DE2758833A1

DE2758833A1 - Laserkopf

Info

Publication number: DE2758833A1
Application number: DE19772758833
Authority: DE
Inventors: Louis Jacob
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1977-01-21
Filing date: 1977-12-30
Publication date: 1978-12-14
Also published as: NL7713699A; CA1065459A; CH620055A5; AU3256078A; BE862441R; GB1554823A; FR2378384B2; US4190812A; AU511204B2; JPS5392694A; IT1113841B; FR2378384A2

Description

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LASERKOPF

Zusatz zu Patent Nr. 27 05 5 31

Die Erfindung bezieht sich auf einen Laserkopf der im Anspruch 1 des Hauptpatents und im Oberbegriff des Hauptanspruchs der vorliegenden Anmeldung definierten Art.

Ein Laserkopf besitzt ein aktives Material aus einem mit Neodym dotierten Glas und eine Lichtquelle, die das aktive Material derart beleuchtet, daß dieses einen Laserstrahl der Wellenlänge 1,06 Mikron verstärkt. Wie im Hauptpatent dargelegt, sind nicht alle Zonen des aktiven Materials gleichmäßig ausgeleuchtet, wenn man nicht besondere Maßnahmen ergreift. Im Hauptpatent sind solche besonderen Maßnahmen beschrieben. Man hat dort vorgeschlagen, den Anteil des Lichtes,der nicht das aktive Material erreicht, zur Anregung von Rubinstäben zu verwenden und deren Strahlung auf das aktive Material zu richten. Aufgabe des vorliegenden Zusatzes ist es, weitere, in gewissen Fällen vorteilhafte Anordnungen solcher Rubinstäbe zur Homogenisierung der Beleuchtung des aktiven Materials anzugeben. Diese Aufgabe wird durch den Laserkopf gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen eines solchen Laserkopfes sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausfüh— rungsbeispiele mit Hilfe der Figuren erläutert.

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Fig. 1 zeigt im Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Laserkopf mit einem einzigen Rubinstab.

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt einen erfindungsyemäßen Laserkopf mit mehreren Rubinstäben.

Der Laserkopf gemäß Fig. 1 besitzt ein aktives Material aus mit Neodym dotiertem Glas in Zylinderform, wobei die Achse des Zylinders in der Zeichenebene liegt. Das Material wird entlang seiner Achse von einem Lichtstrahl 2 der Hellenlänge l,O6 Mikron durchsetzt, der von einem nicht dargestellten Lasergenerator stammt. Dieser Lichtstrahl wird an einem Spiegel 3 reflektiert, so daß er erneut das aktive Material durchquert.

Entlang der zylindrischen Mantelfläche des aktiven Materials sind mehrere spiralförmige Entladungsröhren 4 und 5 angeordnet, die aus einer nicht dargestellten Stromquelle gespeist werden. Durch ihre Lichtenergie regen sie das aktive Material 1 an und verstärken den Laserstrahl 2.

Ein rohrförmiges Filter 6 umgibt koaxial das aktive Material 1 zwischen diesem und den Entladungsröhren. Ein solches Filter (englisch s cladding tube) unterdrückt Wellenlängen, die dem Pumpprozeß des aktiven Materials schaden könnten.

Der Lichtanteil,der von den Entladungsröhren nach außen dringt, wird von einem sphärischen Reflektor 8 in Richtung auf einen Rubinstab 9 abgelenkt, dessen Endflächen mit multidielektrischen Schichten versehen sind, so daß der Rubinstab einen optischen Resonanzraum bildet. Dieser ist koaxial zum aktiven Material 1 und symmetrisch bezüglich des Mittelpunkts der in den Reflektor 8 eingeschriebenen Kugel angeordnet.

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Der Rubinstab liefert, wenn er von dem Streulicht der Entladungsröhre über den sphärischen Reflektor beleuchtet wird, einen Laserstrahl IO mit einer Wellenlänge von 0,6943 Mikron, der den Spiegel 3 durchquert und in das aktive Material 1 in der achsnahen Zone eindringt.

Die von dem Rubinstab erzeugte zusätzliche Anregungsenergie vergleichmäßigt den Pumpprozeß im aktiven Material.

Der Rubinstab ist vorzugsweise von einem Filterrohr umgeben.

Es ist wichtig, daß der Spiegel 3 ein Licht 2 der

Wellenlänge 1,06 Mikron reflektiert, und das Licht 10 der Wellenlänge 0,6943 Mikron durchläßt. Solche Materialien sind dem Laser— fechmann bekannt.

Im Rahmen einer Variante können die spiralförmigen Entladungsröhren 4 und 5 durch geradlinige Entladungsröhren ersetzt werden, die parallel zur Achse des aktiven Materials um dessen Mantelfläche herum angeordnet sind.

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt einen weiteren erfindungsgemäßen Laserkopf, der insoweit dem Laserkopf nach Fig. 1 gleicht, als gleiche Bezugszeichen Verwendung finden. Der entscheidende Unterschied zum vorher beschriebenen Laserkopf liegt darin, daß nicht ein einziger Rubinstab, sondern mehrere Rubinstäbe 9a und 9b, beispielsweise sechs Rubinstäbe, vorgesehen sind, die ein zum aktiven Material 1 koaxiales Bündel bilden.

Jeder Rubinstab steckt in einem Filterrohr lla, 11b. Im axialen Bereich ist eine Entladungsröhre 12 angeordnet, die zusammen mit den reflektierten Strahlen 7 die Rubinstäbe anregt.

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Eine Sammellinse 13 ist vor dem Bündel angeordnet und läßt die Strahlen lOa, lob der einzelnen Rubinstäbe auf den zentralen Bereich des aktiven Materials 1 konvergieren.

Im Prinzip arbeitet der Laserkopf nach Fig. 2 genauso wie der nach Fig. 1 und wie der Laserkopf nach dem Hauptpatent.

Wie auch in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 kann man in Fig. 2 die spiralförmigenEntladungsröhren 4, 5 durch parallel zur Achse des aktiven Materials angeordnete geradlinige Entladungsröhren ersetzen.

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Claims

Fo 10 713 D

COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE S.A. 54, rue La Boetie, 75382 PARIS CEDEX OC Frankreich

PATENTANSPRÜCHE

ί 1 j- Laserkopf mit einem aktiven Material in Form von mit Neodym dotiejrtem Glas sowie mit einer Lichtquelle, die so angeordnet ist, daß ein Teil des von ihr ausgesandten Lichts das aktive Material ausleuchtet, so daß dieses einen durch dieses Material hindurchtretenden Laserstrahl von 1,06 Mikron Wellenlänge verstärken kann, wobei der Laserkopf darüber hinaus Rubinstäbe aufweist, die jeweils zwischen optischen Reflexionsflächen in der Nähe der Lichtquelle jenseits des aktiven Materials angeordnet sind und eine Laserstrahlung erzeugen, die auf solche Bereiche des aktiven Materials gebracht wird, die durch dia Lichtquelle allein schlecht ausgeleuchtet wären, gemäß Patent Nr. Π 05 531, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rubinstab (9) koaxial zum aktiven Material (L) im Innern eines sphärisch-konkaven Reflektors und zwar im wesentlichen symmetrisch zur Achse des Reflektors (8) angeordnet ist, und daß ein ebener Spiegel (3), der den Laserstrahl (2) reflektiert, aber die vom Rubinstab kommende Strahlung (10) durchläßt, senkrecht zur Achse des Rubinstabs zwischen diesem und dem aktiven Material angeordnet ist.

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2 - Laserkopf nach Anspruch 1, dadurch
gskennze ichnet, daß die Lichtquelle mindestens
eine spiraIfürmige Entladungsröhre (4, 5) enthält, die das aktive Material umgibt.

3 - Laserkopf nach Anspruch ], dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Vielzahl von geradlinigen Entladeröhren aufweist, die um das aktive
Material parallel zu dessen Achse angeordnet sind.

4 - Laserkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Filterrohr (6) koaxial das aktive Material umgibt, und zwischen diesem und der Lichtquelle (4, 5) angeordnet ist.

5 - Laserkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Filterrohr (11) koaxial den Rubinstab (9) umgibt.

6 - Laserkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß statt des einen Rubinstabs mehrere Rubinstäbe (9a, 9b) so angeordnet werden, daß

sie ein zum aktiven Material (1) koaxiales Bündel bilden.

7 - Laserkopf nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß ein konvergierendes optisches System (13) zwischen dem Bündel und dem aktiven Material vorgesehen ist, durch das die von den Rubinstäben (9a, 9b) kommende Strahlung (10a, lob) auf den Bereich des aktiven Materials konzentriert wird, der durch die Lichtquelle allein schlecht ausgeleuchtet ist.

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8 - Laserkopf nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entladungsröhre (12) im axialen Bereich des Bündels angeordnet ist.

9 - Laserkopf nach einem der Ansprüche 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filterrohr (6) koaxial das aktive Material umgibt und zwischen diesem und der Lichtquelle (4, 5) liegt.

10 - Laserkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rubinstab (9a, 9b) koaxial von einem Filterrohr (11a, lib) umgeben ist.

11 - Laserkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 1O, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle mindestens eine spiralförmige Entladungsröhre (4, 5) enthält, die das aktive Material umgibt.

12 - Laserkopf nach einem der Ansprüche 6 bis IO, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Vielzahl von geradlinigen Entladungsröhren aufweist, die parallel zur Achse um das aktive Material (1) angeordnet sind.

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