DE3544266A1

DE3544266A1 - Farbstofflaser

Info

Publication number: DE3544266A1
Application number: DE19853544266
Authority: DE
Inventors: Yasuo Fujisawa Kanagawa Itakura; Koichi Hiratsuka Kanagawa Kajiyama; Norio Yamato Kanagawa Moro; Kazuaki Sajiki
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1984-12-17
Filing date: 1985-12-14
Publication date: 1986-06-19
Also published as: JPS61144086A; GB2168525A; GB8531045D0

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER^ 4 4 266

PATENTANWÄLTE

Dr.-Ing. von Kreisler 11973 Dr.-Ing. K. W. Eishold 11981

KABUSHIKI KAISHA Dr.-Ing. K. Schönwald

KOMATSU SEISAKUSHO Dr.J.F.Fues

3-6, Akasaka 2-Chome, Dipl.-Chem. Alek von Kreisler

»«j„^4-^ i,„ Dipl.-Chem. Carola Keller

MxnatO-ku Dipl,lng. G. Seiting

Tokyo, Japan Dr. H,K.Werner

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

Sg-Hi/Sk

13. Dezember 1985

Farbstofflaser

Die Erfindung betrifft einen Farbstofflaser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein bekannter Farbstofflaser zur Oszillation von Breitbandmoden besteht aus einem Resonator, in dem zwischen einem totalreflektierenden Spiegel 1 und einem teilweise durchlässigen Ausgangsspiegel 2 eine Farbstoffzelle, in der sich Farbstoff befindet, gemäß Fig. 14 angeordnet ist. Eine andere Möglichkeit des Aufbaus des bekannten Farbstofflasers besteht gemäß Fig. 14 darin, daß der totalreflektierende Spiegel 1 gemäß Fig. 15 durch ein Beugungsgitter 4 ersetzt ist.

Bei dem bekannten Breitband-Farbstofflaser, der einen Resonator mit dem gerade beschriebenen Aufbau aufweist, variiert die Intensität des Ausgangslichtes des Lasers innerhalb des Wellenlängenbereiches der Oszillation in starkem Maße, wie es durch das Oszillationsspektrum

ORIGINAL

Telefon: (0221) 131041 ■ Telex: 8882307 dopa d ■ Telegramm: Dompatent Köln

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-Γ-

gemäß Fig. 16 dargestellt ist. Bei dem bekannten Farbstofflaser variiert also die Intensität des Laserlichtes in Abhängigkeit von der Wellenlänge. Darüber hinaus variiert das Oszillationsspektrum für die jeweiligen 5 Oszillationsperioden, d.h., daß die Zeitstabilität der Wellenform des Spektrums nicht gut ist bzw. daß sich die Wellenform des Spektrums in Abhängigkeit von der Zeit ändert.

Mit dem bekannten Farbstofflaser kann daher keine hohe Meßgenauigkeit erzielt werden, wenn der Farbstofflaser z.B. für die quantitative Messung von Konzentrationen in Stoffen mit Hilfe der KAR-Spektroskopie (Kohärente Antistoksche Raman Spektroskopie) verwendet wird oder wenn der Farbstofflaser z.B. für Messungen von zeitabhängigen Übergangs- bzw. Ausgleichsphänomenen verwendet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Breitbandfarbstofflaser zu schaffen, bei dem die Laserlicht-Intensitätsverteilung in einem Oszillationswellenlängenbereich konstant ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichneten Breitband-Farbstoff laser gelöst.

Der erfindungsgemäße Breitband-Farbstofflaser weist einen Oszillator auf, der einen Ausgangsspiegel, ein in bezug auf die optische Achse des Ausgangsspiegels schräg angeordnetes und die optische Achse des Ausgangsspiegels durchquerendes Beugungsgitter und einen dem Beugungsgitter gegenüberliegenden total reflektierenden Spiegel beeinhaltet. Darüber hinaus weist der Färb-

stofflaser eine Wellenlängen-Abtastvorrichtung zum Variieren der Oszillationswellenlunge des Oszillators mit der Zeit, d.h. zum überfahren des Oszillationswellenlängenbereichs des Oszillators, auf.

Mit dem erfindungsgemäßen Breitband-Farbstofflaser wird die Variation des Oszillationsspektrums für die jeweiligen Oszillationsperioden verhindert. Der Farbstofflaser weist eine glatte Oszillationspektrum-Wellenform, d.h.mit anderen Worten eine ausreichende Zeitstabilität der Wellenform seines Spektrums, auf.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist durch eine Vorrichtung zum Stabilisieren des vom Oszillator ausgegeben Lichtes gekennzeichnet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 und 8,9 beschrieben.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm des Breitband-Farbstofflasers,

Fig. 2 das Oszillationsspektrum des in Fig. 1 gezeigten Oszillators,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines optischen Deflektors,

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Wirkungs-

weise des in Fig. 3 dargestellten optischen Polarisators,

Fig. 5 charakteristische Kurven der Moden der Wellenformabtastungeh bei Verwendung des Lichtpola

risators nach Fig. 4,

Fign. 6, 7 und 8 andere Beispiele eines optischen

Deflektors,
10

Fig. 9 die charakteristische Kurve eines Modes der WeI-lenformabtastung bei Verwendung des Lichtdeflektors (der Lichtablenkvorrichtung) nach Fig. 8,

Fig. 10 die charakteristische Kurve eines Modes der

Wellenlängenabtastung bei Kombination der in den Fign. 6 und 8 dargestellten optischen Deflektoren,

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung

zur elektrischen Variation des Spiegelwinkels,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Beugungsgitters, mit dem die Anzahl der Schlitze bzw. die Dichte der Schlitze elektrisch variiert werden

kann,

Fig. 13 die charakteristische Kurve eines stabilisierten

Laser-Oszillationsspektrums,
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Fign. 15 und 16 jeweils den Aufbau eines bekannten

Breitband-Farbstofflasers (auf diese Figuren wurde bereits Bezug genommen) und

Fig. 16 die charakteristische Kurve des Oszillationsspektrums der in den Figuren 14 und 15 dargestellten Breitband-Farbstofflaser (auf diese Figur wurde ebenfalls schon Bezug

genommen).

Der Breitband-Farbstofflaser ist in Fig. 1 dargestellt und weist einen Oszillator A auf, der einen Ausgangsspiegel 10 in Form eines teilweise durchlässigen Spiegels, ein schräg zur optischen Achse des Ausgangsspiegels 10 angeordnetes Beugungsgitter 20 und einen dem Beugungsgitter 20 gegenüberliegenden und diesem zugewandten Spiegel 20 beeinhaltet. Dabei ist die Anordnung des Beugungsgitters 20 derart, daß es die optische Achse des Ausgangsspiegels 10 durchkreuzt.

Wenn eine Lösung in einer zwischen dem Ausgangsspiegel 10 und dem Beugungsgitter 30 angeordnete Farbstoffzelle 40 für Farbstoff durch Erregerlicht angeregt wird, wird zwischen dem Ausgangsspiegel 10 und dem Spiegel 30 eine Lichtoszillation erzeugt, wobei ein Teil des Oszillationslichtes über den Ausgangsspiegel 10 ausgegeben wird. Der Oszillator A, der das wie eine schräge Aufprallfläche ausgebildete Beugungsgitter 20 beeinhaltet, oszilliert in einem schmalen Wellenlängenbereich. Das Oszillationsspektrum ist in Fig. 2 dargestellt. Das auf die Farbzelle 40 auftreffende Erregerlicht wird durch einen Impulsoszillationslaser, wie z.B. einem Excimerlaser, und einer Xenon-Blitzlampe o.dgl. erzeugt. Das Erregerlicht wird mit einer bestimmten Periode intermittierend auf die Farbstoffzelle 40 gegeben, was dazu führt, daß der Breitband-Farbstofflaser mit dieser bestimmten Periode oszilliert.

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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Breitband-Farbstofflaser ist zum Abtasten bzw. Durchfahren der Oszillationswellenform des Oszillators, d.h. zum variieren der Oszillationswellenlänge mit der Zeit, ein optischer Deflektor 50 zwischen dem Beugungsgitter 20 und der Farbzelle 40 angeordnet. Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines solchen optischen Deflektors.

Der in Fig. 3 dargestellte optische Deflektor 5OA besteht aus mehreren aus Kaliumdiphosphatkristall (KDP) gebildeten Prismen 51, die mit ihren Achsenrichtungen (unter Achsenrichtung wird hier die Richtung, in der sich die Dicke d eines Prismas 5 0 erstreckt, verstanden) abwechselnd umgekehrt winklig angeordnet sind und wie folgt arbeiten.

Wenn der optische Polarisator 5OA in Richtung der Dicke d der jeweiligen Prismen einem gleichförmigen elektrischen Feld ausgesetzt ist, ergibt sich ein Zustand, indem Prismen mit einem Brechungsindex (n + δ) in einem Medium mit einer Brechungsindex (n - 6) angeordnet sind. Das hat zur Folge, daß das auf das eine Ende des Deflektors auftreffende Licht abgelenkt wird und unter einem WinkelΔΘ an dem anderen Ende austritt. Wenn das auf das Beugungsgitter 20 auftreffende Oszillationslicht durch den optischen Deflektor 5OA abgelenkt ist, variiert der Winkel zwischen dem Beugungsgitter 20 und dem Oszillationslicht, so daß die Wellenlänge variiert, was wiederum dazu führt, daß die Oszillationswellenlänge des Oszillators A variiert. Gemäß Fig. 3 ist mit dem optischen Deflektor 5OA eine Schaltung 6OA zur Erzeugung einer Hochspannung verbunden, so daß die Prismen 51 einem hochfrequenten elektrischen Feld

ausgesetzt werden. Demzufolge variiert gemäß Fig. 5 die Oszillationswellenlänge des optischen Deflektors 5OA mit der Zeit. Die Oszillationswellenlänge wird also kontinuierlich im Δλ-Bereich durchfahren, wobei dieses "Durchfahren" bzw. "Wobbein" mit der Periode der Spannungserzeugung der Schaltung 6OA wiederholt wird. Demzufolge wird ein Oszillationsspektrum mit einer Breitbandwellenform, die die WellenlängenbereicheΔλ aufweist, erhalten.

In Fig. 5 stellen die gestrichelten Linien das Oszillationsspektrum bei einem bestimmten Ablenkwinkel dar.

Der Abtastbereich Δλ wird durch die Konstruktion und die Form des optischen Deflektors 5OA bestimmt. Hat der Deflektor 5OA beispielsweise die Länge L = 100 mm, die Dicke d = 5 mm, die Höhe h = 5 mm, wobei die maximale an den Deflektor 5OA angelegte Spannung 10 kV und das Beugungsgitter 20 die Größe 1800 G/mm hat, kann ein Abtastbereich Δ λ von ca. 10 cm erhalten werden.

Eine ähnliche Wellenlängenabtastung ist auch möglich, wenn ein optischer Deflektor 5OB gemäß Fig. 6 verwendet wird. Bei dem optischen Deflektor 5OB handelt es sich um einen sogenannten elektrooptischen Vier-Elektroden-Deflektor.

Ein derartiger elektrooptischer Deflektor lenkt das einfallende Licht in x- oder y-Richtung durch lineare Variation der Intensität des magnetischen Feldes in x- oder y-Richtung ab. Durch Anlegen einer hochfrequenten, von der Schaltung 6OB zur Erzeugung einer Hochspannung erzeugten Spannung an die miteinander verbundenen Elektroden

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-JS"- - M-

53a,5 3c und 5 3b, 5 3d kann also eine wiederholte Wellenlängenabtastung (ein wiederholtes Durchfahren des Wellenlängenbereichs) nach Fig. 5 ausgeführt werden.

Wenn dieser optische Deflektor aus LiTaO., besteht und an einer Stirnfläche eine Kantenlänge D = 4 mm sowie eine Länge L = 50 mm aufweist, erzeugt der optische Deflektor eine Ablenkung von ca. 2 χ 10 rad, wenn an ihm eine Spannung von ca. 10 kV angelegt wird. Demzufolge kann bei Verwendung eines Beugungsgitters 20 mit der Größe 1800 G/mm ein Abtastbereich von ca. Δλ = 50 cm erhalten werden.

Anstelle des in Fig. 1 dargestellten optischen Deflektors 50 kann auch ein akustischer optischer Deflektor 5OC gemäß Fig. 7 verwendet werden. Wenn in dem optischen Deflektor 5OC ein aus einem piezoelektrischen dünnen Film o.dgl. bestehender Ultraschallvibrator 54 durch einen Ultraschallvibrator 6OC erregt wird, breiten sich in dem Deflektor durch ein akustisches Medium 55 aus Molybdat-Kristall o.dgl. hindurch Ultraschallwellen aus, wobei ihre Ausbreitungsrichtung in Fig. 7 durch den Pfeil dargestellt ist und in wesentlichen quer zur Einfallsrichtung des Lichtes verläuft. Wenn Licht auf das Medium 55 einfällt, wird es aufgrund des ungleichmäßigen Brechungsindexes, der durch die Ultraschallwelle entsteht, abgelenkt, wobei der Ablenkwinkel proportional zur Vibrationsfrequenz des Ultraschallvibrator 6OC ist.

Die Vibrationsfrequenz des Vibrators 6OC variiert periodisch. Demzufolge kann der optische Deflektor 5OC die Wellenlänge in der gleichen Art und Weise wie die zuvor beschriebenen Deflektoren repetierend

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abtasten bzw. durchfahren. Bei jedem der optischen Deflektoren 5OA, 5OB und 50C handelt es sich um einen akustischen elektrooptischen Strahlablenker. Es kann aber auch ein digitaler optischer Deflektor 50D gemäß Fig. 8 verwendet werden.

Bei dem optischen Deflektor 5OD überträgt ein Polarisator 56 Licht, das hinter dem Polarisator 56 in x-Richtung polarisiert ist. Elektrooptische Elemente 57a und 57b übertragen in dem optischen Polarisator 5OD das vom Polarisator 56 kommende und auf sie einfallende Licht unverändert, wenn an ihnen keine Spannung anliegt, wohingegen sie die Polarisationsrichtung des auf sie einfallenden Lichtes jeweils um 90° drehen, wenn an ihnen Spannung anliegt. Die ebenfalls in optischen Polarisator 5OD befindlichen doppelbrechenden Substanzen 58a und 58b lassen das Licht geradlinig hindurch, wenn die Polarisationsrichtung des einfallenden Lichtes die x-Richtung ist, wohingegen die Substanzen 58a und 58b das einfallende Licht ablenken, wenn seine Polarisationsrichtung die y-Richtung ist.

Für die folgenden Betrachtungen sei angenommen, daß der

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Oszillationsbereich des Oszillators A 10 ns (10 χ 10 s) beträgt. Wenn die Kombination der an die Elemente 57a und 57b angelegten Spannung im Oszillationsbereich in einem 2 ns-breiten Intervall passend variiert wird, dann wird das Licht hintereinander über die Lichtpfade (a), (b), (c) und (d) (Fig. 8) ausgegeben. Wenn nämlich keine Spannung an den Elementen 57a und 57b anliegt, geht das Licht über den Lichtpfad (a) durch den Polarisator 5OD hindurch. Wenn eine Spannung nur an das Element 57b angelegt wird, passiert das Licht den

Polarisator 5OD auf dem Lichtpfad (b), wohingegen das Licht über den Lichtpfad (c) ausgegeben wird, wenn Spannung an beide Elemente 57a und 57b gelegt wird. Liegt nur Spannung am Element 57a, so passiert das Licht den PoIarisator 5OD über den Pfad (d).

Aufgrund der Wirkung eines elektrooptischen Elementes 57c, das in der Ablenkvorrichtung 5OD am hinteren Ende angeordnet ist, wird die Polarisationsrichtung des über die jeweiligen Lichtpfade (a)-(d) durch die Ablenkvorrichtung 5OD gelangenden Lichtes in Übereinstimmung mit der PoIarisationscharachteristik des Beugungsgitters 20 zu bringen.

Eine Steuerschaltung 6OD steuert die elektrooptischen Elemente 57a, 57b und 57c derart selektiv an, daß Licht mit einer bestimmten Polarisationsrichtung hintereinander über die Lichtpfade (a)-(b) wiederholt ausgegeben wird.

Da das nacheinander über die Pfade (a)-(b) ausgegebene Licht unterschiedliche Ablenkwinkel hat, kann auch bei Verwendung dieses optischen Deflektors 5OD die Oszillationswellenlänge durchfahren werden.

Die Anzahl der Lichtpfade kann durch Erhöhung der Anzahl der elektrooptischen Elemente und derjenigen der doppelbrechenden Substanzen vergrößert werden. Wenn beispielsweise vier elektrooptische Elemente und drei doppelbrechende Substanzen kombiniert werden, entsteht ein optischer Deflektor, bei dem Licht über acht Lichtpfade mit unterschiedlichen Ablenkwinkeln nacheinander ausgegeben wird. Fig. 9 zeigt ein Oszillationsspektrum eines Oszillators, bei dem ein derartiger optischer Deflektor verwendet wird.

Für das Oszillationsspektrum nach Fig. 9, bei dem der Abtastwellenlängenbereich Δλ groß ist, um einen Oszillationswellenlängenbereich von 50 cm zu erhalten, und bei dem ein Beugungsgitter der Größe 180 0 G/mm verwendet wird, •ist ein Ablenkwinkel von ca. 1° erforderlich. Bei einem Deflektor mit acht Lichtpfaden wird der Winkel zwischen den jeweiligen Lichtpfaden auf ca. 0,125° gesetzt, wobei der Oszillator derart konstruiert ist, daß seine Oszillationswellenlängenbreite ungefähr 6 cm beträgt.

Die Verwendung eines optischen Polarisators, der aus einer Kombination eines analogen optischen Deflektors 5OA gemäß Fig. 3 und eines digitalen optischen Deflektors 5OD gemäß Fig. 8 besteht, ist ebenso möglich. Wenn der digitale optische Deflektor 5OD acht Lichtpfade zum sequentiellen Einfall des durch den digitalen optischen Deflektor 5OD abgelenkten Lichtes der acht Lichtpfade auf den analogen optischen Deflektor 5OA aufweist, wird das Licht einer analogen Ablenkung durch den optischen Deflektor 5OA unterzogen. Wenn ein derartig zusammengesetzter optischer Deflektor verwendet wird, variiert die Oszillationswellenlänge in Abhängigkeit der Zeit für das Licht der acht Lichtpfade gemäß Fig. 10. Dies führt dazu, daß der Abtastwellenlängenbereich des zusammengesetzten optischen Deflektors bei ungefähr 40 bis 50 cm liegt, wenn der durch den analogen optischen Deflektor 5OA erzeugte Abtastwellenlängenbereich auf 5 cm gesetzt ist.

In den zuvor beschriebenen Beispielen variierte die Oszillationswellenlänge mit der Zeit aufgrund der 30

- yr-.JlS.

Variation des Einfallswinkels des Lichtes auf das Beugungsgitter 20 mit Hilfe des optischen Deflektors 50. Es ist ebenso möglich, die Oszillationswellenlänge ohne einen optischen Deflektor zu durchfahren.

Gemäß Fig. 11 ist ein dünner Filmspiegel 71 mit einer Seitenfläche eines teilförmigen piezoelektrischen Elementes 7 0 verbunden. Wenn eine hochfrequente von einer Oszillationsschaltung 72 erzeugte Spannung an das piezoelektrische Element 70 angelegt, verschiebt sich dies periodisch, so daß der Winkel des Spiegels 71 mit der gleichen Periode variiert. Wenn der Spiegel 71 anstelle des Spiegels 30 nach Fig. 1 zur Variation des Winkels eingesetzt wird, kann die Oszillationswellenlänge abgetastet werden.

Das Beugungsgitter 80 nach Fig. 12 wird durch von einer Liniervorrichtung oder mit Hilfe von Holographie erzeugten Schlitze gebildet. Bei Anlegen einer hochfrequenten von einer Oszillationsschaltung 81 ausgegebenen Spannung an das Beugungsgitter dehnt dieses sich gemäß der Variation der Periode dieser Spannung aus oder zieht sich zusammen, so daß der Zwischenraum zwischen den Schlitzen oder die Anzahl der Schlitze pro Längeneinheit der Zeit variiert. Wenn ein solches Beugungsgitter 80 anstelle desjenigen nach Fig. 1 eingesetzt wird, kann auch dann die Abtastung der Oszillationswellenlänge wegen der periodischen Variation des Zwischenraumes zwischen den Schlitzen erfolgen.

Wie in den Fign. 5 und 9 dargestellt, v/eist das durch die Abtastung der Wellenlänge erzeugte Spektrum eine breite Wellenform auf, jedoch variiert die Intensität der Farblaserimpulse, die von dem Ausgangsspiegel 10

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emittiert werden, innerhalb des Abtastwellenlängenbereichs Δ\. Mit anderen Worten schwankt die Wellenform des Oszillationsspektrums leicht.

Die Fign. 5 und 9 veranschaulichen das Spektrum eines Laserimpulses, bei dem darüber hinaus jedoch aufgrund der Schwankung des auf die Farbstoffzelle 40 auftreffenden Erregerlichtes die Wellenform des Oszillationsspektrums eines jeden Laserimpulses variieren kann.

Daher ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 rechts d.h. ausgangsseitig vom Ausgangsspiegel 10 eine Intensitätsstabilisierungsvorrichtung 100 angeordnet, die die Intensität des vom Spiegel 10 emittierten Laserlichtes stabilisiert.

In der Intensitätsstabilisierungsvorrichtung 100 trifft das durch eine Verstärkungsfarbstoffzelle 90 hindurchtretende Farblaserlicht auf ein optisches Dämpfungsglied 103, das aus einem elektrooptischen Element 101 und einem Polarisator 10 2 besteht. Das Farblaserlicht weist eine bestimmte Polarisation auf, die durch das Beugungsgitter 20 bestimmt ist. Wenn an das elektrooptische Element 101 des Dämpfungsgliedes 103 eine Spannung mit der halben Wellenlänge angelegt wird, dreht das elektrooptische Element 101 die Polarisationsebene des einfallenden Lichtes um 90°. Der Polarisator 102 ist derart angeordnet, daß er, wenn keine Spannung an dem elektrooptischen Element 101 anliegt, die Polarisationsebene des Ausgangslichtes des elektrooptischen Elementes 101 mit der Polarisationsebene des Farblaserlichtes in Übereinstimmung bringt. Wenn also der Polarisationszustand des Laserlichtes, das von dem Element 101 ausgegeben wird, durch Varia-

tion der an dem elektrooptischen Element 101 angelegten Spannung variiert wird, variiert auch die Intensität des vom optischen Dämpfungsgliedes 103 ausgegebenen Laserlichtes.
5

Das optische Dämpfungsglied 103, ein Strahlteiler 104, ein Fotodetektor 105, eine Steuerschaltung 106 und eine Schaltung 107 zur Erzeugung einer Hochspannung bilden ein Rückkopplungssystem, das für stabiles Farblaserlicht sorgt.

Genauer gesagt wird ein Teil des Laserlichtes, das durch den in Form eines Halbspiegels ausgebildeten Strahlteilers 104 hindurchtritt, dem Fotodetektor 105 zugeführt. Die Steuerschaltung 10 6 vergleicht das Ausgangssignal des Fotodetektors 105 mit einer bestimmten Referenzspannung. Die Steuerschaltung 106 gibt daraufhin an die Schaltung 107 zur Erzeugung einer Hochspannung ein Steuersignal aus, das der Differenz zwischen den verglichenen Spannungen entspricht, wodurch die an das elektrooptische Element 101 angelegte Spannung variiert wird, um die Differenz zwischen den verglichenen Spannungen zu Null zu machen.

Wenn die Referenzspannung auf einen bestimmten Referenzwert V _f gemäß Fig. 13 eingestellt ist, ist es daher möglich, ein Farblaserlicht zu erhalten, das gemäß Fig. 13 keine Variation aufweist. Da die Intensität des Laserlichtes aufgrund der Schwankung des auf die Farbstoffzelle 40 auftreffenden Erregerlichtes variiert, kann durch die Intensitätsstabilisierungsvorrichtung 10 0 ein stabiles Oszillationsspektrum erzielt werden. Anstelle der Intensitätsstabilisierungsvorrichtung 100 kann auch jede andere Vorrichtung verwendet werden,

soweit sie in der Lage ist, den Pegel des vom Oszil lator ausgegebenen Laserlichtes zu glätten.

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COPY

Claims

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ANSPRÜCHE

Farbstofflaser mit einer Farbstoffzelle, die zwischen einem teilweise durchlässigen Ausgangsspiegel und einem totalreflektierenden Spiegel angeordnet ist, wobei eine Lösung in der Farbstoffzelle zur Erzeugung einer Oszillation zwischen dem Ausgangsspiegel und dem totalreflektierenden Spiegel angeregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beugungsgitter (20) auf der optischen Achse des Ausgangsspiegels (10) schräg und vor dem totalreflektierenden Spiegel (30) angeordnet ist und daß eine Wellenlängen-Abtastvorrichtung (50) vorgesehen ist, die die Wellenlänge des durch die Oszillation erzeugten Laserlichtes über der Zeit variiert.

Farbstofflaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängen-Abtastvorrichtung einen zwischen dem Beugungsgitter (20) und dem Ausgangsspiegel (10) angeordneten optischen Deflektor (50) und eine Vorrichtung zum Ansteuern des optischen Deflektors (50) aufweist, die den optischen Deflektor (50) derart ansteuert, daß das auf das Beugungsgitter (20) auftreffende Licht durch den optischen Deflektor periodisch mit einem bestimmten Winkel polarisiert

Farbstofflaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Deflektor (50) ein elektrooptischer Deflektor (5OA;50B) ist.

BAD ORIGINAL

4. Farbstofflaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Deflektor (50) ein akusto-optischer Deflektor (50C) ist.

5. Farbstofflaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängen-Abtastvorrichtung ein piezoelektrisches Element (70) mit einem dünnen Filmspiegel (71) und eine Vorrichtung (72) zum Ansteuern des piezoelektrischen Elementes (70) aufweist, die das piezoelektrische Element (70) derart ansteuert, daß der Winkel des dünnen Filmspiegels (71) periodisch variiert.

6. Farbstofflaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängen-Abtastvorrichtung ein piezoelektrisches Element (80), das auf seiner Oberfläche zum Beugen des Lichtes mit Schlitzen versehen ist, und eine Vorrichtung (81) zum Ansteuern des piezoelektrischen Elements (80) aufweist, die das piezoelektrische Element (80) derart ansteuert, daß der Abstand zwischen den Schlitzen periodisch variiert.

7. Farbstofflaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (100) die Intensität des von dem Oszillator (A) erzeugten Lichtes stabilisiert.

8. Farbstofflaser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitätsstabilisierungsvorrichtung (100) eine in einem Lichtpfad des vom Oszillator (A) erzeugten Lichtes angeordnete optische Dämpfungsvorrichtung (103) und eine

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Steuervorrichtung (104,105,106,107) ausweist, die den Dämpfungsgrad derart steuert, daß die Intensität des durch die optische Dämpfungsvorrichtung (103) hindurchtretenden Lichtes gleich einer Referenzintensität ist.

Farbstofflaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Dämpfungsvorrichtung (103) einen ersten Polarisator (101) zum Polarisieren des vom Oszillator (A) ausgegebenen Laserlichtes und einen zweiten Polarisator (102) zum Hindurchlassen des durch den ersten Polarisator (101) polarisierten Lichtes aufweist.