DE2143593A1

DE2143593A1 - Abstimmbares filter, insbesondere zur frequenzabstimmung eines organischen farbstofflasers

Info

Publication number: DE2143593A1
Application number: DE19712143593
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Zeidler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-08-31
Filing date: 1971-08-31
Publication date: 1973-03-08
Also published as: FR2150893A1; IT964324B; BE788253A; GB1392512A; LU65971A1; FR2150893B1; NL7211815A; CH541879A; SE376694B

Description

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SIEMENS AEÜIMGESEl'ijiaCKAFT Mrnohen 2, den 3 1⁰SKi. !H7 ;

Berlin una'iiunchen Wittelsbacherplatz 2

71/7102

Abstimmbares Filter, insbesondere zur Frequenzabstimmung eines organischen Farbstofflasers

Die vorliegende Erfindung betrifft ein abstimmbares Filter, insbesondere zur Frequenzabstiiamung eines organischen Farbstofflasers.

Zur Abstimmung von lasern, insbesondere von organischen Farbstoff lasern, haben sich in der Praxis abstimmbare Filter bewährt, mit denen die Oszillationsfrequenz des lasers eingestellt werden kann.

Zur Grobabstimmung wurden bis jetzt meistens Prismen- oder Gittermonochromatoren verwendet, sowie lyot-Filter, die aus einer Polarisationseinrichtung und einem doppelbrechenden Kristall bestehen, der in den Resonator eingebracht wird (s. beispielsweise Appl. Phys. letters, Vol. 17, Nr. 6, 15.9.1970, S. 239 bis 242 und Optics Communications, Vol. 1, Nr. 9, April 1970, S. 433 bis 434).

Ein derartiges lyot-Filter hat eine einem sin -Gesetz entsprechende Transmissionscharakteristik, wodurch die Wellenlängendiskrimination schlecht ist, da immer ein relativ breites Band anschwingt. Vorteilhaft dagegen bei einem lyot-Filter ist der große Abstand zwischen den einzelnen Transmissionsmaxima.

Zur Feinabstimmung wurden bisher meist Perot-Fabry-Filter verwendet, die aus einer planparallelen, beidseitig verspiegelten Glasplatte bestehen. Die Durchlaßkurve eines derartigen Perot-Fabry-Filters ist bei hoher Verspiegelung recht schmal, doch trifct dabei der erhebliche Nachteil auf, daß die Transmiosionsmaxima in sehr engen Abständen periodisch auf der Frequenzskala liegen.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein abstimmbar es Filter anzugeben, insbesondere zur Frequenzabstiminung eines organisoben Farbstofflasers, das aus einem kompakten Bauelement zur orob- und Feinabstimmung besteht und das die Eigenschaften hat, schmale üransmissionsmaxima bei großem Abstand der einzelnen Transmissionsmaxima aufzuweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Filter aus einem mit einem anisotropen Medium gefüllten Mehrstrahlinterferometer hoher Güte und einer Polarisationseinrichtung besteht.

Das anisotrope Medium ist vorzugsweise eine doppelbrechende Kristallplatte oder eine elektrooptische Kristallplatte.

TJm die gewünschte Abstimmung des Filters zu erreichen, wird der elektrooptische Kristall vorzugsweise mit Elektroden versehen, bzw. der doppelbrechende Kristall drehbar gelagert.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein abstimmbares Filter mit den gewünschten Eigenschaften entsteht, wenn in besonders günstiger Weise die an sich bekannten Konstruktionsprinzipien eines Lyot-Filters und eines Perot-Fabry-Filters vereinigt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert :
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Anordnung eines lasers mit einem abstimmbaren Filter nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht des abstimmbaren Filters, Fig. 3 die Transmissionskurve der ordentlichen Polarisation, Fig. 4 die Transmissionskurve der außerordentlichen Polarisation und
Fig. 5 die Gesamttransmissionskurve des Filters,

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In der in Fig. 1 schematisch wiedergegebenen Anordnung bezeichnet 1 das aktive Lasermaterial, 2 und 3 die beiden den optischen Resonator bildenden Spiegel, 5 einen Polarisator und 4 einen beidseitig verspiegelten doppelbrechenden Kristall. Der doppelbrechende Kristall hat die Form einer planparallelen Glasplatte, deren beide vom Licht durchsetzten Flächen mit einer dielektrischen Verspiegelung versehen sind. Die Abstimmung des beidseitig verspiegelten doppelbrechenden Kristalls auf die gewünschte Oszillationsfrequenz des Lasers erfolgt durch einfaches Verkippen um eine zur optischen Achse des Resonators senkrechten Achse.

Anstelle eines doppelbrechenden Kristalls kann auch ein Kristall aus einem elektrooptischen Material verwendet werden, der ebenfalls die Form einer planparalleleii Platte aufweist, deren beide Seiten mit Spiegelschichten sowie mit geeigneten Elektroden versehen ist.

Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen elektrooptischen Kristalls ist in Fig. 2 dargestellt. Hit 10 ist die AuBbreitungsrichtung de3 Lichtes und damit die optische Achse des Resonators bezeichnet, mit 11 die kristallographische C-Achse, mit 6 und 7 die auf den beiden planparallelen Seiten aufgebrachten Yerspiegelungen und mit 8 und 9 zwei Ringelektroden, die von einer Spannungsquelle 12 versorgt werden können. Die Abstimmung des Filters erfolgt in diesem Fall nicht durch Verkippen des Kristalls, sondern durch Ändern der angelegten Spannung an die Ringelektroden 9, 8.

In den Fig. 31 4 und 5 sind die Transmissionskurven des erfindungsgemäßen Filters für die verschiedenen Arten von Licht dargestellt. In jeder der Figuren ist auf der Ordinate die Transmission T und auf der Abszisse die Frequenz V des Lichtes dargestellt. V/ie es aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist das Filter für das ordentlich polarisierte Licht im Frequenz-

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hereich V_Q bis V ^ vier Transraissionsmaxima auf. Aus "Mg. 4 ist zu ersehen, daß das Filter für das außerordentlich polarisierte Licht im selben Frequenzbereich fünf Maxima -der Transmission aufweist, von denen jedoch nur zwei Maxima in beiden Transmißsionskurven an übereinstimmenden Stellen V Qi V j ßer Frequenzskala liegen«

Aus einfachen Überlagerungen erhält man nun die gesamte Transmissions charakteristik des Filters» wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Die Stellen maximaler Transmission V q, S) weisen die gewünschte Schmalheit auf bei genügendem Abstand Vi-V₀ der einzelnen Transmissionsmaxima.

5 Figuren

5 Patentansprüche

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Claims

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Patentan r ü c b e

(1 .,/Abstimmbar es Filter zur Frequenzabstimmung eines lasers, insbesondere eines organischen Farbstofflasers, das iu optischen Resonator angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein mit einem anisotropen Medium gefülltes Mehrstrahlinterferometer hoher Güte und eine Polarisationseinrichtung.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das anisotrope Medium eine doppelbrechende Kristallplatte ist.
3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der doppelbrechende Kristall zum Zweck der Abstimmung drehbar gelagert ist.
4. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-' net , daß das anisotrope Medium eine elektrooptische Kristallplatte ist.
5. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der elektrooptische Kristall zum Zweck der Abstimmung mit Elektroden versehen ist.

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BAD OFUGlWUL

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