Laserstrahlungsquelle unter Verwendung der in Verfahrensschritt b. aufgezeichneten Funktion.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte
d. Betreiben der Laserstrahlungsquelle bei der in Verfahrensschritt c. eingestellten Resona tormode;
d. Betreiben der Laserstrahlungsquelle bei der in Verfahrensschritt c. eingestellten Resona tormode;
- e. Kontinuierliches Messen der Intensität;
- f. Zuführen des Ausgangssignals des Detektors zu einer Steuereinheit (3), die die Kalibrati onsfunktion in gespeicherter Form enthält und die gemessene Intensitätsänderung dazu ver wendet, die Stellgröße in geeigneter Weise zu verändern.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlungs
quelle (1) eine Laserdiode ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdiode einen externen
Reflektor (1A) aufweist und die Stellgröße die optische Resonatorlänge ist und die optische
Resonatorlange durch Verändern der Stellung des externen Reflektors (1A) herbeigeführt
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem externen Reflektor
(1A) zugewandte Facette der Laserdiode (1) nicht entspiegelt ist, so daß die Laserdiode (1)
mit dem externen Reflektor (1A) einen gekoppelten Resonator bildet.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem externen Reflektor
(1A) zugewandte Facette der Laserdiode (1) entspiegelt ist.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der externe Reflektor (1A) mit einem Piezo-Verstellelement (6) verbunden ist, das von
einer Gleichspannungsquelle (5) angesteuert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (3) mit der
Gleichspannungsquelle (5) verbunden ist und im Falle einer spontanen Änderung der opti
schen Resonatorlänge ein Signal an die Gleichspannungsquelle liefert, das eine der spontanen
Längenänderung entgegengesetzte Längenänderung erzeugt.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehen
den Ansprüche, gekennzeichnet durch
eine Laserstrahlungsquelle (1);
eine Einrichtung (1A, 5, 6) zur Änderung der optischen Resonatorlänge der Laserstrahlungs quelle (1);
ein Element (7) mit wellenlängenabhängiger Transmission;
einen Detektor (2) zum Abfühlen der Strahlungsintensität der Laserstrahlungsquelle;
eine mit dem Detektor verbundene Datenaufzeichnungsvorrichtung (4) zum Aufzeichnen der Intensitätsfunktion.
eine Laserstrahlungsquelle (1);
eine Einrichtung (1A, 5, 6) zur Änderung der optischen Resonatorlänge der Laserstrahlungs quelle (1);
ein Element (7) mit wellenlängenabhängiger Transmission;
einen Detektor (2) zum Abfühlen der Strahlungsintensität der Laserstrahlungsquelle;
eine mit dem Detektor verbundene Datenaufzeichnungsvorrichtung (4) zum Aufzeichnen der Intensitätsfunktion.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (3), die an ihrer
Eingangsseite mit dem Ausgang des Detektors und an ihrer Ausgangsseite mit der Einrich
tung (1A, 5, 6) zur Änderung der Resonatorlänge verbunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (7)
ein Zweistrahl-Interferometer, ein Fabry-Perot-Interferometer, ein Etalon, insbesondere eine
Glasplatte, oder ein Gitter ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem Element (7) und dem Detektor (2) ein Kantenfilter angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Laserstrahlungsquelle (1) eine Laserdiode ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdiode einen ex
ternen Reflektor (1A) aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dem externen Reflek
tor (1A) zugewandte Facette der Laserdiode (1) nicht entspiegelt ist, so daß die Laserdiode (1)
mit dem externen Reflektor (1A) einen gekoppelten Resonator bildet.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dem externen Reflek
tor (1A) zugewandte Facette der Laserdiode (1) entspiegelt ist.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeich
net, daß die Einrichtung (5, 6, 7) zur Änderung der optischen Resonatorlänge ein mit dem ex
ternen Reflektor (1A) verbundenes Piezo-Verstellelement (6) enthält, das durch eine Gleich
spannungsquelle (5) betrieben wird.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das frequenzselektiv mes
sende Bauelement (3) mit der Gleichspannungsquelle (7) verbunden ist.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeich
net, daß der externe Reflektor (1A) eine Glasplatte ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996145029 DE19645029A1 (de) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Verfahren zum Betrieb einer Laserstrahlungsquelle |
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DE1996145029 DE19645029A1 (de) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Verfahren zum Betrieb einer Laserstrahlungsquelle |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996145029 Ceased DE19645029A1 (de) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | Verfahren zum Betrieb einer Laserstrahlungsquelle |
Country Status (1)
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DE (1) | DE19645029A1 (de) |
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- 1996-10-31 DE DE1996145029 patent/DE19645029A1/de not_active Ceased
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