DE2353203B2 - Verfahren zur Herstellung von Auskoppelspiegel für Hochleistungslaser - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Auskoppelspiegel für Hochleistungslaser

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DE2353203B2 DE19732353203 DE2353203A DE2353203B2 DE 2353203 B2 DE2353203 B2 DE 2353203B2 DE 19732353203 DE19732353203 DE 19732353203 DE 2353203 A DE2353203 A DE 2353203A DE 2353203 B2 DE2353203 B2 DE 2353203B2
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Frank Dipl.-Phys. 8000 Muenchen Frank
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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 Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Auskoppelspiegeln für Hochleistungslaser, deren Spiegelträgerrohlinge - vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung - mit in Abstand und Durchmesser gleichmäßigen Bohrungen bzw. mit bearbeiteten Rändern versehen sind.
Solche Auskoppelspiegel sind allgemein bekannt (vgl. IEE Journal of Quantum Electronics, QE-6 (1970), Nr. 11, Seiten 754 bis 756, und Proceedings of the IEEE, Bd. 53 [1965], Nr. 3, S. 277 bis 287). Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung solcher Spiegel sehen vor, daß der Spiegelträgerrohling mit gleichmäßigen Bohrungen bzw. bearbeiteten Rändern versehen wird. Diesem Arbeitsgang schließt sich dann das Schleif- und Polierverfahren an und darauf erfolgt die Aufdampfung der Spiegelschicht. Diese Anordnungen weisen jedoch nach dem Schleif- und Polierverfahren stark abgeschliffene Ränder und Kanten der Bohrlöcher etc. auf, wodurch hohe Absorptions- und Beugungsverluste hervorgerufen werden. Da die Spiegelschicht, die in der Mehrzahl der Fälle aus Gold besteht, direkt auf den polierten Trägerrohling aufgedampft wird, diffundiert das Gold bei den hohen Wärmebelastungen mit der Zeit in das Kupfer.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu entwickeln, daß einmal das Material der Spiegelschicht nicht mehr in das Trägermaterial eindiffundiert und außerdem die Bohrlöcher einwandfrei scharfe Kanten und Runder beibehalten.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Herstellungsverfahren solcher Auskoppelspiegcl folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
a) Ausgießen der Bohrungen bzw. Einfassen der Ränder des Spiegelträgers mit einer leicht schmelzbaren Metallegierung oder einem 2-Komponenten-Gießharz von gleicher Härte und gleichen Poliereigenschaften wie der Spiegelträger,
b) anschließend Schleifen und Polieren des Spiegelträgers,
c) Ausschmelzen der Metallegierung aus den Bohrungen bzw. Entfernen des Gießharzes,
d) galvanisches Aufbringen einer Nickel- oder Chromschicht auf den Spiegelträger,
e) erneutes Ausgießen der Bohrungen,
f) Fertigpolieren des Spiegelträgers,
g) Ausschmelzen der Metallegierung aus den Bohrungen bzw. Entfernen des Gießharzes,
h) Bedampfen des Spiegelträgers mit einer Spiegelschicht.
Durch diesu vorgeschlagenen Maßnahmen bleiben nun die Lochränder bei den Auskoppelspiegeln in stabilen Resonatoranordnungen und die Außenränder bei den Auskoppelspiegeln in astabilen Resonatoranordnungen scharfkantig erhalten, wodurch die Absorptions- und Beugungsverluste extrem niedrig gehalten werden können. Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darf angesehen werden, daß das Diffundieren des Goldspiegelbelages in das Kupfer des Spiegelträgers verhindert wird.
Um das Diffundieren sicher zu verhindern, wird vorgeschlagen, daß vor dem Bedampfen des Spiegelträgers mit einer Spiegelschicht auf diesem Spiegelträger und dessen Nickel- bzw. Chromschicht ein Dielektrikum aufgebracht wird.
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die einen Querschnitt durch einen nach diesem Verfahren hergestellten Auskoppelspiegel zeigt, näher erläutert.
Ein Spiegelträger 10, vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, wird mit Bohrungen 20 versehen, die einen bestimmten Durchmesser besitzen, der sich nach dem gewünschten Auskoppelgrad richtet. Diese Bohrungen sind in einer bestimmten Anzahl entsprechend dem Auskoppelgrad - auf der gesamten Spiegeloberfläche 16 verteilt. Anschließend werden die Bohrungen - oder bei astabilen Resonatoranordnungen die Außenränder 17 des Spiegelträgers 10 mit einer leicht schmelzbaren Metallegierung 14, beispielsweise aus Zinn oder 2-Komponenten-Gießharz, ausgegossen bzw. eingefaßt. Durch diese Maßnahme wird der Spiegelträger 10 wieder ein Vollkörper, der dem nachfolgenden Schleif- und Polierverfahren keinerlei freistehende Kanten oder Ränder bietet. Ist das ■Schleifen und Polieren beendet, so wird das in den Bohrungen 20 befindliche Metall 14 ausgeschmolzen und der Spiegelkörper 10 mit einer galvanisch aufgebrachten Nickel- oder Chromschicht 11 versehen. Durch diese Schicht wird gewährleistet, daß die aufzudampfende Spiegelschicht 13 porenfrei wird. Bei den bisherigen reinen Kupferspiegeln kann dies wegen der
in der Schmelze gelösten Luft fast nie erreicht werden.
Ehe aber die Spiegelschicht 13 - vorzugsweise aus Gold - aufgedampft wird, wird gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren die Chrom- bzw. Nickelschicht 11 erneut poliert, hierzu jedoch vorher die Bohrungen 20 erneut mit der Metallschmelze bzw. dem Gießharz 14 ausgegossen. Nach diesem Polieren wird die schmelzbare Metallegierung bzw. das Gießharz 14 entfernt und die Spiegelschicht 13 aufgedampft.
Um sicherzugehen, daß keine Diffundierung der Spiegelschicht 13 mit dem Trägermaterial stattfindet, was vor allem bei den vorherrschenden hohen Wärmebelastungen besonders begünstigt wird, ist ferner vorgesehen, daß zwischen die Nickelschicht 11 und
ϊ die Spiegelschicht 13 ein Dielektrikum 12- beispielsweise aus SiO - aufgebracht wird.
Der nach diesem Verfahren hergestellte Auskoppelspiegel weist nun extrem scharfe Ränder beziehungsweise Kanten auf, die zu wesentlich geringeren
hi Absorptions- und Beugungsverlusten führen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Auskoppelspiegeln für Hochleistungslaser, deren Spiegelträgerrohlinge mit in Abstand und Durchmesser gleichmäßigen Bohrungen beziehungsweise mit bearbeiteten Rändern versehen sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
a) Ausgießen der Bohrungen (20) beziehungsweise Einfassen der Ränder (17) des Spiegelträgers (10) mit einer leichtschmelzbaren Metallegierung (14) oder einem Zweikomponenten-Gießharz von gleicher Härte und gleichen Poliereigenschaften wie der Spiegelträger,
b) anschließend Schleifen und Polieren des Spiegelliägers (10),
c) Ausschmelzen der Metallegierung (14) aus den Bohrungen (20) beziehungsweise Entfernen des Gießharzes,
d) galvanisches Aufbringen einer Nickel- oder Chromschicht (11) auf den Spiegelträger (10),
e); erneutes Ausgießen der Bohrungen (20),
f) Fertigpolieren des Spiegelträgers (10),
g) Ausschmelzen der Metallegierung (14) aus den Bohrungen (20) beziehungsweise Entfernen des Gießharzes,
h) Bedampfen des Spiegelträgers (10) mit einer Spiegelschicht (13)
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Bedampfen des Spiegelträgers (10) mit einer Spiegelschicht (13) auf diesem Spiegelträger (10) und dessen Nickel- beziehungsweise Chromschicht (11) ein Dielektrikum (12) aufgebracht wird.
DE19732353203 1973-10-24 1973-10-24 Verfahren zur Herstellung von Auskoppelspiegel für Hochleistungslaser Expired DE2353203C3 (de)

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DE2353203A1 DE2353203A1 (de) 1975-04-30
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