DE2014928C

DE2014928C - Cover for laser amplifier chains

Info

Publication number: DE2014928C
Authority: DE
Inventors: Jean Claude Saint Michel sur Orge Farcy (Frankreich)
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Publication date: 1972-01-13

Description

Die Erfindung betrifft cine Blende für Luserversiärkerketten, bestellend aus einem rotationssymmelrischen kegelstumpfförmigen Kurper mit einer axialen öffnung.The invention relates to a cover for Luserversiärketten, ordering from a rotationally symmetrical frustoconical body with a axial opening.

Eine Blende in einer Laserverstärkerkette dient dazu, Störungen durch rüeklaufende Wellen zu unterdrücken, dio durch Lichtreflexion und -streuung entstehen. A diaphragm in a laser amplifier chain is used to suppress interference from returning waves, dio arise through light reflection and scattering.

Hs ist bereits bekannt, zur Begrenzung des Durchmessers von Laserstrahlen Blenden zu verwenden, die zwischen die verschiedenen Stufen einer Laserverstärkerkette angeordnet werden. Die bekannten Blenden bestehen aus einer Metallfolie und sind mit einem Werkstoff bedeckt, der die Laserstrahlung absorbieren kann. Derartige Blenden haben jedoch den Nachteil, daß sie altern und an ihrem Rand nach einiger Zeit glän;.ind werden, so daß sie Licht reflektieren und streuend wirken. Die reflektierten und gestreuten Strahlen lassen eine rüeklaufende Welle entstehen, die erneut in den Verstärkerstufen verstärkt werden kann, die noch teilweise angeregt sind.Hs is already known to limit the diameter of laser beams to use apertures between the different stages of a laser amplifier chain to be ordered. The known screens consist of a metal foil and are with covered with a material that can absorb the laser radiation. However, such apertures have Disadvantage that they age and become glossy at their edge after some time, so that they reflect light and have a scattering effect. The reflected and scattered rays leave a returning wave arise, which can be amplified again in the amplifier stages that are still partially stimulated.

Es ist auch bereits eine Blende in Form einer lichtdurchlässigen Zerstreuungslinse entwickelt worden, die von einer Seite zur anderen von einer Mittelöffnung durchsetzt ist,· deren Durchmesser ungefähr gleich dem Stab des Laserverstärkers ist. Eine derartige Blende ist schwierig herzustellen, und man erhält nicht immer einen scharfen Rand für die Mittelöffnung, was zu einer betiächtlic',en Strahlstreuung führt.A diaphragm in the form of a translucent diverging lens has also already been developed, which is penetrated from one side to the other by a central opening, the diameter of which is approximately is equal to the rod of the laser amplifier. Such a one Aperture is difficult to make, and you don't always get a sharp edge for the central opening, resulting in considerable beam scattering leads.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu überwinden.The invention is therefore based on the object of overcoming these disadvantages.

Die erfindungsgemäße Blende ist dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche und die Innenfläche des Körpers durch zwei Kegclstumpfflächen mit gemeinsamer kleiner Basis gebildet sind.The diaphragm according to the invention is characterized in that the outer surface and the inner surface of the body are formed by two truncated cone surfaces with a common small base.

Hine Blende in Form eines rotationssymmetrischen kegelstumpfförmigen Körpers mit einer axialen Off nung war bisher lediglich für ein Kondensorsystem für Vergrößerungsgeräte und Diirchleuchtungs-Reproduklionsgeräte bekannt (vgl. deutsche Patentschrift I 185 473). In diesem bekannten Kondensorsystem wird die von einer Lichtquelle ausgehende Lichtstrahlung durch einen elliptischen Ringspiegel in deren /weiten Ellipsenbrcnnpunkt konzentriert, der sich in dem von der inncnverspiegcltcn kegelstumpfförmigen Blende umschlossenen Volumen befindet. Auf diese Weise lenkt die vcrspiegcltc Innenfläche tier kegelstumpfförmigcn Blende die im zweiten r.Hipscnbrennpunkt konzentrierte Strahlung in Richtung auf einen Doppelkondcnsator, so daß sie anschließend e>n zu projiziercndes Diapositiv durchsetzt. Hine diaphragm in the form of a rotationally symmetrical frustoconical body with an axial off Until now, the only application was a condenser system for enlarging devices and lighting reproduction devices known (see. German Patent I 185 473). In this known condenser system the light radiation emitted by a light source passes through an elliptical ring mirror concentrated in its wide elliptical focal point, which is in the frustoconical shape of the inner mirror Aperture enclosed volume is located. In this way the mirrored inner surface steers The frustoconical aperture in the second Concentrated radiation in the direction of the focal point on a double capacitor, so that it then passes through a slide to be projected.

Es ist also ersichtlich, daß diese bekannte kcgelstumpfförmigc Blende Lishtverluste vermeiden soll, während die crfindungsgemäß verwendete Blende ,Störungen durch rüeklaufende Wellen unterdrückt, die durch Lichtrcflcxion und -streuung entstehen.It can thus be seen that this known frustoconical Aperture should avoid loss of list, while the aperture used according to the invention , Interference caused by returning waves caused by light reflection and scattering is suppressed.

Die Erfindung wird an Hand der einzigen Figur der Zeichnung näher crliiutcrt, in der im Schnitt ein Ausfuhrungsbeispiel der crfindungsgemäßeit Blende gezeigt ist.The invention is illustrated in more detail with reference to the single figure of the drawing, in which an exemplary embodiment of the diaphragm according to the invention is shown in section.

Die abgebildete Ölende besteht aus einem rotationssymmetrischen kegelstumpfförmigen Körper 1, der aus einem beliebigen festen Werkstoff hergestellt -,ein kann, z. B. aus Glas, Kunststoff oder Aluminium.The oil end shown consists of a rotationally symmetrical frustoconical body 1, made of any solid material -, a can, z. B. made of glass, plastic or aluminum.

Die Blende hat eine axiale öffnung 2, die den kcgiiMumpfförmigcn Körper 1 von der einen zur anderen Seite durchsetzt. Die Außenfläche 3 und die Innenfläche 4 des Stücks sind durch zwei KegelstumpffläeliL-n gebildet, die eine gemeinsame Basis 5 haben, so daß die Kante 6 des Körpers 1 einen Rand hat, der ähnlich scharf wie eine Messerschneide ist. In der Zeichnung ist zu sehen, wie die Blende zwischen zwei Stablasern 7 und 8 vor. zwei aufeinanderfolgenden Stufen einer Laserverstärkerkette angeordnet ist. Ein Lichtstrahl 9, der den Stab 7 verläßt, The diaphragm has an axial opening 2 which penetrates the hollow body 1 from one side to the other. The outer surface 3 and the inner surface 4 of the piece are formed by two frustoconical surfaces which have a common base 5 so that the edge 6 of the body 1 has an edge which is similarly sharp as a knife edge. In the drawing it can be seen how the aperture between two rod lasers 7 and 8 is in front. two successive stages of a laser amplifier chain is arranged. A light beam 9 leaving the rod 7,

ίο fällt auf die Basis 5 des Körpers 1. Der Durchmesser der Basis 5 ist kleiner nls der Durchmesser der Aus-.rittsfläche des Stabs 7, so daß der ganze Rand· aoschnitt des Lichtstrahls 9, d. h. derjenige Abschnitt, dessen Energiedichte am stärksten und dessenίο falls on the base 5 of the body 1. The diameter the base 5 is smaller than the diameter of the exit of the rod 7, so that the entire edge section of the light beam 9, i.e. H. the section whose energy density is strongest and whose

Energieverteilung am wenigsten homogen ist, von seiner Angangsbahn durch die Außenfläche 3 der Blende 1 abgelenkt wird. Die Außenfläche 3 ist gegen die optische Achse der Verstärki'rkette um einen Winkel von etwa 20° geneigt, ε Jaß der ganzeEnergy distribution is the least homogeneous, from its initial trajectory through the outer surface 3 of the Aperture 1 is deflected. The outer surface 3 is against the optical axis of the amplifier chain by one Angle of about 20 ° inclined, ε Jaß the whole

ao Außenabschnitt des Strahls eine .reflexion erfährt und infolgedessen nicht durch den Werkstoff absorbiert wird, der die Blende bildet, wodurch die Alterung verhindert wird.the outer section of the beam experiences a reflection and as a result is not absorbed by the material that forms the screen, whereby the Aging is prevented.

Vorteilhafterweh,s kann zur Erhöhung der Reflexion die Außenfläche 3 mit einer Reflexionsschicht versehen sein, z. B. mit einer Goldschicht.Advantageously, it can increase reflection the outer surface 3 may be provided with a reflective layer, e.g. B. with a gold layer.

Die Neigung der Außenfläche 3 vermeidet ein Rücklaufen des Randabschnitles des Strahls zum Stab 7.The inclination of the outer surface 3 avoids a return of the edge portion of the beam to the Rod 7.

Damit der auf die Eintrittsfläche des Stabs 8 fallende Strahl nicht zur Austrittsfläche des Stabs 7 reflektiert wird, ist die Eintrittsfläche des Stabs 8 etwas zur Normalen auf der optischen Achse der Verstärkerkette geneigt. Der Neigungswinkel kann beispielsweise etwa 6° betragen. Durch die erfindungsgemäße Blende fällt der Teil des Strahls, der durch die Eintrittsfläche des Stabs 8 reflektiert wird, auf die Fläche 4 des Körpers 1. Die Innenfläche 4, die vorteilhafterweise mit einer Reflexionsschicht bedeckt ist, lenkt durch Reflexion den durch die Austrittsfläche des Stabs 8 reflektierten Lichtstrahl ab. Der Neigungswinkel der Innenfläche 4 der Blende 1 zur optischen Achse der Kette und die gegenseitige Anordnung der Blende 1 zum Stab 7 und zum Stab 8 ermöglichen, daß der Strahl, der von der Eintrittsfläche des Stabs 8 reflektiert wird und eimer Reflexion an der Innenfläche 4 der Blende 1 unterliegt, aus der Verstärkerkette hinausgeführt wird, ohne auf die Austrittsfläche des Stabs 7 zu fallen.So that the beam falling on the entry surface of the rod 8 does not reach the exit surface of the rod 7 is reflected, the entrance surface of the rod 8 is somewhat to the normal on the optical axis of the Inclined amplifier chain. The angle of inclination can be approximately 6 °, for example. By the invention Aperture falls the part of the beam that is reflected by the entrance surface of the rod 8, on the surface 4 of the body 1. The inner surface 4, advantageously covered with a reflective layer is, deflects the light beam reflected by the exit surface of the rod 8 by reflection. The angle of inclination of the inner surface 4 of the diaphragm 1 to the optical axis of the chain and the mutual Arrangement of the diaphragm 1 to the rod 7 and to the rod 8 allow the beam from the entrance surface of the rod 8 is reflected and bucket is subject to reflection on the inner surface 4 of the diaphragm 1, is led out of the reinforcement chain without falling onto the exit surface of the rod 7.

Es versteht sich, daß das auch für den größten Teil der an der Kante 6 der Blende gestreuten und auf die Eintrittsfläche des Stabs 8 fallenden Strahlen der Fall ist.It goes without saying that this also applies to the greatest Part of the rays scattered at the edge 6 of the diaphragm and falling on the entry surface of the rod 8 the case is.

Die praktische Erprobung der erfindungsgemäßen Blende hat ihre Leistungsfähigkeit erwiesen. Die erfindungsgemäßc Blende erlaubt im wesentlichen, alle Randstrahlen zu unterdrücken, deren Energie zu groß und deren Verteilung inhomogen ist, sowie einen größeren Teil der gestreuten Strahlen. Practical testing of the diaphragm according to the invention has proven its efficiency. He inventive aperture essentially allows to suppress all marginal rays whose energy is too great and whose distribution is inhomogeneous, as well as a larger part of the scattered rays.

Ein Ausführungsbeispiel der Blende wurde zwischen zwei Stabe gleichen Durchmessers einer Verstärkerlaserkette gesetzt. Die Stäbe hatten einen Durchmesser von 16 mm, die öffnung S des Körpers 1 einen Durchmesser von 11,3 mm, die NeigungAn embodiment of the diaphragm was placed between two rods of the same diameter of an amplifier laser chain. The wands had one Diameter of 16 mm, the opening S of the body 1 a diameter of 11.3 mm, the slope

der Außenfläche 3 und der Innenfläche 4 zur optischen Achse betrug 12 bzw. 3°, und die Länge des Körpers 1, d. h. seine Höhe, etwa 40 mm. Es soll darauf hingewiesen werden, daß, wenn derof the outer surface 3 and the inner surface 4 to the optical axis was 12 and 3 °, respectively, and the length of the Body 1, d. H. its height, about 40 mm. It should be noted that if the

2 0i42 0i4

kegelstumpfförmige Körper aus einem transparenten Werkstuff besteht, es nicht unbedingt notwendig ist, eine Reflexionsschicht auf der Außenfläche 3 anzubringen. Im wesentlichen sind die Neigungen der Flächen so, daß, wenn ein Randabschnitt des Strahls in das Innere der Wand des Körpers 1 eindringt, er auf die durch die Innenfläche 4 gebildete öffnung unter eineu Winkel fällt, der größer ais der Grenzwinkel der Brechung ist, so daß er durch diese Fläche reflektiert und aus der Verstärkerkette abgelenkt wird.frustoconical body consists of a transparent material, it is not absolutely necessary to apply a reflective layer on the outer surface 3. Essentially, the inclinations are the Surfaces so that when an edge portion of the beam penetrates inside the wall of the body 1, he on the opening formed by the inner surface 4 falls at an angle that is greater than the critical angle of refraction so that it reflects by that surface and deflected out of the amplifier chain will.

Claims

Patent claims:

1. Aperture for laser amplifier chains, consisting of a rotationally symmetrical frustoconical body with an axial opening, characterized in that the outer flat (3) and the inner surface (4) of the body 1) by two truncated cone blades with a common small base (5) are formed

0 screen according to claim 1, characterized in that the outer surface (3) with emc. Reflective layer ^is coated -

3 screen according to claim 1, characterized in that the inner surface (4) with a reflective layer is covered.

4 screen according to claim 2 and / or 3, characterized in that the reflective layer

is made of gold.

5 oil end according to claim 1, characterized in that the body (1) made of Alumm.um bc-

6 panel according to claim 1, characterized shows that the body (1) consists of a material through visible.

1 sheet of drawings