DE19920033A1 - Anordnung zur kohärenten Kopplung der Laserstrahlung mehrerer Einzellaser - Google Patents
Anordnung zur kohärenten Kopplung der Laserstrahlung mehrerer EinzellaserInfo
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Abstract
Die kohärente Kopplung mehrerer Laserquellen wird bevorzugt mittels passiver Koppelkonzepte realisiert. Vorwiegend werden Anordnungen zur kohärenten Kopplung unter Verwendung von Beugungsgittern beschrieben. Die bisher vorgeschlagenen passiven Vorrichtungen sind aufwendig herzustellen und nicht integrierbar. Bei der vorliegenden Lösung sind die Einzellaser (2) ringförmig angeordnet, ihre Durchmesser (D¶K¶) sind viel kleiner als der Durchmesser (D¶R¶) des Kreisringes (6), auf dem sie angeordnet sind. Jeweils eine Endfläche (3) der Einzellaser (2) ist verspiegelt, wobei die den verspiegelten Endflächen gegenüberliegenden Endflächen in einer gemeinsamen Koppelebene (4) mit einem Mehrmodenwellenleiter (1) gekoppelt sind. Dieser ist auf der der Koppelebene gegenüberliegenden Endfläche (5) ebenfalls verspiegelt. Die Länge (L) des Mehrmodenwellenleiters (1) ist derart gewählt, daß durch die Interferenz der Laserstrahlung der Einzellaser (2) im Mehrmodenwellenleiter (1) von der Einkoppelebene (4) zur verspiegelten Endfläche (5) und zurück zur Einkoppelebene (4) nur die erwünschten Phasenlagen an der Einkoppelebene (4) verlustarm in die Einzellaser (2) zurückreflektiert (eingekoppelt) werden. Die unerwünschten Phasenlagen werden somit nahezu unterdrückt. Die selektierende Wirkung des konzentrischen Mehrmodenwellenleiters (1) ist lediglich durch dessen Durchmesser (D¶W¶) und seine Länge (L) bestimmt. Die Einzellaser (2) sind vorteilhafterweise gemeinsam in einem ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung eines Laserstrahls hoher
Leistung, bei der eine Anzahl cw-gepumpter Einzellaser als Laserquellen
genutzt werden und Mittel zur kohärenten Kopplung der Strahlung dieser
Laserquellen vorgesehen sind.
Die Entwicklung von Laserquellen mit anwendungsspezifischen Eigenschaften
ist die Aufgabe der modernen Lasertechnik. Für viele Anwendungen werden
integrationsfähige und kompakte Laser hoher Leistung mit guter räumlicher
und zeitlicher Kohärenz, einem hohen Wirkungsgrad und guter Strahlqualität
benötigt. Die traditionellen Gaslaser werden dabei fortschreitend von
modernen Festkörperlasern verdrängt. Wegen der Sättigungs- und
Zerstörungseffekte der Lasermaterialien ist den verschiedenen Lasertypen
gemeinsam, daß große Ausgangsleistung zwangsläufig zu einem großen
geometrischen Querschnitt des aktiven, verstärkenden Mediums führen. Dies
führt zu Problemen bezüglich der zeitlichen und räumlichen Stabilität der
Laserstrahlung, was sich z. B. in der Filamentierung des Strahls oder dem
ungewollten Pulsieren der Ausgangsleistung äußert.
Zur Lösung dieses Problems wird seit mehreren Jahren das Konzept verfolgt,
durch die kohärente Kopplung mehrerer Laser geringer Leistung mit guten
Stabilitätseigenschaften Quellen großer Leistung zu realisieren. Besonders
auf dem Gebiet der Halbleiterlaser, wo Breitstreifenlaser durch Laserarrays
ersetzt werden, gibt es seit mehreren Jahren intensive Anstrengungen zur
Implementierung effektiver und integrierbarer Kopplungskonzepte. Sowohl
theoretische als auch experimentelle Untersuchungen zeigten, daß eine
kohärente Kopplung nur bei verhältnismäßig geringen Ausgangsleistungen
möglich ist.
Neben Halbleiterlasern stellen Faserlaser einen weiteren vielversprechenden
Zweig bei der Entwicklung von Laserquellen großer Leistung dar, wobei der
Nachteil der zusätzlich erforderlichen Pumpquelle durch eine Vielzahl anderer
technischer Vorteile kompensiert wird. Auch bei Faserlasern läßt sich durch
eine Vervielfachung der Lichtemitter die Ausgangsleistung steigern, wobei
wiederum das Problem in der kohärenten Kopplung der Einzellaser besteht.
Die kohärente Kopplung mehrerer Laserquellen wird bevorzugt mittels
passiver Koppelkonzepte realisiert, bei denen durch Vorrichtungen innerhalb
der Laserresonatoren der Verlust dieser Resonatoren von der
Phasenbeziehung der Einzelemitter zueinander abhängig gemacht wird.
Dabei wird dem gewünschten Zustand, der einer kohärenten Kopplung bzw.
einer ausgewählten Phasenlage der Einzellaser entspricht, der geringste
Verlust auferlegt. Durch die Eigendynamik der Laser nimmt das gekoppelte
Laserensemble den verlustärmsten Zustand, der der kohärenten Kopplung
entspricht, an.
Derartige Anordnungen, bei denen zur kohärenten Kopplung der durch
Halbleiterarrays erzeugten Laserstrahlung Linsensysteme und
Mikrolinsenarrays verwendet werden, sind beispielsweise beschrieben in
James R. Leger et al. "Coherent addition of AlGaAs lasers using microlenses
and diffractive coupling" Applied Physics Letters, Vol. 52. No. 21, May 1988,
pp 1771 sowie in der US PS 5033060 "Optical device for laser coupling and
coherent beam combining".
Weiterhin werden Anordnungen zur kohärenten Kopplung unter Verwendung
von Beugungsgittern beispielsweise in James R. Leger et al "Coherent laser
addition using binary phase gratings" Applied Optics, Vol. 26. No. 20,
15. Oct. 1987, pp 4391 sowie in Wilfried B. Veltkamp et al. "Coherent
summation of laser beams using binary phase gratings" Optics Letters, Vol.
11, No. 5 May 1986, pp. 917 beschrieben. In der WO 98/30929 A1 ist
ebenfalls ein Verfahren und eine Anordnung zum Erzeugen eines kohärenten
Lichtbündels unter Verwendung von Beugungsgittern und weiterer optischer
Systeme beschrieben.
Die bisher vorgeschlagenen passiven Vorrichtungen zur kohärenten Kopplung
sind zu aufwendig und deshalb nicht integrierbar, sie verwirklichen nicht die
benötigte starke Unterdrückung der inkohärenten Zustände und der
unerwünschten Phasenlagen der Felder oder sie haben einen zu hohen
Gesamtverlust.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kompakte Anordnung zur
kohärenten Kopplung der Strahlung einer Anzahl cw-gepumpter Einzellaser
anzugeben, die sich einfach herstellen läßt, integrierbar ist und bei starker
Unterdrückung der inkohärenten Zustände einen geringen Gesamtverlust
aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Anordnung der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß die Einzellaser ringförmig konzentrisch zu
einer Achse angeordnet sind und die Achsen der Einzellaser nahezu parallel
zu dieser verlaufen, wobei die Einzellaser jeweils nahezu die gleiche optische
Länge und die gleiche Modenordnung aufweisen. Der Durchmesser der
Einzellaser ist viel kleiner als der Durchmesser des Kreisringes, auf dem sie
angeordnet sind. Jeweils eine Endfläche der Einzellaser ist verspiegelt, wobei
die den verspiegelten Endflächen gegenüberliegenden Endflächen der
Einzellaser in einer gemeinsamen Koppelebene mit einem
Mehrmodenwellenleiter gekoppelt sind. Dieser ist auf der der Koppelebene
gegenüberliegenden Endfläche ebenfalls verspiegelt. Er ist konzentrisch zu
seiner Achse ausgebildet, wobei der Durchmesser des
Mehrmodenwellenleiters größer als der Durchmesser des Kreisringes ist, auf
dem die Einzellaser angeordnet sind, und die Achse des
Mehrmodenwellenleiters sowie die Achse des Kreisringes auf dem die
Einzellaser angeordnet sind, zusammenfallen. Die Kernbrechzahl des
Mehrmodenwellenleiters ist größer als die Mantelbrechzahl des
Mehrmodenwellenleiters; das Brechzahlprofil hat Stufenform. Die Länge des
Mehrmodenwellenleiters ist derart gewählt, daß durch die Interferenz der
Laserstrahlung der Einzellaser im Mehrmodenwellenleiter von der
Einkoppelebene zur verspiegelten Endfläche und zurück zur Einkoppelebene
nur die erwünschten Phasenlagen an der Einkoppelebene verlustarm in die
Einzellaser zurückreflektiert (eingekoppelt) werden. Die unerwünschten
Phasenlagen werden somit nahezu unterdrückt. Die selektierende Wirkung
des konzentrischen Mehrmodenwellenleiters ist lediglich durch dessen
Durchmesser und seine Länge bestimmt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unteransprüchen
entnommen werden.
Als vorteilhaft hat sich erwiesen, daß die Anzahl der Einzellaser eine gerade
Zahl ist und die Einzellaser in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser des
Mehrmodenwellenleiters einen Wert aufweist, der dem Durchmesser des
Kreisringes, auf dem die Einzellaser angeordnet sind, zuzüglich dem
doppelten Durchmesser der Einzellaser entspricht.
Eine besondere Ausgestaltung der Anordnung besteht darin, daß die
Einzellaser gemeinsam in einem Mehrkernfaserlaser angeordnet sind, wobei
für die Brechzahlen der Einzellaser und des Mehrkernfaserlasers folgende
Bedingungen gelten:
- - die Brechzahl der Faserkerne der Einzellaser ist größer als die Kernbrechzahl des Mehrkernfaserlasers,
- - die Mantelbrechzahl des Mehrkernfaserlasers ist kleiner als die Kernbrechzahl des Mehrkernfaserlasers.
Hierbei sollte der Durchmesser des Mehrkernfaserlasers den gleichen
Durchmesser wie der Mehrmodenwellenleiter aufweisen.
Mit dieser Anordnung können aus mehreren Lasern geringer Leistung
Laserquellen hoher Leistung mit guten Kohärenzeigenschaften realisiert
werden. Da die Selektion der Phasenzustände lediglich durch das Einbringen
eines Abschnittes eines konzentrischen Mehrmodenwellenleiters erfolgt, ist
der Aufbau sehr einfach, kompakt und integrationsfähig zu realisieren,
insbesondere wenn die Anordnung z. B. in der Form eines
Mehrkernfaserlasers mit einem Mehrmodenwellenleiter als Mittel zur
kohärenten Kopplung ausgeführt ist.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert
werden.
Die zugehörigen Zeichnungen stellen dar:
Fig. 1 Anordnung unter Verwendung von Einzellasern
Fig. 2 Anordnung unter Verwendung eines Mehrkernfaserlasers
Fig. 3 Seitenansicht der Anordnung gem. Fig. 2.
Eine Ausführungsform der Anordnung gem. Fig. 1 besteht aus ringförmig
konzentrisch zu einer Achse A1 angeordneten Einzellasern 2, die mit gleichem
Abstand auf einem Kreisring 6 angeordnet sind und jeweils die gleiche
optische Länge und die gleiche Modenordnung aufweisen, wobei deren
Achsen parallel zu der Achse A1 verlaufen. Der Durchmesser DK eines
Einzellasers 2 ist viel kleiner als der Durchmesser DR des Kreisringes 6. In
Fig. 1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich vier Einzellaser 2
dargestellt. Die Einzellaser 2 weisen jeweils eine verspiegelte Fläche 3 auf.
Die gegenüberliegenden unverspiegelten Flächen sind in einer gemeinsamen
Koppelebene 4 an den zylindrisch ausgebildeten und konzentrisch zu seiner
Achse A2 angeordneten Mehrmodenwellenleiter 1 angekoppelt. Die
Ankopplung der Einzellaser 2 an den Mehrmodenwellenleiter 1 kann z. B.
durch einfache mechanische Fixierung oder durch Verschmelzen der Fasern
(Spleißen) erfolgen. Der Mehrmodenwellenleiter 1 ist seinerseits auf der der
Koppelebene 4 gegenüberliegenden Fläche 5 ebenfalls verspiegelt und
schließt damit den gemeinsamen Resonator der Einzellaser 2 ab. Die
Verspiegelung der Fläche 5 wird derart als Teilverspiegelung ausgeführt, daß
die Auskopplung der Laserstrahlung an dieser Fläche 5 erfolgen kann.
Die Achse A2 des Mehrmodenwellenleiters 1 ist identisch mit der Achse A1
und sein Durchmesser DW weist einen Wert auf, der dem Durchmesser DR
des Kreisringes 6, auf dem die Einzellaser 2 angeordnet sind, zuzüglich dem
doppelten Durchmesser DK eines Einzellasers 2 entspricht. Damit keine
Strahlung durch die Mantelfläche des Mehrmodenwellenleiters 1 austritt, ist
die Kernbrechzahl n1 größer als die Mantelbrechzahl n2.
Da die selektierende Wirkung des konzentrischen Mehrmodenwellenleiters 1
lediglich durch dessen Durchmesser DW und seine Länge L bestimmt ist, hat
die Bemessung einen wesentlichen Einfluß auf die Wirkung der Anordnung.
Die Bemessungsregeln werden im Zusammenhang mit der Beschreibung der
Wirkungsweise dargelegt.
Eine weitere Ausführungsform der Anordnung gem. Fig. 2 unterscheidet sich
von der zuvor beschriebenen Anordnung dadurch, daß die Einzellaser 2
gemeinsam in einem Mehrkernfaserlaser 7 angeordnet sind. Eine vorteilhafte
Ausgestaltung eines solchen Mehrkernfaserlasers 7 weist eine Vielzahl, z. B.
40, derartige Einzellaser 2 auf, die ebenfalls ringförmig konzentrisch zur
Achse A1 auf einem Kreisring 6 angeordnet sind und die gleichen
Voraussetzungen erfüllen wie im vorangegangenen Beispiel. Bei dieser
Anordnung ist es vorteilhaft, wenn bei dem Mehrkernfaserlaser 7 die der
Koppelebene 4 gegenüberliegende Fläche 3 mit einer für die Laserstrahlung
hochreflektierenden und für die Strahlung der Pumplichtquelle 8
dämpfungsarm transmittierenden Schicht versehen ist. Somit ist ein
gemeinsamer Reflektor für die Einzellaser 2 realisiert und der Resonator in
dieser Richtung abgeschlossen.
Der Durchmesser DM des Mehrkernfaserlasers 7 weist vorzugsweise den
gleichen Wert wie der Durchmesser DW des Mehrmodenwellenleiters 1 auf,
ihre beiden Achsen A1 und A2 sind identisch.
Damit die Strahlung in den Kernen der Einzellaser 2 geführt wird, gelten für
die Brechzahlen folgenden Bedingungen: Die Brechzahl n4 der Einzellaser ist
größer als die Kernbrechzahl n3 des Mehrkernfaserlasers 7, und diese ist
größer als die Mantelbrechzahl n5 des Mehrkernfaserlasers 7.
Für das beschriebene Beispiel, bei dem die Einzellaser 2 als
Mehrkernfaserlaser 7 ausgeführt sind, kann der konzentrische
Mehrmodenwellenleiter 1 z. B. eine einfache Mehrmodenstufenindexfaser
sein.
Die Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung durch den Mehrkernfaserlaser 7 in
Richtung auf die gemeinsame Koppelebene 4.
Das Funktionsprinzip der Anordnung beruht auf dem Einfügen zusätzlicher
Verluste für zu unterdrückende Phasenzustände durch destruktive
Modeninterferenz.
Als Modenordnung der Einzellaser 2 bietet sich der transversale Grundmode
an. Durch die Einzellaser 2 wird in der Koppelebene 4 ein Eingangsfeld für
den angekoppelten Mehrmodenwellenleiter 1 generiert. In Abhängigkeit von
der Phasen- und Intensitätsverteilung der Einzellaser 2 werden damit
bestimmte Moden im Mehrmodenwellenleiter 1 angeregt, welche bis zur
verspiegelten Fläche 5 propagieren, an der verspiegelten Fläche 5 reflektiert
werden und sich wieder zurück in Richtung Koppelebene 4 ausbreiten. In der
Koppelebene 4 generieren sie durch Überlagerung der Einzelmoden das
neue, reflektierte Eingangsfeld für die Einzellaser 2. Das Feldbild der
überlagerten Moden ist dabei abhängig von der Phasenlage der angeregten
Moden und wird deshalb von den Ausbreitungskonstanten der Moden und der
Länge L des Mehrmodenwellenleiters 2 bestimmt.
Die phasenselektierende Wirkung basiert auf der Tatsache, daß nur für
bestimmte, von den Einzellasern 2 generierte Eingangsfelder, reflektierte
Felder durch den Mehrmodenwellenleiter 1 erzeugt werden, die verlustarm in
die Einzellaser 2 zurückkoppeln und damit einen verlustarmen Resonator für
das gesamte System bilden.
Der an der Endfläche 5 verspiegelte Mehrmodenwellenleiter 1 wirkt also wie
ein Resonator mit besonderen phasenselektierenden Eigenschaften.
Durch Selbstregulation innerhalb der Einzellaser 2 können diese ihre jeweilige
optische Weglänge so anpassen, daß ihr gemeinsam erzeugtes Feld in der
Koppelebene 4 bestmöglich dem durch den verspiegelten
Mehrmodenwellenleiter 1 ausgezeichneten Feldprofil mit höchster Reflektivität
entspricht. Damit wird die Beziehung der Phasenlagen der Einzellaser 2
eindeutig durch die Eigenschaften des Mehrmodenwellenleiterabschnitts 1
festgelegt, womit das Ziel der kohärenten Kopplung der Einzellaser 2 erreicht
ist.
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird die kohärente Kopplung der
Einzellaser eines Mehrkernfaserlasers 7 durch Selektierung der Phasenlage
beschrieben, bei dem die Einzellaser 2 in einer festen Phasenbeziehung,
nämlich mit π-Phasenversatz zwischen den Einzellasern 2, Strahlung
emittieren. Diese bevorzugte Phasenbeziehung kann sich einstellen, wenn ein
Mehrkernfaserlaser 7 mit einer Vielzahl von Einzellasern 2 verwendet wird.
Die Einzellaser 2, deren Durchmesser DK und der Durchmesser des
Kreisringes DR, auf dem die Einzellaser 2 angeordnet sind, werden derart an
den Durchmesser DW des Mehrmodenwellenleiters 1 angemaßt, daß durch
die um π phasenverschobene Emission der Einzellaser 2 fast ausschließlich
nur eine Mode in dem Mehrmodenwellenleiter 1 angeregt wird. Diese Mode
breitet sich ohne Veränderung der Feldstruktur in dem Mehrmodenwellenleiter
1 aus und koppelt dämpfungsarm in die Einzellaser 2 des
Mehrkernfaserlasers 7 zurück.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird die kohärente Kopplung der
Einzellaser 2, die in einem Mehrkernfaserlaser 7 gemäß der Ausführung nach
Fig. 3 angeordnet sind, durch Selektierung einer Phasenlage beschrieben, die
mit beliebiger Phasenbeziehung zueinander Licht emittieren.
Durch die Einzellaser 2 wird in der Koppelebene 4 ein Eingangsfeld für den
angekoppelten Mehrmodenwellenleiter 1 generiert. In Abhängigkeit von der
Phasen- und Intensitätsverteilung der Einzellaser 2, die von der des um π
phasenverschobenen Zustandes abweicht, werden bestimmte Modenfelder im
Mehrmodenwellenleiter 1 angeregt, die bei ihrer Ausbreitung interferieren.
Deshalb koppelt die reflektierte Feldverteilung dieser Anregungen in der
Koppelebene 4 schlechter in die Einzellaser 2 zurück. Der größte Teil des
reflektierten Feldes regt nur Moden der die Einzelkerne 2 umgebenden
Stufenindexfaser des Mehrkernfaserlasers 7 an und generiert damit für die
Resonatoren der Einzellaser 2 hohe Verluste, wodurch diese
Feldverteilungen, die nicht dem um π phasenverschobenen Zustand
entsprechen, unterdrückt werden.
Bei gegebener gerader Anzahl N von Einzellasern 2 kann der geeignete
Durchmesser DK der Einzellaser 2, der Durchmesser des Kreisringes DR, auf
dem die Einzellaserkerne 2 angeordnet sind, und der Durchmesser DW des
Mehrmodenwellenleiters 1 mit Hilfe numerischer Verfahren bestimmt werden.
Die geführten Moden beliebiger rotationssymmetrischer
Wellenleiteranordnungen können durch die numerische Lösung der skalaren
Wellengleichung ermittelt werden:
Dabei ist:
ψ(r) das Modenfeld der LPmp-Mode mit azimutaler Ordnungszahl m und radialer Ordnungszahl p,
k die Vakuumwellenzahl,
β die Ausbreitungskonstante der Mode,
r der Radius,
n(r) die radiusabhängige Brechzahlverteilung des Wellenleiters.
ψ(r) das Modenfeld der LPmp-Mode mit azimutaler Ordnungszahl m und radialer Ordnungszahl p,
k die Vakuumwellenzahl,
β die Ausbreitungskonstante der Mode,
r der Radius,
n(r) die radiusabhängige Brechzahlverteilung des Wellenleiters.
Durch Berechnung des Modenfeldes eines Einzellasers 2 und gegenphasige
Superpositionierung der Einzellaser 2 kann so das gesamte zu stabilisierende
Ausgangsfeld des Mehrkernfaserlasers 7 in Abhängigkeit vom Durchmesser
DK der Einzellaser 2 und vom Durchmesser DR des Kreisringes, auf dem die
Einzellaser 2 angeordnet sind, ermittelt werden. Auf gleiche Weise wird auch
die LPmp-Mode des Mehrmodenwellenleiters 1 mit radialer Ordnungszahl p = 1
und azimutaler Ordnungszahl m = N/2 in Abhängigkeit vom Durchmesser DW
des Mehrmodenwellenleiters 1 berechnet.
Die geeigneten Lösungsparameter des Durchmessers DK der Einzellaser 2,
des Durchmessers DR des Kreisringes, auf dem die Einzellaser 2 angeordnet
sind, und des Durchmessers DW des Mehrmodenwellenleiters 1 für die
optimale Überlappung des Ausgangsfeldes des Mehrkernfaserlasers 7 und
der Einzelmode des Mehrmodenwellenleiters 1 können nun mit Hilfe eines
Newton-Verfahrens numerisch ermittelt werden. Die Länge L des
Mehrmodenwellenleiters 1 ist derart gewählt, daß die von dem um π
phasenverschobenen Zustand abweichenden Feldverteilungen angeregten
Modenfelder bei ihrer Ausbreitung interferieren, d. h. daß die nach
zweimaligem Durchlaufen durch den Mehrmodenwellenleiter 1, einmal von
der Koppelebene 4 in Richtung verspiegelter Endfläche 5 und nach der
Reflexion einmal in Richtung auf die Koppelebene 4, in der Koppelebene 4
schlechter in die Einzellaser 2 zurückkoppeln.
Claims (7)
1. Anordnung zur Erzeugung eines Laserstrahls hoher Leistung, bei der eine
Anzahl cw-gepumpter Einzellaser als Laserquellen genutzt werden und Mittel
zur kohärenten Kopplung der Strahlung dieser Laserquellen vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einzellaser (2) auf einem Kreisring (6) mit einem Durchmesser (DR)
konzentrisch zur Achse (A1) angeordnet sind und die Achsen der Einzellaser
(2) nahezu parallel zu dieser verlaufen und jeweils nahezu die gleiche
optische Länge und die gleiche Modenordnung aufweisen, wobei der
Durchmesser (DK) der Einzellaser (2) viel kleiner als der Durchmesser (DR)
des Kreisringes (6) ist und jeweils eine Endfläche (3) verspiegelt ist und die
den verspiegelten Endflächen (3) gegenüberliegenden Endflächen der
Einzellaser (2) in einer gemeinsamen Koppelebene (4) mit einem
Mehrmodenwellenleiter (1) gekoppelt sind, der auf der der Koppelebene (4)
gegenüberliegenden Endfläche (5) ebenfalls verspiegelt ist und konzentrisch
zu seiner Achse (A2) ausgebildet ist, wobei der Durchmesser (DW) des
Mehrmodenweltenleiters (1) größer als der Durchmesser (DR) des Kreisringes
(6) ist, auf dem die Einzellaser (2) angeordnet sind, und die beiden Achsen
(A1, A2) identisch sind, wobei die Kernbrechzahl (n1) größer als die
Mantelbrechzahl (n2) des Mehrmodenwellenleiters (1) ist und die Länge L des
Mehrmodenwellenleiters (1) derart gewählt ist, daß durch die Interferenz der
Laserstrahlung der Einzellaser (2) im Mehrmodenwellenleiter (1) nur bei
bestimmter Phasenlage verlustarm in die Einzellaser zurückreflektiert
(eingekoppelt) wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anzahl (N) der Einzellaser (2) eine gerade Zahl ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einzellaser (2) in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind.
4. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchmesser (DW) des Mehrmodenwellenleiters (1) einen Wert aufweist,
der dem Durchmesser (DR) des Kreisringes (6), auf dem die Einzellaser (2)
angeordnet sind, zuzüglich dem doppelten Durchmesser (DK) der Einzellaser
(2) entspricht.
5. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einzellaser (2) gemeinsam in einem Mehrkernfaserlaser (7) angeordnet
sind.
6. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
für die Brechzahlen der Einzellaser (2) und den Mehrkernfaserlaser (7)
folgende Bedingungen gelten:
- - die Brechzahl (n4) der Faserkerne der Einzellaser (2) ist größer als die Kernbrechzahl (n3) des Mehrkernfaserlasers (7),
- - die Mantelbrechzahl (n5) des Mehrkernfaserlasers (7) ist kleiner als die Kernbrechzahl (n3) des Mehrkernfaserlasers (7).
7. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchmesser (DM) des Mehrkernfaserlasers (7) den gleichen
Durchmesser (DW) wie der Mehrmodenwellenleiter (1) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999120033 DE19920033C2 (de) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | Anordnung zur Erzeugung eines Laserstrahls hoher Leistung durch kohärente Kopplung der Laserstrahlungen mehrerer Einzellaser |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19920033A1 true DE19920033A1 (de) | 2000-11-09 |
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ID=7906629
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19920033C2 (de) |
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