DE2059069B2 - Hochbelastbarer resonanzreflektor fuer optische resonatoren in laseranordnungen - Google Patents
Hochbelastbarer resonanzreflektor fuer optische resonatoren in laseranordnungenInfo
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08059—Constructional details of the reflector, e.g. shape
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Description
Die Frfindung bezieht sich auf einen hochbelastbaren Resonanzreflektor für optische Resonatoren in
Laseranordnungen.
Bei Laserresonatoren sind besonders die Reflektoren einer hohen Strahlungsbelastung ausgesetzt, die
einen Reflexionsfaktor nahe 1000Zo aufweisen. Beispielsweise
werden selektive Reflektoren, die aus dielektrischen Schichten aufgebaut sind, von einer definierten
Strahlungsdichte an zerstört. Solche Reflektoren sind daher bei Rieseniinpulslasein, bei denen mit
Hilfe von Resonator-Güteschaltcrn sehr hoher Energiedichtc
der ausgelösten Lichtimpulse in der Größenordnung von MW/cm2 auftreten, völlig ungeeignet.
An Stelle von dielektrischen Schichten können als selektive Reflektoren Glasplattensätze verwendet
werden, bei denen die Glasplatten und die zwischen ihnen angeordneten Distanzringe interferrometrisch
genau aufeinandergesprengt sind. Die Verwendung derartiger Reflektoren in Riesenampulslasem wird in
»Quantum Electronic, Proceedings of the Third International Congress«, Bd. 2, Paris, New York
(1964), auf den Seiten 1197 bis 1199 beschrieben. Mit solchen Glasplattensätzen lassen sich zwar hohe
Belastungsgrenzen erreichen, doch ergeben sich sehr umfangreiche Anordnungen (große Plattenzahl),
•vrnn ein hoher Reflexionsfaktor gefordert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen hochbelastbaren Resonanzreflektor der letztgenannten
Art eine Lösung anzugeben, bei der auch mit einer geringen Anzahl von Glasplatten ein hoher Refiexionsfakior
herbeigeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens die in Richtung der einfallenden
Strahlung letzte Glasplatte einen dielektrischen Spiegeibelag aufweist.
ίο Es ist zwar aus der deutschen Olfenlegungsschrih
1 589 5S4 ein optischer Resonator für Laser bekannt,
bei dem zur Verlängerung der Betriebsdauer die diel· !arischen Überzüge auf den Außenseiten der
Spiegel aufgebracht sind. Wegen des geringen Reis flexionsiaktors der einen unbeschichteten Spiegeloberfläche
ist aber die Strahlungsbelastung der dielektrischen Spiegelbeläge nach wie vor hoch.
Der Erfmdung'liegt die Erkenntnis zugrunde, daß
ein großer Teil der einfallenden Strahlung bereits an
den ersten Glasplatten in Richtung der einfallenden Strahlung reflektiert wird, so daß die Strahlungsbelastun»
der Glasplatten um so geringer wird, je größer die Anzahl der ihnen entgegen der Richtung
tier einfallenden Strahlung vorgelagerten Glasplatten ist. Die auf einige Prozent herab verminderte Strahlungsenergie
im Bereich der in Richtung der einfallenden Strahlung letzten Glasplatten gibt somit die
Möglichkeit, hier die partielle Reflexion durch Anbringen von zusätzlichen dielektrischen Spiegdschichten
so zu erhöhen, daß bei vorgegebenem Reflexionsfaktor der Gesamtanordnung eine größere
Anzahl von Glasplatten eingespart werden kann. Mit anderen Worten läßt sich nach der Lehre nach der
Erfindung ein optischer Resonanzreflektor realisieren.
dessen zulässige Strahlbelastung diejenige von dielektrischen Spiegelschichten weit üb rsteigt. ohne auf die
hervorragenden Reflexionseigenschaften derartiger Schichten verzichten zu müsse.1.. Im allgemeinen ist
es zweckmäßig, beide Flächen der letzten Glasplatte und gegebenenfalls weiterer Flächen der dieser letzten
Glasplatte entgegen der Richtung der einfallenden Strahlung vorgelagerten Glasplatten mit einem dielektrischen
Spiegelbelag zu versehen. Hierbei müssen dann diese dielektrischen Spiegelbeläge in ihrer Aufeinanderfolge
entgegen dt_r Richtung der einfallenden Strahlung einen abnehmenden Reflexionsfaktor aufweisen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nimmt der Reflexionsfaktor der entgegen der Richtung der
einfallenden Strahlung aufeinanderfolgenden dielektrischen Spiegelbeläge nach einer geometrischen
Reihe ab.
Wie bereits einleitend schon angedeutet worden ist. kommt solchen hochbelastbaren Resonanzrefiektoren
eine besondere Bedeutung bei Riesenimpulslasern zu. Sie bilden hierbei einen oder beide Reflektoren
des optischen Resonators, in dessen Innern das von einer Pumpenenergiequelle gepumpte aktive
Material angeordnet ist. Mit Hilfe eines die Güte des optischen Resonators steuernden sogenannten Güteschalters
wird das aktive Material bei minimaler Güte des optischen Resonators von der Pumpenenergiequelle
bis zu hohen Werten der Inversion seiner Energieniveaus gepumpt und anschließend durch
schlagartige Erhöhung der Güte des optischen Resonators auf maximale Werte eine impulsförmige stimulierte
Emission hoher Energiedichte ausgelöst. Die selektiven Eigenschaften der Resonanzreflektoren ge-
„Uhrleisten dabei eine Anregung der Emission in
einem gewünschten Mode.
Der bei Riesenimpulslasern erforderliche Gute- »challer kann auf die verschiedenste Weise realisiert
werden. Bei mechanischer Ausführung des Güteschal- 5
ters ist es üblich, einen der beiden Reflektoren des
optischen Resonators als Drehspiegel auszubilden. Der optische Resonator hat dann in der Drehstellung
NuIl des Drehspiegels, in der beide Reflektoren mit
ihr:n Reflektorflächen senkrecht zur optischen Achse .ο
des Resonators ausgerichtet sind, seine maximale Güte, während in einer anderen Drehstellung des
Drehspiegels diese Güte praktisch Null ist. Wird der Drehspiegel mit konstanter Geschwindigkeit um eine
Achse senkrecht zur Resonatorachse gedreht, dann 15 «ibt der Riesenimpulslaser mit jeder Umdrehung
linen oder mehrere Riesenimpulse ab. Der Drehspiegel
kann beispielsweise ein 45 -Prisma sein, das cbenfalls hohen Strahlungsbelastungen gewachsen ist.
jedoch ,eine frequenzselektiven Eigenschaften au,- *
ι · · ic cmI 1 die Erfindung im folgenden
AusführungsbeBp.ds soll^^ ^ ^ ^^ bc.
, ' l
üeuiu hlisdlc Darstellung eines Riesen-
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j ' ^, shld als Rcsonan/.
J q^ ^ Ur · bestehen aus einer An-
^nue ir ierferromeinsch genau
25
Durch die ertindungsgemäBe Ausführung eines aus
mehreren über Distanzringe aneinandergesprengten Glasplatten bestehenden Resonanzreflektors ist es
möglich. Resonanzreflektoren mit einem Reflexionsfaktor bei der Frequenz der emittierenden Strahlung
von annähernd 100« 0 bei geringer Anzahl von Platten, also in kompakter Anordnung, zu realisieren.
Somit kann ein Resonanzretlektor nach der hrfindune in außerordentlich vorteilhafter Weise als Dreh-
spieiel-Rcsonator-Güteschalter mit hohem Reflexionsfaktor
bei einem Riesenimpulslaser zur Anwenduim
gelangen. Gegenüber einem 45 -Prisma wird mit Hilfe des Resonanzreflektors nach der Erfindung
nicht nur ein modcnselektiver Effekt eriecht,
sondern darüber hinaus auch noch die Schaltgeschwindigkcit
eines solchen Drehspiegel-Resonator-Güteschalters erhöht. Der Reflexionsfaktor einer
solchen Resonanzreflektors hat scharfe Maxima als Funktion der Frequenz und der Richtung. Expenmentcll
wurde dieser Sachverhalt dadurch bestätigt, daß ein breitbandiger Drehspiegel 45-Prisma) je
Umdrehung drei unmittelbar aufeinanderfolgende Riesenimpulse lieferte, während der resonante Drehspiegel
wegen der erhöhten Schaltgeschwmdigkeit pro
Umdrehung nu, einen Impuls bei entsprechend höherer Spitzenleistung ergab. Somit wird bei Verwcndune
eines Drehspiegel in Form e.nes Resonanzreflektors
nach der Erfindung der Resonator nach Richtung und Frequenz eingescha tet. Beim
Drehen verschieben sich die Resonanzfrequenzen sehr rasch und bewirken dadurch eine wesentlich
größere Schaltgeschwindigkeit der Rückkopplung tür
eine definierte Frequenz.
An Hand eines in der Zeichnung dargestellten der
35 1ι
35 1ι
darstellende Reson"Reflexionsfaktors gleichzeitig die
]cm"su"t; , W den -,mpulsförmigen Laserstrahl/.
^koppiun ^^ ^ ^.^
^r- ^r ' ; bcslchenden Drehspiegels Di isi
R"s.°"a"Z , ' ,"7 was bei der wringen Anzahl der
P-akllSL: '"" ' , dadurch erreicht wird, dal.,
)^rwJn^J,rVchtuna letzte Platte auf beiden Seiten
die 'n.„^ clielektrischen Spieaelbelag versehen ist.
mit en ^" ^ Drehriegels DS ist boden-
Der Glas f£^ „^^^η. die ihrerseits von
sutig in c η .1 ass t, ^ ^± ßci Drehung
£ in der aneeuebenen l^rehricluung
l^J^ ^ Drehspicgc,s OS cn
Laserstrahl emutiert.
Ρ , f„ F i o 2 im Schnitt dargestellte Dreh-Wie
f^m D-- mm mu besteht er aus
spiegel LK nacn ^ und 4 die über Distanz_
™™ΡΜ™£ an'einander(,esprengt sind. Die m
ngc I - u Laserstrahls/, letzte Glas-
ic^11"=^ C nI b a idcn F1ä-hen mit einem dielekplatte
4 . ι ., vcrschen Dabci ist der
lrl^c'\en ^^L'de = s dielektrischen Spiegelbelags =
Reflex °"s'j^°r ^ , ]s dcr Reflexionsfaktor des
c;h^^ ™liegelbelaes 5' und auf diese We.se
d elek π eher,Jp..gl ^ bdder Spicgd.
eine ™"™" *
btla e 11. · ^Iuster bcslanden die di-
Sase ^ eilier ZnS-Kombider
Reflexionsfaktor für den ^ ^ ^ ^ Spiege,be, 5
^« Glasflächen waren auf '/... um eben-"ind auf
2 Sekunden parallel aneinanderge-
55 spiengt
4« nngc
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Hochbelastbarer Resonanzreflektor für optische Resonatoren in Laseranordnungen, bestehend
aus mehreren, über Distanzringe aneinundergesprengten Glasplatten, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens die in Richtung der einfallenden Strahlung letzte Glasplatte (4) einen dielekt' -hen Spiegelbclag (5. 5') aufweist.
2. Resonanzrefiektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Flächen der letzten
Glasplatte (4) und gegebenenfalls weitere Flächen der dieser letzten Glasplatte entgegen der Richtung
der einfallenden Strahlung vorgelagerten Glasplatten nr' einem dielektrischen Spiegelbelag
(5. 5') verseilen sind und daß diese dielektrischen Spiegelbeläge in ihrer Aufeinanderfolge entgegen
der Richtung der einfallenden Strahlung einen abnehmenden Reflexionsfaktor aufweisen.
3. Resonanzreflektor nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Reflexionsfaktor der entgegen der Richtung der einfallenden Strahlung
aufeinanderfolgenden dielektrischen Spiegelbeläge (5, 5') nach einer geometrischen Reihe abnimmt.
4. Resonanz.,eflektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrischen Spiegelbelüge so bemessen
sind, daß der Reflexionsfaktor des Resonanzreflektors bei der Frequenz der einfallenden
Strahlung annähernd 1000O beträgt.
5. Verwendung eines Resonanzreflektors nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem
Riesenimpulslaser als Drehspiegel-Resonator-Güteschalter (DS).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702059069 DE2059069B2 (de) | 1970-12-01 | 1970-12-01 | Hochbelastbarer resonanzreflektor fuer optische resonatoren in laseranordnungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702059069 DE2059069B2 (de) | 1970-12-01 | 1970-12-01 | Hochbelastbarer resonanzreflektor fuer optische resonatoren in laseranordnungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2059069A1 DE2059069A1 (de) | 1972-06-22 |
DE2059069B2 true DE2059069B2 (de) | 1973-05-03 |
Family
ID=5789643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19702059069 Withdrawn DE2059069B2 (de) | 1970-12-01 | 1970-12-01 | Hochbelastbarer resonanzreflektor fuer optische resonatoren in laseranordnungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2059069B2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2900899C2 (de) * | 1979-01-11 | 1983-04-14 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen | Lasereinrichtung zum Erzeugen von ultrakurzen Laserstrahlungsimpulsen |
-
1970
- 1970-12-01 DE DE19702059069 patent/DE2059069B2/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2059069A1 (de) | 1972-06-22 |
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