DE2643922A1 - Optischer sender oder verstaerker (laser) - Google Patents

Optischer sender oder verstaerker (laser)

Info

Publication number
DE2643922A1
DE2643922A1 DE19762643922 DE2643922A DE2643922A1 DE 2643922 A1 DE2643922 A1 DE 2643922A1 DE 19762643922 DE19762643922 DE 19762643922 DE 2643922 A DE2643922 A DE 2643922A DE 2643922 A1 DE2643922 A1 DE 2643922A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optical transmitter
amplifier according
housing
openings
concave mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19762643922
Other languages
English (en)
Inventor
Rudolf Kohl
Heinz Lehna
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19762643922 priority Critical patent/DE2643922A1/de
Publication of DE2643922A1 publication Critical patent/DE2643922A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/04Arrangements for thermal management
    • H01S3/042Arrangements for thermal management for solid state lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0071Beam steering, e.g. whereby a mirror outside the cavity is present to change the beam direction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/025Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings
    • H01S3/027Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings comprising a special atmosphere inside the housing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/04Arrangements for thermal management
    • H01S3/0407Liquid cooling, e.g. by water
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/086One or more reflectors having variable properties or positions for initial adjustment of the resonator
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
    • H01S3/093Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp focusing or directing the excitation energy into the active medium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1123Q-switching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

  • Optischer Sender oder Verstärker (Laser)
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Sender oder Verstärker (Laser), mit einem von einem Kühlmittel durchströmten Gehäuse, das einen Hohlspiegel enthält, in dem in einer Mittelachse ein stabförmiges stimulierbares Festkörpermedium und eine stabförmige An&egungslichtquelle angeordnet sind.
  • Bei einem optischen Sender oder Verstärker mit hoher Sendeleistung können Verunreinigungen, wie Staubpartikel oder Luftfeuchtigkeit, auf den optisch wirksamen Flächen zu deren Zerstörung führen. Besonders gefährdet sind dabei die Flächen mit den kleinsten Ausdehnungen, wie z.B. die Stirnflächen des aktiven Lasermaterials, da dort die größte Energiedichte auftritt. Zudem ist es wegen des geringen Wirkungsgrades von Lasern meist erforderlich, die entstehende Verlustwärme mittels eines Kühlmittels abzuführen, das aber in der Regel auch Träger von Verunreinigungen ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen optischen Sender oder Verstärker der eingangs erwähnten Art eine Lösung sowohl für das Problem der Kühlung als auch für das Problem der Verunreinigung der optisch wirksamen Flachen anzugeben.
  • Diese Lösung besteht bei einem optischen Sender oder Verstärker der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung darin, daß an der Außenseite des das Festkörpermedium umfassenden Gehäusebereiches je ein hermetisch geschlossener Raum angeordnet ist, daß jeder Raum jeweils mindestens einen Resonatorspiegel enthält und gehäuseseitig durch die jeweilige Austrittsfläche des Festkörpermediums optisch begrenzt ist, daß einer dieser Räume außerdem an einer dem Gehäuse abgewandten Seite durch eine Eintrittslinse eines optischen Systems, z.B. eines Aufweitungsobjektives, optisch begrenzt ist, und daß die getrennte Zu- und Abführung des Kühlmittels über Ein- und Austrittsöff-nungen sowie Fuhrungskanäle des Gehäuses und Durchbrüche des Hohlspiegels erfolgt.
  • Bei einer derartigen Anordnung werden die angegebenen Probleme dadurch gelöst, daß der Laser in Räume mit hoher und solche mit niedriger Energiedichte aufgeteilt ist. Die Räume mit hoher Energiedichte (Laserlicht) sind hermetisch abgeschlossen. Dies ist mögliche da in diesen Räumen keine Verlustleistungen auftreten. In dem Raum des Anregungssystems stehen dagegen niedrige Energiedichten großen optisch wirksamen Flächen gegenüber; hier wird der größte Teil der Verlustwärme freigesetzt und mit Hilfe eines Kühlmittels gekühlt. Die Zu- und Abführung des Kühlmittels in den zu kühlenden Anregungsraum erfolgt dabei durch geeignete Öffnungen. Diese sind infolge des erfindungsgemäßen Aufbaus so angeordnet, daß die Anregungslichtquelle ausgetauscht werden kann, ohne die hermetisch geschlossenen Räume zu öffnen und die Justierungen im optischen Resonator zu verändern.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 sind den Merkmalen der Unteransprüche zu entnehmen.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Nusführungsbeispieles wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.
  • Dabei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt 1-1- durch einen optiscEen Sener oder Verstärker Fig. 2 einen Querschnitt II-II nach Fig 1.
  • In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau eines Lasers dargestellt. Dieser ist unterteilt in zwei hermetisch geschlossene Räume 1 und 2 sowie in den zu kühlenden Laserpumpraum 3, der in einem im Querschnitt-z.B. auadratischen Gehäuse 4 gebildet ist, Das Gehäuse enthält einen im Querschnitt elliptischen oder parabolischen-Hohlkörper als Pumpsiegel 5, in dem in einer Mittelachse als stimulierbares Festkörpermedium ein Laserstab 6 mit seiner Mantelfläche sowie eine stabförmige Pumplichtauelle 7 angeordnet sind, an der die Verlustwärme entsteht. In der anderen Mittelachse des Pumpspiegels 5 ist zwischen dem Laserstab 6 und der Pumplichtquelle 7 ein Wärmeschutzfilter 8 angeordnet Die Mantelfläche des Laserstabes 6, der Pumplichtspiegel 5 und das Wärmeschutzfilter 8 werden aufgrund ihrer großen Oberfläche von der Strahlung nur wenig belastet.
  • Die hermetisch geschlossenen Räume 1 und 2 sind seitlich an der Außenseite des den Laserstab 6 umfassenden unteren Bereiches des Gehäuses 4 angeschlossen, r!obei sie in ihrer Ausdehnung senkrecht zur Filterebene einerseits maximal bis zu der Ebene des Filters 8 reichen und andererseits bündig mit der Gehäuseunterseite abschließen. Die Pumplichtquelle 7 liegt somit im oberen Gehäusebereich oberhalb der beiden hermetisch geschlossenen Räume 1 und 2. Der hermetisch geschlossene Raum 1 ist optisch begrenzt durch die eine Austrittsfläche-9 des in den Durchtrittsbohrungen 10 und 11 der Gehäuseseitenwände 12 und 13 gelagerten Laserstabes 5 und enthält einen von außen justierbaren Resonatorspiegel 14. Der hermetisch geschlossene Raum 2 ist optisch begrenzt durch die andere Austrittsfläche 15 des Laserstabes 6 und durch eine Sintrittslinse 16 eines sich rechtwitftirr an den Raum 2 anschließenden Aufweitungsobjektives 17. Der Raum 2 enthält den austrittsseitigen, teildurchlässigen Resonatorspiegel 18 sowie weitere optische Bauelemente, wie z.B. die staub--und feuchtigkeitsempfindlicher-Elemente eines Güteschalters 1-9 mit den trapezförmigen Ablenkprisma 33 und ein von außen Justierbares Umlenkprisma 20.
  • Der Kühlmittelfluß ist aus den Fig. 1 und 2 anhand der eingezeichneten, mit Pfeilen-versehenen Linien-zu ersehen. Uber die Eintrittsöffnunge 21, welche an der Unterseite des mit den hermetisch geschlossenen Räumen 1 und 2 versehenen Bereiches des Gehäuses 4 vorgesehen sind, strömt das vorzugsweise gasförmige Kühlmittel in den zur Ebene des Wärmeschutzfilters 8 im wesentlichen parallelen unteren Führungskanal 22 sowie über einen die dem Gehäuse 4 und dem Raum 2 gemeinsame Seitenwand 1-3 umgehenden Kanal 23 in den oberen, zur Ebene des Filters 8 im wesentlichen ebenfalls parallelen Führungskanal 24 und wird dann von den Führungskanälen 22 und 24 an den Mittelrippen 31, 32 vorbei durch die im Pumplichtspiegel 5 befindlichen Durchbrüche 25 und 26 geführt.
  • Diese Durchbrüche sind z.B. am Umfang des Pumplichtspiegels im Bereich seiner Mittelachsen angeordnet und vorteilhafterweise düsenförmig ausgebildet, wodurch die Kühlwirkung auf den Laserstab 6 und die Pumplichtquelle 7 wesentlich erhöht wird. Durch die im Bereich der Ebene des Filters 8 liegenden, gegenüber den Eintrittsdurchbrüchen 25, 26 etwa doppelt so breiten Austrittsdurchbrüche 27 und 28 des Pumplichtspiegels 5 und die hierzu fluchtenden Austrittsöffnungen 29 und 30 des Gehäuses 4 wird das Kühlmittel abgesaugt, wobei zugleich das Wärmeschutzfilter 8 gekühlt wird.
  • 1 Patentansprüche 2 Figuren Leerseite

Claims (11)

  1. Patentansprüche Optischer Sender oder Verstärker (Laser) , mit einem von einem Kühlmittel durchströmten- Gehäuse, das einen Hohlspiegel enthält, in dem in einer Mittelachse ein stabförmiges stimulierbares Festkörpermedium und eine stabförmige Anregungslichtquelle angeordnet sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß an der Außenseite des das Festkörpermedium (6) umfassenden Gehäusebereiches je ein hermetisch geschlossener Raum (1, 2) angeordnet ist, daß jeder Raum (1, 2) jeweils mindestens einen Resonatorspiegel (14, 18) enthält und gehäuseseitig durch die jeweilige Austrittsfläche (9, 15) des Festkörpermediums (6) optisch begrenzt ist, daß einer dieser Räume (2) außerdem an einer dem Gehäuse (4) abgewandten Seite durch eine Eintrittslinse (16) eines optischen Systems (17), z.B. eines Aufweitungsobjektives, optisch begrenzt ist, und daß die getrennte Zu- und Abführung des Kühlmittels über Ein- und Austrittsöffnungen (21, 29, 30) sowie Führungskanäle (22, 24) des Gehäuses (4) und Durchbrüche (25, 26, 27, 28) des Hohlspiegels (5) erfolgt.
  2. 2. Optischer Sender oder Verstärker nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen der Anregungslichtquelle (7) und dem Festkörpermedium (6) in der zweiten Mittelachse des Hohlspiegels (5) ein Wärmeschutzfilter (8) angeordnet ist und die hermetisch geschlossenen Räume (1, 2) in ihrer Ausdehnung senkrecht zur Ebene des Filters maximal bis zu der Filterebene reichen.
  3. 3. Optischer Sender oder Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Durchbrüche (25,26,27,28) am Umfang des Hohlspiegels (5) angeordnet sind.
  4. 4. Optischer Sender oder Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Durchbrüche (25, 26, 27, 28) im Bereich der Mittelachsen des Hohlspiegels (5) vorgesehen sind.
  5. 5. Optischer Sender oder Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Durchbrüche (25, 26, 27, 28) düsenförmig ausgebildet sind.
  6. 6. Optischer Sender oder Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Austrittsöffnungen (29, 30) des Gehäuses (4) im Bereich einer in der zweiten Mittelachse liegenden Ebene angeordnet sind.
  7. 7. Optischer Sender oder Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Führungskanäle (22, 24) des Gehäuses (4) im wesentlichen parallel zu einer in der zweiten Mittelachse liegenden Ebene verlaufen.
  8. 8. Optischer Sender oder Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Eintrittsöffnungen (21) in dem mit den hermetisch geschlossenen Räumen (1, 2) versehenen Gehäusebereich angeordnet sind.
  9. 9. Optischer Sender oder Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der emeResonatorspiegel (14) von außen justierbar ist.
  10. 10. Optischer Sender oder Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß in dem von der Eintrittslinse (16) des optischen Systems (17) begrenzten Raum (2) weitere optische Bauelemente (19, 20), insbesondere eines Güteschalters, angeordnet sind.
  11. 11. Optischer Sender oder Verstärker nach Anspruch 10, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem von der Eintrittslinse (16) des optischen Systems (17) begrenzten Raum (2) ein von außen justierbares Umlenkprisma (20) angeordnet ist.
DE19762643922 1976-09-29 1976-09-29 Optischer sender oder verstaerker (laser) Ceased DE2643922A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762643922 DE2643922A1 (de) 1976-09-29 1976-09-29 Optischer sender oder verstaerker (laser)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762643922 DE2643922A1 (de) 1976-09-29 1976-09-29 Optischer sender oder verstaerker (laser)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2643922A1 true DE2643922A1 (de) 1978-03-30

Family

ID=5989196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19762643922 Ceased DE2643922A1 (de) 1976-09-29 1976-09-29 Optischer sender oder verstaerker (laser)

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2643922A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4668048A (en) * 1984-07-28 1987-05-26 Carl-Zeiss-Stiftung Thermal insulation for heat sensitive lens elements

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4668048A (en) * 1984-07-28 1987-05-26 Carl-Zeiss-Stiftung Thermal insulation for heat sensitive lens elements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3716873C2 (de)
EP0521029B1 (de) Gaslaser
DE4335585C2 (de) Laser mit instabilem Resonator und Abschattungsvorrichtung
DE3854236T2 (de) Laser-Apparat.
EP0122597A2 (de) Transversal angeregter Gaslaser
DE2528343A1 (de) Vorrichtung zur begrenzung der laserverstaerkung eines mediums
CH629342A5 (de) Querstrom-gaslaser.
EP0063205A1 (de) Laservorrichtung
DE2812438C3 (de) Optisch gepumpte Laseranordnung
DE2643922A1 (de) Optischer sender oder verstaerker (laser)
EP0001032B1 (de) Gaslaser mit transversaler Anregung
EP0011679A2 (de) Gaslaser mit transversaler Anregung
DE2109893C2 (de) Laser
DE2442325A1 (de) Querstromkuevette fuer fluessigkeits-, dampf- oder gaslaser
DE3109079A1 (de) "gaslaseranordnung mit gasumlauffuehrung"
DE3522443A1 (de) Festkoerperlaser oder festkoerperlaserverstaerker mit einem slab als aktives medium
DE2737226A1 (de) Tea-laser-verstaerker
EP0496225A2 (de) Längsgeströmter Gaslaser
DE19515704C2 (de) Gekühlter diodengepumpter Festkörperlaser
EP0152570B1 (de) Gaslaser insbesondere TE-Laser
DE2346219C3 (de) Laser mit Kühlsystem
DE3013302A1 (de) Wellenleiterlaser mit frustrationselement
DE3813569A1 (de) Gaslaser
EP0108300A2 (de) Strömungskanal für einen quergeströmten Gaslaser
DE2411192A1 (de) Gasstroemungs-lasereinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OAM Search report available
OC Search report available
OD Request for examination
8131 Rejection