DE2442888A1

DE2442888A1 - Laserresonator

Info

Publication number: DE2442888A1
Application number: DE2442888A
Authority: DE
Inventors: Joseph Pennell Kirk
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1973-11-29
Filing date: 1974-09-07
Publication date: 1975-06-05
Also published as: JPS5241197B2; CA1021448A; IT1025689B; JPS5086995A; GB1448638A; DE2442888C2; FR2252675B1; US3855547A; FR2252675A1

Description

Amtliches Aktenzeicheen:

Neuanmsldung

Aktenzeichen der Anmelderin: WA 973 002

Laserresonator
Stand dar Technik

Die Joei Laser^ls Polarisatoren verwendeten Brewster-Fenster sind im allgemeinen für die betreffende Strahlung durchsichtige Elemente mit zwei ebenen, mit höchster Präzision bearbeiteten Flächen. Derartige mit höchster Präzision (auch Laserpräzision - Laser-finish) bearbeitete Flächen sind sehr kostspielig, da die dabei erforderliche Präzision wesentlich höher ist als die selbst bei hochwertigen Spiegelteleskopen erforderlichen Qualitäten. Diese Elemente werden im Strahlengang unter dem sogenannten Brewster-Winkel angeordnet, das ist ein Winkel, bei dem die Tangente des Einfallswinkels gleich dem Verhältnis der Brechzahl des Materials des Elementes zur Brechzahl des an die Auftreffläche angrenzenden Mediums ist.

Wegen der hohen Herstellungskosten einer "Laserpräzision" aufweisenden Fläche ist es eine der Aufgaben der Erfindung, die Anzahl der bei Brewsterfenstern erforderlichen, die oben genannte Präzision aufweisenden Flächen herabzusetzen.

Bei Resonatoren von Gasentladungslasern, die von einem Planspiegel und einem sphärischen Konkavspiegel, dessen Krümmungsmittelpunkt in der Ebene des Planspiegels liegt, gebildet werden, weist der Entladungsbereich, in dem aktives Senden (lasing action) stattfindet, eine konische Form auf, wobei die Basis des Konuses auf

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dem sphärischen Konkavspiegel und die Konusspitze in der Ebene des Planspiegels liegt. Zur Verbesserung des optischen Wirkungsgrades bei der Umwandlung der Energie des Entladungsstromes In Strahlung wird angestrebt, den Durchmesser des Resonators möglichst gleich dem Durchmesser des Bereichs zu machen, in dem aktives Senden erfolgt. Der Grund dafür liegt in der Tatsache, daß die außerhalb das Bereichs aktiven Sendens liegenden Gassntladungsbereiche die Tendenz zeigen, diejenigen Erregungszustände abzubauen, die während des Sendens eine Llchtemission bewirken könnten. Das Vorhandansein eines derartigen aus entaktiviertem Plasma bestehenden köcherförmigen Bereiches, in dem aktivierte Plasmateilchen eindiffundieren können, verschlechtert den Wirkungsgrad bei der Erzeugung des Laserstrahls im Resonator. Es wurde daher versucht, den Durchmesser des Resonators möglichst weitgehend dem Durchmesser des Gasentladungsbereiches, in dem aktives Senden auftritt, gleich zu machen. Ferner war es auch bekannt, daß die Energie des Laserstrahls einen Maximalwert hat, der bei einer bestimmten Entladungsstromdichte im Plasma auftritt.

In der US-Patentschrift 3 683 297 wird ein geknickter Lichtweg für einen Gasentladungslaser beschrieben. Es ist ferner bekannt, daß die Ausgangsleistung eines Lasers erhöht werden kann, wenn der optische Weg, auf dem die stimulierte Emission stattfindet, verlängert wird. Wird die Länge eines Lasers jedoch über ein bestimmtes Maß vergrößert, so wird die Vorrichtung unhandlich und es treten beim Entwurf und bei der Fabrikation der Laser Schwie-. rigkeiten auf, die im wesentlichen durch die Anforderungen an die Starrheit und durch die beim Ausrichten auftratenden Probleme bedingt sind. Durch Knicken des optischen Weges des Lasers in zwei annähernd parallele Äste mit Hilfe von reflektierenden Elementen können die besagten Schwierigkeiten weitgehend vermieden werden. Wird jedoch in einem Ast ein Planspiegel und im anderen Ast ein sphärischer Konkavspiegel verwendet, dessen Krümmungsmittelpunkt über reflektierende Elemente in der Ebene des Planspiegels fokussiert wird, treten die oben angegebenen Schwierigkeiten bei der Sicherstellung eines hohen Wirkungsgrades bei der Erzeugung des

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Laserstrahls zum Teil erneut auf, da es mit den bekannten Vorrich— tungen nicht möglich ist, die Entladungsstromdichten in den beiden Ästen optimal einzustellen. Wird nämlich der Querschnitt des Resonators im Bereich des Planspiegels verkleinert, so wird die Entladungsstromdichte in diesem Ast höher als bei dem im Bereich des sphärischen Konkavspiegels liegenden Ast. Das hat zur Folge, daß der Wirkungsgrad des Lasers nicht optimal eingestellt werden kann.

Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , einen Laserresonator mit einem Brewsterfenster«anzugeben, der bei einfacher, gedrungener und kostensparender Bauart eine einfach durchzuführende Justage zwecks Einstellung eines otpimalen Wirkungsgrades und einer maximalen Ausgangsleistung ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch und den Unteransprüchen beschriebene Erfindung gelöst.

Vorteile ' ·

Die Vorteile des er findungs gemäßen Las er resona tors, liegen nicht nur in der durch den Wegfall einer extrem feinbearbeiteten Fläche aes Brewsterfensters bedingten Kostenersparnis , sondern vor allem auch darin, daß es möglich wird, am endgültig verschlossenen Resonator während des Sendens durch das an der äußeren Fläche des Littrowprismas mit Hilfe eines nur langsam erstarrenden optischen Kittes oder Zements zu befestigende reflektierende Element Grob- und Feinjustagen vorzunehmen, durch die eine Optimierung des Laserwirkungsgrades erreicht werden kann, wie sie bei den bisher bekannten Resonatoren nicht möglich war. Diese Justiermöglichkeiten sind vor allem bei Resonatoren mit geknicktem Strahlengang von großer Wichtigkeit, da die bei der Optimierung des Laserwirkungsgrades zu berücksichtigenden Parameter wesentlich zahlreicher sind als bei Resonatoren mit geradem Strahlenweg und bei den bisher bekannten Vorrichtungen nur schwer einstellbar waren.

De s c hr e ibu no

Die Erfinüuna wird anhand der Figuren ^näher beschrieben". Es. zei-WA 973 002 " 509823/Ö583 _:

Fig. ι den Verlauf eines auf eine Fläche eines Littrowprismas auffallenden Laserstrahls.

_Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem

aus einem Littrowprisma bestehenden Brewsterfenster versehenen Resonators mit einer einzigen optischen Achse.

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung

mit einem aus einem Littrowprisma und einem Dreieckprisma bestehenden Brewsterfenster versehenen Resonator mit geknicktem Strahlenweg.

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung fällt ein von einem Laser 100 ausgehender Strahl 150 unter einem Einfallwinkel φ auf eine Fläche 210 eines Littrowprismas 200. Damit die gebrochene Komponente 160 des einfallenden Laserstrahls vollständig linear polarisiert ist, muß der Winkel Φ gleich dem Brewsterwinkeld sein, der' bekanntlich durch die Beziehung Brewsterwinkel

<f>_b = -~- definiert , wobei n¹ die Brechzahl des Littrowprismas und η die Brechzahl des an die Fläche 210 angrenzenden Mediums ist. Gemäß dem Snelliu¹sehen Gesetz ist der Brechungswinkel φ · mit dem Einfallwinkel φ durch die Beziehung η sin Φ = n' sin Φ ' verknüpft. Die Eigenschaften des Littrowprismas werden durch den Scheitelwinkel θ definiert. Definitionsgemäß muß die Fläche 220 des Littrowprismas senkrecht zur gebrochenen Komponente 160 des einfallenden Strahls sein. Wie leicht einzusehen, ist φ¹ = 90- (90-θ ) = θ. Daraus ergibt sich, daß durch Kombination des Snelliu'sehen und des Brewster'sehen Gesetzes sin θ gleich cos

φ_]=) ist. Bei einem Borsilikat-Kron-Glas-Prisma mit einer Brechzahl von 1,50 sind θ = 33.7° und <f>_b = 56,3° typische Werte. Wie schon gesagt, muß die senkrechte Fläche 220 des Littrowprismas

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200 senkrecht zur gebrochenen, linear polarisierten Komponente 160 liegen. Das hat zur Folge, daß bei reflektierend ausgebildeter Fläche 220 der gebrochene, linear polarisierte Strahl 160 in sich selbst zurückgeworfen wird und die Fläche. 210 des Prismas exakt im ursprünglichen Auftreffpunkt des Laserstrahls 150 verläßt. Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß die Eintrittsfläche 210 des Littrowprismas 200 mit höchster Feinheit - Lasergualität (Laserpolish) - bearbeitet sein muß, damit StreuungsVerluste möglichst weitgehend vermieden werden können. Die vorliegende Erfindung beruht zum Teil auf der Erkenntnis, daß die senkrechte Fläche 220 nicht mit der gleichen Feinheit bearbeitet sein muß, wenn sie mit einem optischen Zement oder Kitt überzogen ist, dessen Brechzahl auf die Brechzahl des Littrowprismas abgestimmt ist, und der ein beispielsweise als Planspiegel oder Reflektionsprisma ausgebildetes reflektierendes Element mit dem Prisma senkrecht zur gebrochenen Komponente 160 verbindet. Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen.

In Fig. 2 wird ein Laserresonator mit einer unter dem Brewsterwinkel angeordneten Fläche dargestellt. Zur Montage des Resonators werden zunächst die Kathode und die Anode mit einer Röhre 1 durch Glasblasen verbunden und dann ein Ausgangsspiegel 2 und ein Llttrowprisma 6 mit der Röhre 1 durch Glaslotdichtungen 23 bzw. 3 verbunden. Der Krümmungsmittelpunkt des sphärischen Konkav-Endspiegels 2 soll auf der Achse der Röhre 1 liegen, wobei die zulässige Toleranz gleich - 1/4 des Röhrehendurchmessers ist. Die zu- . lässige Toleranz bei der Ausrichtung des Littrowprismas ist eine Abweichung von - 1/2° vom Brewsterwinkel. Diese Toleranzen sind relativ groß und können während der Fließzeit der Glaslotdichtungen 3 und 23 eingestellt werden. Die Röhre 1 wird anschließend auf eine wesentlich höhere Temperatur erhitzt, als dies beispielsweise bei Verwendung von Epoxydharzverbindungen möglich wäre. Anschließend wird die Vorrichtung weiterverarbeitet, mit einem geeigneten Gas, beispielsweise Helium oder einer Neonmischung gefüllt, von der Abfüllvorrichtung abgenommen und in ihre zur Verwendung vorge-Lage gebracht. Die Gasentladung wird entsprechend

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stellt und ein Endspiegel 8 an der rückwärtigen Seite 5 eines Littrowprismas 6 durch einen optischen Kitt 9 mit abgestimmter Brechzahl befestigt. Der ebene Endspiegel 8 wird bis zum Auftreten einer maximalen Laserausgangsleitung ausgerichtet und in dieser Stellung bis zur Verfestigung des Kittes 9 festgehalten. Der Laser ist dann mit integrierten Spiegeln optimal ausgerichtet und eingestellt; sein Ausgangssträhl ist linear polarisiert.

Durch das als zusätzliches Element dienende Littrowprisma 6 wird sichergestellt, daß der Ausgangsstrahl polarisiert ist. Dazu müssen zwei besonders wichtige Voraussetzungen erfüllt sein:

1. Die dem Plasma zugewandte Fläche 4 muß zur Vermeidung von Streuung poliert sein und

2. das Prisma 6 muß aus einem Material bestehen, in dem nur wenig Streuung auftritt. Die optische Qualität der hinteren Fläche

5 ist wegen des zur Befestigung des Endspiegels 8 verwendeten Kittes 9 nicht ausschlaggebend, da durch diesen Kitt, der eine angepaßte Brechzahl aufweist, alle Unebenheiten der Fläche 5 ausgefüllt werden. Beim Scheitelwinkel 24 des Prismas 6 ist eine Toleranz von - 1/2° zulässig, da die Endausrichtung des Systems durch Positionierung des Endspiegels 8 erfolgt, wobei der optische Kitt 9 als Korrekturkeil dient. Demzufolge sind die beim Littrowprisma 6 zulässigen Toleranzen wesentlich größer als bei den bisher verwendeten Brewsterwinkelfenstern. Die gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Littrowprismen 6 sind daher wesentlich billiger herzustellen als einzelne Brewsterwinkelfenster, die zwei mit extremer Genauigkeit polierte Flächen aufweisen müssen.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Littrowprisma 12 und ein zwei Winkel von 45 Grad und einen Winkel von 90 Grad aufweisendes Prisma 13 verwendet, das ein Knicken der Plasmaröhre 10, 11 und ein Knicken der Laserachse 20, 21 bewirkt. Der Krümmungsmittelpunkt eines sphärischen Konkavspiegels 16 liegt in der reflektierenden Fläche eines Planspiegels 17, so daß eine auf dem sphärischen Konkavspiegel 16 auffallende Strahlung über den oberen Ast 10, das Littrowprisma

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12, und das Prisma 13, nach erneutem Durchtritt durch das Li ttrowprisraa 12 und durch den unteren Ast 11 in der Ebene des Planspiegels 17 fokussiert wird. Die Spiegel 16 und 17 und das. Littrowprlsma 12 sind, wie oben angegeben, mit Glaslot 25, 26 und 27 mit der Plasmaröhre 10, 11 verbunden. Die endgültige Ausrichtung erfolgt durch Einstellung des Rechtwinkelprismas 13 bei erregtem Plasma in den Röhren 10 und 11 unter Verwendung eines eine angepaßte Brechzahl aufweisenden optischen Kittes 14, durch den das Prisma in der gewünschten Stellung befestigt wird.

Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß der Laser mit integrierten Spiegeln billig hergestellt werden kann und einen polarisierten Ausgangsstrahl erzeugt. Das Lasergas tritt nur mit Glas und nicht mit einem organischen Kitt in Berührung. Die optimale Ausrichtung erfolgt unter normalen Arbeitsbedingungen, so daß eine maximale Ausgangsleistung erzielt werden kann. Littrowprismen sind, in vergleichbaren Mengen hergestellt, in bezug auf die konventionellen, jeweils zwei Flächen aufweisenden Brewsterfenster, billig herzustellen. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung eines Littrowprismas die Knickung der optischen Achse und den Bau kompakter Laser sowie die Unterdrückung unerwünschter Spektrallinien.

In Fig. 4 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gasentladungslasers mit geknicktem Lichtweg und optimiertem optischen Wirkungsgrad dargestellt, bei dem ein Brewsterfenster mit einer einzigen extrem genau bearbeiteten Fläche zur Erzeugung eines polarisierten Laserstrahls benützt wird.. Es handelt sich um eine koaxiale Vorrichtung mit einem biaxialen optischen Resonator, die sich besonders zur Herstellung durch billige automatische Herstellungsverfahren eignet. Die Vorrichtung besteht aus zwei nebeneinanderliegenden Kapillarröhren 30 und 32, die innerhalb einer koaxialen Montageröhre 34 angeordnet sind, die ihrerseits koaxial innerhalb einer Reserveröhre 36 angeordnet liegt. Die elektrische Entladung erfolgt auf zwei isolierten, parallelen elektrischen Wegen von A nach C und B nach C. Von C an erfolgt die

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Entladung zwischen den äußeren Wänden der Kapillarröhren 30 und 32 und der inneren Wand der koaxialen Befestigungsröhre 34 zu einer Entladungsausnehmung 38 dieser Röhre bei D. Die Ausnehmung 38 ist in bezug auf die Länge einer Hohlkathode 40 zentriert. Die Vorrichtung besteht somit aus einer zylindrisch-symmetrischen Anordnung, die besonders für automatisierte Hontage - wie bei der Herstellung von Elektronenröhren üblich- geeignet ist. Der Krümmungsmittelpunkt eines sphärischen Konkav-Ausgangsspiegels 44 liegt in der Ebene eines Planspiegels 46 , wobei die Anordnung so getroffen ist, daß auf dem Spiegel 44 auffallende Strahlung durch die obere Kapilarröhre 30, durch ein Littrowprisma 48, durch reflektierende Prismen 54 und 56, erneut durch das Littrowprisma 48 und durch die Kapillarröhre 32 auf die reflektierende Fläche des Planspiegels 46 fokussiert wird. Die Spiegel 44 und 46 und das Littrowprisma 48 sind mit Glaslotdichtungen 50 und 52 oder durch Schmelzen so an der Vorrichtung befestigt, daß keine organischen Substanzen mit der GasenÖadung in Berührung kommen. Die endgültige Ausrichtung erfolgt durch die Befestigung der zwei Rechtwinkelprismen 54 und 56 mit Hilfe eines eine angepaßte Brechzahl aufweisenden optischen Kittes 60, der die Ausrichtung der Elemente zur Sicherstellung einer optimalen Laserausgangsleistung ermöglicht.

Durch diese Anordnung werden folgende Probleme gelöst:

1. Es wird eine einfache Konstruktion eines Helium- oder Neonlasers mit geknicktem Lichtweg ermöglicht, der einen polarisierten Ausgangsstrahl mit einer Leistung von 10 bis 20 Milliwatt erzeugt.

2. Die gemäß der Erfindung aufgebaute Vorrichtung ist so kompakt und starr, daß optische Resonatoren bis zu 80 Zentimeter Länge und mehr mit integrierten Spiegeln hergestellt werden können.

3. Die Durchmesser der Kapillarröhren 30 und 32 können so gewählt werden, daß eine optimale Modenselektion möglich wird. So würde beispielsweise in der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung die Kapillarröhre im Bereich BC kleiner sein als die Ka-

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_ 9 pillarröhre Im Bereich AC.

4.Die beiden parallelen Stromwege können mit von einander verschiedenen Stromwerten betrieben werden, um für beide Kapillarröhren den maximalen Gewinn einzustellen, und schließlich

5. die Spiegel 44 und 46 können mit relativ großen Toleranzen eingestellt werden, so daß eine Glaslotdichtung 50 oder ein Verschmelzen verwendet werden kann, während die kritische Ausrichtung der Prismen 54 und 56 während des Sendens des Lasers ausgeführt werden kann.

Der in Fig. 4 dargestellte Gasentladungslaser weist einen maximalen Wirkungsgrad auf, da die Durchmesser der Bohrungen der beiden Kapillarröhren nahezu bis auf die Durchmesser der jeweils darin befindlichen aktiven Bereiche der Gasentladungsstrecke verkleinert würde. Die Vorrichtung hat weiterhin eine maximale Ausgangsleistung, da mit Hilfe der Anode 41 ein höherer Gasentladungsstrom erzeugt werden kann als mit der Anode 42. Die Entladungsstrecken können unabhängig voneinander betrieben werden. Die Kapillarrohre 30 stellt einen ersten Entladungsweg dar, der Bereich C einen dritten, der Bereich zwischen der Röhre 34 und den Kapillarröhren 30 und 32 einen vierten, und der Bereich zwischen der Röhre 34 und der Röhre 36 einen fünften Entladungsweg dar, der einen Entladungsweg von der Anode 41 in der Kapillarrohre 30 zur Kathode 40 in der Röhre 36 bildet. Entsprechend bildet die kapillarrohre 32 einen zweiten Entladungsweg, der eine Reihenschaltung mit dem dritten, dem vierten und dem fünften Entladungsweg bildet, die einen Entladungsweg darstellt, der die Anode 42 in der Kapillarrohre 32 mit der Kathode 40 in der Röhre 36 verbindet. Um den. Wirkungsgrad des geknickten Lasersystems zu optimieren, ist der Querschnitt der Kapillarrohre 32 herabgesetzt, damit er der konischen Form des darin befindlichen aktiven Gasentladungsbereichs besser angepaßt ist. Wegen des geringeren· Durchmessers der Kapillarrohre 32 ist die Stromdichte in dem darin befindlichen Gasentladungsbereich höher als die Stromdichte des innerhalb der Kapil-

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larröhre 30 liegenden Gasentladungsbereichs, sofern die Anoden und 42 von gleichen Strömen durchflossen werden. Da die Ausgangsleistung eines Gasentladungslasers einen Maximalwert hat, der bei

einer bestimmten Dichte des GasentladungsStroms auftritt, wird die Ausgangsleistung eines Gasentladungslasers mit einem geknickten Strahlenweg durch Gleichmachen der Dichten der Gasentladungsströme in beiden Ästen des Systems erreicht. Daher muß der durch die Anode 41 fließende Strom größer sein als der durch die Anode 42 fließende, so daß die Stromdichte in der den größeren Durchmesser aufweisenden Kapillarrohre 30 besser der Stromdichte in der Kapillarrohre 32 angeglichen ist.

Bei Fig. 4 kann eine unabhängige Steuerung der Stromdichten in der unteren und oberen Kapillarrohre vorgenommen werden. Somit ist es möglich, einen optimalen Wirkungsgrad und eine optimale Ausgangsleistung des geknickten Lasers einzustellen. Diese Möglichkeiten und die Verwendung eines Littrowprismas, das ein Brewsterfenster mit einer einzigen kritischen Fläche darstellt, gewährleisten einen kompakten und leicht herzustellenden Hochleistungsgas entladungs las er mit einem polarisierten Ausgangsstrahl.

Bezüglich der in den Figuren 1, 2,3 und 4 dargestellten Vorrichtungen ist folgendes zu bemerken. Die Flächen 210 und 220 des Littrowprismas 200 sind senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. und schneiden sich in einer zu dieser Zeichnungsebene senkrecht verlaufenden Linie. Die Wege der Lichtstrahlen 150 und 160 sind parallel zur Zeichnungsebene der Fig. l. Die Flächen 4 und 5 des Littrowprismas 6 stehen senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. und entsprechen den Flächen 210 bzw. 220 des Littrowprismas nach Fig. 1. Die Flächen 4 und 5 schneiden sich entlang einer Linie, die senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 2 liegt. Der Scheitelwinkel 24 des Littrowprismas nach Fig. 2 entspricht dem Winkel θ der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung. Der in Richtung der Hauptachse der Plasmaröhre 1 verlaufende Lichtstrahl 19 und der gebrochene Strahl 7 liegen in der Zeichnungsebene der Fig. 2 und entsprechen den Strahlen 150 bzw. 160 der Fig. 1. Das Littrow-

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prisma 12 in der Fig. 3 ist in bezug auf die Plasmaröhre 10 und die Zeichnungsebene dieser Figur so ausgerichtet wie das Littrowprisma in Fig. 2 in bezug auf die Plasmaröhre 1 und die Zeichnungsebene dieser Figur ausgerichtet ist. Der in Richtung der optischen Hauptachse der Röhre 10 verlaufende Lichtstrahl 20 und der entlang der optischen Hauptachse der Röhre 11 verlaufende Lichtstrahl 21 sind parallel zueinander und liegen in der Ebene der Fig. 3. Der Lichtstrahl 20 wird beim Durchsetzen des Littrowprismas 12 zum gebrochenen Strahl 22, der dem gebrochenen Strahl 7 im Littrowprisma 6 nach Fig. 2 entspricht. Der gebrochene Lichtstrahl 22 im Littrowprisma 12 wird im Prisma 13 als Lichtstrahl 23 totalreflektiert. Der Lichtstrahl 23 wird an der Innenfläche des Prismas 13 als Lichtstrahl 15 totalreflektiert und tritt ins Littrowprisma 12 ein. Der Lichtstrahl 15 durchsetzt das Littrowprisma 12 und wird in Richtung der optischen Hauptachse der Röhre 11 gebrochen, die er als Lichtstrahl 21 durchsetzt. Das Littrowprisma 48 in der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung ist in bezug auf die Kapillarröhre 30 und die Zeichnungsebene dieser Figur in der gleichen Weise angeordnet, wie das Littrowprisma 6 in der Darstellung nach Fig. 2 in bezug auf die Plasmaröhre 1 und die Zeichnungsebene dieser Figur. .Der entlang der optischen Hauptachse der Röhre 30 verlaufende Lichtstrahl 24 und der entlang der optischen Achse der Röhre 32 verlaufende Lichtstrahl 33 sind zueinander parallel und liegen in der Ebene der Figur 4. Die Lichtstrahlen 24, 28, 29, 31 und 33 der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung entsprechen den Lichtstrahlen 20, 22, 23, 15 bzw. 21 nach Fig. 3.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Laserresonator mit einem Brewsterfenster, gekennzeichnet durch ein im Resonator angeordnetes, mit seiner dem gegegenüberliegenden Resonatorspiegel (2, 16, 44) zugewandten, in Laserqualität feinbearbeiteten Fläche (210,4) in bezug auf die optische Achse des Resonators unter dem Brewsterwinkel angeordnetes Littrowprisma, (200, 6, 12, 48) zur Aufnahme einer gebrochenen linear polarisierten Komponente (160, 22, 23, 15, 28, 29, 31) des Laserstrahls, wobei die zweite, senkrecht zur gebrochenen Komponente liegende Fläche des Littrowprismas mit einem anliegenden reflektierenden Element (8, 13, 54, 56) versehen ist, derart, daß eine Feinbearbeitung in Laserqualität dieser Fläche unnötig wird.

2. Laserresonator nach Anspruch If dadurch gekennzeichnet, daß das an der Außenfläche des Littrowprismas angeordnete reflektierende Element (8) aus einem Planspiegel besteht, der den Laserstrahl auf dem gleichen Wege zum gegenüberliegenden Resonatorspiegel zurückreflektiert.

3. Laserresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Außenfläche des Littrowprismas (12, 48) angeordnete reflektierende Element (13) aus einem Rechtwinkelprisma besteht, das den aus einem Ast des Strahlenganges durch das Littrowprisma einfallenden Strahl seitlich versetzt in den zweiten Ast und umgekehrt reflektiert.

4. Laserresonator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Element (13, 54, 56) an der Außenfläche des Littrowprismas mit Hilfe eines optischen Kittes (27, 60) oder optischen Zements befestigt ist, dessen Brechzahl der Brechzahl des Littrowprismas angepaßt ist.

5. Laserresonator nach den Ansprüchen 3 und 4, gekennzeich-002 509823/0583

net durch eine zylinderförmige Resonatorröhre (30) mit einer ersten Anode (41) zur Aufrechterhaltung des Sendens entlang einer ersten, in dieser Röhre enthaltenen Gasentladungsstrecke, eine zweite, parallel zur ersten Röhre verlaufende zylinderförmige Resonatorröhre (32) mit einer zweiten Anode (42) zur Aufrechterhaltung des Sendens in einer zweiten in ihr enthaltenen Gasentladungsstrecke, eine Kathode (40) eine die beiden Resonatorröhren umgebende, eine Entladungsausnehmung (38) aufweisende und mit diesen luftdicht verbundene zylinderförmige Montageröhre (34), deren Achse parallel zu den Achsen der beiden Resonatorröhren liegt und die eine vierte, im zwischen dieser und den beiden Resonatorröhren liegenden Bereich befindliche Gasentladungsstrecke bildet, eine am Ende der Montageröhre (34) angeordnete und mit.den Enden der beiden Resonatorröhren einen Raum einschließende Anordnung (48, 54, 56) zur Umlenkung der in einer Resonatorröhre entstandenen und entlang ihrer Achse verlaufenden Strahlung in die andere Resonatorröhre entlang deren Hauptachse und umgekehrt, wobei der von der Montageröhre (34) umgebene und zwischen der reflektierenden Umlenkanordnung und den Enden der Resonatorröhren liegenden Bereich einen dritten Gasentladungsweg bildet, einen am Ende der Resonatorröhre (32) befestigten Planspiegel . (46)y einen am Ende der anderen Resonatorröhre befestigten sphärischen Spiegel (44L dessen Krüitimungsmi ttel punkt über die reflektierende UmIenkanOrdnung und die beiden Resonatorröhren in der Ebene des Planspiegels fokussiert wird.

6. Laserresonator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Planspiegel (46) abgeschlossene Resonatorröhre (32) einen kleineren Durchmesser aufweist als die mit dem sphärischen Konkavspiegel (44) abgeschlossene Resonatorröhre (30) .

7. Laserresonator nach den Ansprüchen 5 und 6, gekennzeichnet _{WA 97}3 002 5 0 9 8 2 3/0583

durch eine zylinderförmige Vorratsröhre, (36) die die zylinderförmige Montageröhre umgibt und mit ihr luftdicht verschlossen ist, und eine in ihr angeordnete Kathode (40), wobei diese Röhre einen Vorratsraum für die Gasentladung und eine fünfte Gasentladungsstrecke bildet, wobei die Montageröhre eine Entladungsausnehmung (38) aufweist, die zwischen der die fünfte Gasentladungsstrecke enthaltenden Vorratsröhre und der die vierte Gasentladungsstrecke enthaltende Montageröhre liegt, wobei die Hintereinanderschaltung der ersten, dritten, vierten und fünften Gasentladungsstrecke über die erste Anode (41) einen höheren Entladungsstrom führt als der von der zweiten Anode (42) ausgehende und die zweite, dritte, vierte und fünfte Gasentladungsstrecke durchsetzende Strom, derart, daß die Gasentladungsstromdichten in beiden Resonatorröhren im wesentlichen gleich sind.

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