DE3884535T2 - Modulierte Laserquelle im blauen Spektralbereich. - Google Patents
Modulierte Laserquelle im blauen Spektralbereich.Info
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Description
- Die Erfindung beschreibt eine Laserquelle und ein Verfahren zur Erzeugung einer kohärenten Strahlung auf einer Wellenlänge im blauen Spektralbereich. Dabei wird insbesondere eine modulierte Laserquelle und ein Verfahren zur Erzeugung der Strahlung beschrieben, bei dem die Strahlung durch nicht-lineare optische Mittel mit nicht-kritischer Phasenanpassung über einen weiten Umgebungstemperaturbereich hinweg aufwärtsgewandelt wird. Dadurch eignet sich das Verfahren vor allem für Anwendungen mit optischer Speicherung.
- Laserquellen wurden lange Zeit als Hauptlichtquellen für optische Speicheranwendungen angesehen. Bei solchen Anwendungen sollte die Laserquelle kompakt, zuverlässig und kostengünstig sein sowie über ausreichend Kapazität für die Aufnahme hoher Datengeschwindigkeiten und das Lesen der Daten auf einem optischen Speichermedium verfügen. Zum Schreiben der Daten ist eine rasche Modulationsfähigkeit der Laserquelle von Vorteil. Die Quelle sollte darüber hinaus einen kurzen Wellenausgang bereitstellen, um die Speicherdichte maximieren zu können. Es ist bekannt, daß Halbleiter-Diodenlaser, wie beispielsweise GaA1As- Laser, zum Pumpen von kompakten Festkörperlasern wie Nd:YAG- Lasern verwendet werden können. Die Wellenlänge dieser diodengepumpten Laserquellen ist für optische Speicheranwendungen bzw. andere Anwendungen, bei denen eine kohärente Strahlung auf kurzer Wellenlänge (blauer Spektralbereich) wichtig ist, zu lang.
- Es werden heute doppelbrechende, nicht-lineare Kristalle verwendet, um Laserstrahlen zweier verschiedener Frequenzen zu mischen und damit unterschiedliche Wellenlängen zu erhalten, die aufwärtsgewandelte Strahlen einer dritten Frequenz und damit auch verschiedener Wellenlänge erzeugen, oder um von einer Grundeingangswelle durch Frequenzverdoppelung eine harmonische Welle zu erzeugen. Dabei muß bei diesen Mischverfahren eine Phasenanpassung für ein optimales Umwandlungsergebnis erfolgen.
- Wenn ein Eingangslaserstrahl mit einer festgelegten Frequenz verwendet werden muß, kann die Phasenanpassung des Systems eingestellt werden, indem der Winkel geändert wird, in dem der Strahl den doppelbrechenden Kristall durchläuft. Der Winkel ist jedoch kritisch und muß daher innerhalb eines eng gefaßten Toleranzbereichs liegen, um eine annehmbare Phasenanpassung zu erzielen.
- Des weiteren ist bekannt, daß eine nicht-kritische Phasenanpassung (akzeptabler Toleranz) erreicht werden kann, wenn sich eine Eingangswelle im wesentlichen auf einer beliebigen x-, y- oder z- Kristallachse eines nicht-linearen Kristalls orthorhombischer oder höherer Symmetrie verbreitet. Dadurch kann eine Einstellung der Winkeltoleranz von bis zu 100 erzielt werden. Zuvor muß der Kristall jedoch gedreht werden. Darüber hinaus muß die Umgebungstemperatur auf einen ungewöhnlichen spezifischen Wert eingestellt werden, und dieser Wert innerhalb einer eng gefaßten Toleranzgrenze kontrolliert werden, wenn ein Vorgang auf einer bestimmten Wellenlänge durchgeführt werden soll. Umgekehrt erfordert der Vorgang bei Raumtemperatur nicht nur eine genaue Kontrolle der Temperatur, sondern auch eine entsprechende kritische Wellenlänge.
- In der Patentschrift EP 301 803, die nach dem Einreichungsdatum dieser Patentanmeldung veröffentlich wurde, wird ein Mittel zum Erzeugen einer Quelle kohärenter Strahlung im sichtbaren und ultravioletten Bereich des Spektrums beschrieben, wobei dieses Mittel Modulationsgeschwindigkeiten von 0 Hz bis über 1 GHz erreicht. Die Strahlung wird durch optisches Mischen innerhalb des optischen Hohlraums eines Lasers erzeugt, indem eine Eingangsstrahlung in den optischen Hohlraum geführt wird. Dabei wird insbesondere eine Vorrichtung beschrieben, bei der ein Nd- YAG-Lasermaterial in einem Hohlraum Laserstrahlen aussendet, indem ein optisches Pumpmittel verwendet wird, das eine Strahlung von ca. 810 nm erzeugt. Dadurch entsteht eine Strahlung von 1064 nm, die daraufhin in einem nicht-linearen optischen Material, wie beispielsweise KTP (im Hohlraum befindlich), mit einer Eingangsstrahlung von 808 nm verbunden wird. Daraus ergibt sich eine Strahlung von 459 nm.
- Von daher besteht der Bedarf nach einer verbesserten zeitmodulierten Laserstrahlquelle, die eine nicht-kritische Phasenanpassung über einen großen Bereich von Betriebstemperaturen anbietet, und die eine Modulation bei den hohen Datengeschwindigkeiten durchführen kann, die für optische Speicheranwendungen erforderlich sind. Darüber hinaus sollte diese Quelle über Spannungen gesteuert werden können, die TTL-Niveau erreichen (weniger als 5 Volt), und die nicht das Anlegen eines externen elektrischen Feldes durch einen Stripline-Kreis oder ein anderes Mittel benötigt.
- Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Erzeugen einer kohärenten Strahlung von genau oder fast 459 nm, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: das Mischen zweier Grundlaserstrahlen in einem nicht-linearen Kristall mit KTP, wobei ein Strahl genau oder fast 808 nm, und der andere Strahl genau oder fast 1064 umfaßt; dabei wird ein Halbleiter-Diodenlaser verwendet, um den Eingang zu erhalten, von dem sowohl die Strahlen von 808 nm als auch die Strahlen von 1064 nm abgeleitet werden; der KTP-Kristall befindet sich dabei zwischen dem Diodenlaser und einem Laserverstärkungsmittel, das den Strahl von 1064 nm erzeugt; darüber hinaus sind Spiegelmittel vorhanden, zwischen denen sich der KTP-Kristall und das Laserverstärkungsmittel befindet, wobei die Spiegelmittel eine erste Oberfläche haben, die die Wellenlängen von genau oder fast 1064 nm reflektiert, Wellenlängen von genau oder fast 808 nm jedoch nicht reflektiert, sowie eine zweite Oberfläche, die Wellenlängen von genau oder fast 1064 nm reflektiert, Wellenlängen von genau oder fast 459 nm jedoch nicht reflektiert.
- Des weiteren umfaßt die Erfindung eine Vorrichtung zum Erzeugen einer kohärenten Strahlung von genau oder fast 459 nm mit folgenden Einrichtungen: einem nicht-linearen Kristall mit KTP, in dem zwei Grundlaserstrahlen von genau oder fast 808 nm und genau oder fast 1064 nm miteinander verbunden werden, um eine Strahlung von 459 nm zu erzeugen; einem Halbleiter-Diodenlaser zur Erzeugung eines Eingangs, von dem Strahlen von 808 nm und 1064 nm jeweils abgeleitet werden; einem Laserverstärkungsmedium zum Erzeugen des Strahls von 1064 nm, wobei sich der KTP- Kristall zwischen dem Diodenlaser und dem Laserverstärkungsmedium befindet; Spiegelmittel, zwischen denen sich der KTP- Kristall und das Laserverstärkungsmittel befindet, wobei die Spiegelmittel eine erste Oberfläche haben, die die Wellenlängen von genau oder fast 1064 nm reflektiert, Wellenlängen von genau oder fast 808 nm jedoch nicht reflektiert, sowie eine zweite Oberfläche, die Wellenlängen von genau oder fast 1064 nm reflektiert, Wellenlängen von genau oder fast 459 nm jedoch nicht reflektiert.
- In bevorzugten Ausführungsbeispielen wird das Frequenzmischen innerhalb des Hohlraums verwendet, um einen GaA1As-diodengepumptenn Nd:YAG-Laser auf 459 nm aufwärtszuwandeln, indem das interne Feld von 1064 nm des Nd:YAG-Laserhohlraums mit einer einzelnen Durchgangsstrahlung von 808 nm gemischt wird, die von der GaA1As-Diodenlaserpumpe selbst kommt. Dadurch wird eine Hohlraumverbesserung der Intensität von 1064 nm erzielt, während gleichzeitig die aufwärtsgewandelte Strahlung von 459 nm (blau) der hohen Geschwindigkeitsmodulation der Diodenlaserintensität folgen kann.
- Indem in den bevorzugten Ausführungsbeispielen bestimmte Eingangswellenlängen zusammen mit einem nicht-linearen KTP- Material verwendet werden, wird eine Summenfrequenzerzeugung bei Raumtemperatur mit gleichzeitiger großer Winkeltoleranz und außerordentlich hoher thermischer Toleranz erreicht. Dadurch sind mechanisch vorausgerichtete Einrichtungskonfigurationen möglich, die ohne thermische Kontrolle arbeiten können.
- In den bevorzugten Ausführungsbeispielen hat der Nd:YAG-Laser die korrekte Polarisation, um das Mischen innerhalb des KTP- Kristalls zu ermöglichen, während der GaA1As-Laser orthogonal zum Nd:YAG-Laser polarisiert ist, wobei die erzeugte Strahlung von 459 nm nur von den modulierten Signalen des GaA1As-Lasers abhängt.
- Die oben genannten Punkte sowie weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele und den Begleitzeichnungen hervor.
- Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines optischen Systems entsprechend der Erfindung in vergrößertem Maßstab.
- Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht eines optischen Systems, das ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
- Die Fig. 3a und 3b stellen die Ausgangsleistung im Vergleich mit dem externen horizontalen Eingangswinkel und dem externen vertikalen Eingangswinkel dar, um die annehmbaren Toleranzbereiche der Winkelausrichtung zu zeigen, die in Systemen entsprechend der Erfindung erzielt werden.
- Fig. 4 stellt die Ausgangsleistung im Vergleich zur Temperatur dar und zeigt den annehmbaren Toleranzbereich der Temperatur, der in Systemen entsprechend der Erfindung erzeilt wird; und
- Fig. 5 zeigt die Ausgangsleistung im Vergleich zur Wellenlänge, wobei eine maximale Leistung bei 808 nm in Systemen entsprechend der Erfindung dargestellt wird.
- Fig. 1 zeigt das optische System entsprechend dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem ein GaA1As-Diodenlaser 9 (oder ein Diodenlaserfeld) mit Kollimationsoptik und einem modulierten Ausgangsstrahl 10 vorhanden ist, der eine Wellenenlänge von 808 nm hat, die durch die Linsen 11 im Hohlraum 12 eines Nd:YAG-Laser länglich ausgerichtet ist. Nachdem der Strahl 10 von 808 nm einen Eingangslaserspiegel 14 durchlaufen hat, geht er durch einen nicht-linearen Kristall 15, der im wesentlichen aus KTP besteht, und wird im Kristall des Nd:YAG- Lasermediums 13 absorbiert, wodurch ein Laserübergang angeregt wird, der den Strahl 16 mit einer Wellenlänge von 1064 nm erzeugt. Der Ausgangslaserspiegel 17 und der Eingangslaserspiegel 14 sind beschichtet und stellen damit Reflektoren bei 1064 nm dar, so daß keine Leistung bei 1064 nm direkt ausgekoppelt wird, und sich ein starkes internes Feld von 1064 nm im Innern des Hohlraums 12 aufbaut. Der Strahl 10 von 808 nm und der Strahl 16 von 1064 nm mischen sich innerhalb des KTP-Kristalls 15, um einen Strahl 18 von kohärenter Strahlung bei einer Wellenlänge von 459 nm zu erzeugen, der ohne wesentlichen Verlust durch den Nd:YAG-Laserkristall sowie den Ausgangslaserspiegel 17 zu einer Nutzungseinrichtung (nicht gezeigt) geht. Da die Leistung des Nd:YAG-Lasers 8 sich nur langsam als Reaktion auf die Modulation des GaA1As-Lasers 9 ändert, entspricht die schnelle Modulation der Leistung des erzeugten Strahls 18 von 459 nm genau der Modulation der Pumpe 9 von 808 nm, allerdings unter der Voraussetzung, daß die durchschnittliche Leistung von 808 nm auf einem Niveau gehalten wird, das die Laserleistung des Strahls von 1064 nm im Innern des Hohlraums im wesentlichen konstant hält.
- Der KTP-Kristall 15 ist xyz-geschnitten mit polierten Flächen, die senkrecht zu der y-Kristallachse stehen und innerhalb des Laserhohlraums 12 so ausgerichtet sind, daß sich die Laserstrahlen 10 und 16 im wesentlichen entlang der y-Achse verbreiten, wobei der Strahl 10 mit 808 nm meistens in x-Richtung und der Strahl 16 mit 1064 nm meistens in z-Richtung läuft. Der erzeugte Strahl 18 von 459 nm läuft parallel zu den beiden anderen Strahlen 10 und 16 und wird in x-Richtung polarisiert. Um eine maximale Konversionsleistung zu erzielen, sollte der KTP- Kristall 15 im Hohlraum 12 am Mittelteil des Strahls plaziert werden.
- In diesem Ausführungsbeispiel sollte der Eingangslaserspiegel 14 als Hochreflektor (HR) bei 1064 nm und als Antireflektor (AR) bei 808 nm beschichtet werden. Der Ausgangslaserspiegel 17 sollte bei 1064 nm HR und bei 459 nm AR sein. Die Innenfläche (Vorderspiegel 14) des KTP-Kristalls 15 sollte bei 1064 nm und 808 nm AR sein, während die Außenfläche (gegenüberliegende Seite) bei 1064 nm, 808 nm und 459 nm Ar sein sollte. Die Innenfläche (Kristall 15) des Nd:YAG-Kristalls 13 sollte bei 1064 nm, 808 nm und 459 nm AR sein, während die Außenfläche bei 1064 nm und 459 nm AR sowie bei 808 nm HR sein sollte.
- In unserem vereinfachten Beispiel wurde ein 3,5 mm langer KTP- Kristall mittels eines nichtleitenden Distanzstücks 19 ca. 125 Mikron von einem 5 mm langen Nd:YAG-Lasermedium 13 getrennt. Damit wurde sichergestellt, daß eine hohe Intensität für den Pumpstrahl 10 von 808 nm in beiden Kristallen aufrechterhalten wird. Der Hohlraum 12 wird vom Eingangsspiegel 14 gebildet, der einen Krümmungsradius von 0,9 cm hat, sowie vom Ausgangsspiegel 17 mit einem Krümmungsradius von 5 cm. Die Länge des Hohlraums ergibt ungefähr die Summe der beiden Spiegeldurchmesser (z. B. 5,9 cm), so daß eine kleines Mittelteil von ca. 0,9 cm vom Eingangsspiegel 14 erzeugt wird.
- Das Mittelteil hat mit der Länge des KTP-Kristalls 15 übereinzustimmen. Wenn die Kristalle 15 und 13 so positioniert sind, ist das Mittelteil nahe genug am Eingangsspiegel 14, so daß die genaue Fokussierung des Strahls 10 durch den Pumplaser 9 möglich ist.
- Die KTP- und Nd:YAG-Kristalle sind in einem besonderen Gehäuse angebracht (nicht gezeigt), das in einem Spiegelkardanrahmen (nicht gezeigt) montiert ist, so daß es gekippt werden kann, um den blauen Ausgangsstrahl 18 zu optimieren. Die Linsen 11 haben eine Brennweite von 40 mm. Das von Laser 9 bei 257 mW gepumpte Licht von 808 nm erzeugte ca. 1 mW (blaues) Licht von 459 nm in einem sauberen Raumverfahren. Bei diesem Pumppegel wird die Leistung des Hohlraums von 1064 nm auf ca. 10 W geschätzt. Der Wert von 275 mW, der für das Pumpen verwendet wurde, liegt innerhalb des Bereichs von käuflichen Diodenfeldern. Da diese Felder heute mit einer Ausgangsleistung von bis zu 1 W zu kaufen sind, kann damit gerechnet werden, daß durch das Diodenpumpen mehrere mW mit einem Ausgang von 459 nm erzeugt werden.
- Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von Fig. 1 insofern, als die vorderen und hinteren Spiegel 14 und 17 durch Integralspiegel ersetzt sind, die aus den Beschichtungen 14a und 17a für HR bei 1064 nm bestehen, und die direkt in die Innenfläche des KTP-Kristalls 15a und die Außenfläche des Nd:YAG-Laserkristalls 13a gesetzt werden. Aus der Zeichnung geht hervor, daß die Fläche 14a gekrümmt ist. Es kann jedoch auch ein halbkugelförmiger Hohlraum verwendet werden, bei dem das Mittelteil an der Innenfläche des KTP-Kristalls 15a erzeugt wird, indem die Ausgangsfläche des Nd:YAG-Kristalls 13a gekrümmt wird, während die anderen Flächen eben bleiben. Die Einstellung des Laserhohlraums erfolgt durch Kippen des Nd:YAG-Kristalls 13a in bezug auf KTP-Kristall 15a und wird durch das Distanzstück 19 ständig aufrechterhalten. Zusätzlich zum Zustand HR bei 1064 nm sollte die Innenfläche des KTP-Kristalls 15a bei 808 nm AR sein, während die Außenfläche bei 1064 nm, 808 nm und 459 nm AR sein sollte. Die Innenfläche des Nd:YAG-Kristalls 13a sollte bei 1064 nm, 808 nm und 459 nm AR sein, während die Außenfläche bei 1064 nm und 808 nm HR und bei 459 nm AR sein sollte. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine schnelle Modulation auf gleiche Art und Weise wie beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1 erzielt.
- In einer Reihe von Messungen ohne Hohlraumresonator wurden für den KTP-Kristall 15 weitere Versuche durchgeführt, um die Winkel- und Temperaturtoleranzen beim Mischen der Strahlungen von 1064 nm und 808 nm festzulegen, so daß eine Strahlung von 459 nm erzeugt werden kann. In einem xyz-geschnittenen KTP- Kristall 15 mit einer Länge von 3,5 mm verlief die Nennrichtung entlang der y-Achse. Der Strahl von 1064 nm wird von einem lampengepumpten CW Nd:YAG-Laser bereitgestellt, während ein CW- Farbstofflaser einen gepulsten Strahl von ca. 808 nm liefert.
- Die Strahlen von 1064 nm und 808 nm haben sich immer zusammen verbreitet und sind orthogonal polarisiert worden, wobei die Nennrichtungen der Polarisation entlang der z-Achse bzw. x-Achse verlief. Unter diesen Bedingungen erscheint die Strahlung von 459 nm in x-Richtung polarisiert.
- Die Winkelakzeptanzen wurden durch Überwachung der Ausgangsleistung als Funktion eines externen Eintrittswinkels gemessen, wenn der Kristall um die z-Achse (Fig. 3a) und x-Achse (Fig. 3b) gedreht wurde. Dieser Versuch wurde bei Raumtemperatur mit dem Farbstofflaser auf 808,7 nm durchgeführt. Aus Fig. 3a geht hervor, daß die Winkelakzeptanzen bei 1100 und 140 bei der Umdrehung um die z-Achse bzw. x-Achse lagen. Diese großen Winkelakzeptanzen sind typisch für 'nicht-kritische phasenangepaßte' Frequenzmischverfahren, die auftreten, wenn die Phasenanpassung für Strahlenverlaufrichtungen entlang einer der Hauptachsen erzielt werden kann.
- Die Temperaturtoleranz wurde durch Überwachen der Ausgangsfunktion als Funktion der Temperatur ermittelt, wobei der Farbstofflaser im wesentlichen auf 808 nm eingestellt war, und die Verbreitungsrichtung genau entlang der y-Achse verlief. In Fig. 4 ist das Ergebnis zu sehen. Die Temperaturtoleranz ist außerordentlich groß, da über ± 160º bei voller Breite WT bei halbem Maximalsignal gemessen wurden. Dabei wird die höchste, zuvor ermittelte Temperatur für einen nicht-kritischen Phasenanpassungsprozeß beliebiger Art um zwei Größenordnungen überschritten.
- Die gleichzeitig erzielte große Winkelakzeptanz und die hohe Temperaturtoleranz beeinflussen nachhaltig die Einrichtungsanwendungen. Es sind keine Mittel mehr zum kritischen Einstellen des Winkels und/oder der Temperatur des Kristalls nötig. Mechanische Standardmittel reichen aus, um annehmbare Winkeleinstellungen des KTP-Kristalls zu erhalten. Die Temperaturtoleranz zwischen - 60º und +280º, die bei halber maximaler Höhe gemessen wurde, reicht aus, um den gesamten Bereich möglicher Betriebstemperaturen für Anwendungen wie optische Speicherung abzudecken.
- Die Toleranz auf der Wellenlänge des Strahl von 808 nm wurde durch Überwachen der Ausgangsleistung ermittelt, wenn der Laser gepulst wurde. Der Versuch wurde bei Raumtemperatur durchgeführt, wobei die Verbreitungsrichtung genau entlang der Y-Achse verlief. In Fig. 5 werden die Ergebnisse dargestellt. Die Toleranz der Wellenlänge Δλ bei voller Breite und halbem maximalen L beträgt ± 1,6 nm von 808 nm und umfaßt den Begriff 'genau oder fast 808 nm', der in den Ansprüchen verwendet wird.
- Das oben beschriebene Verfahren und die erwähnte Vorrichtung zum Erzeugen eines Strahls von kohärenter Strahlung bei 459 nm eignet sich insbesondere für das optische Aufzeichnen schneller Datengeschwindigkeiten, bei der große Winkel- und Temperaturtoleranzen benötigt werden, und das bei Spannungen auf niedrigem logischen Pegel durchgeführt werden kann, wobei keine externen elektrischen Felder angelegt werden müssen.
- Obgleich in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Nd:YAG-Laserverstärkungsmedium für die Strahlung von 1064 nm verwendet wurde, kann die Strahlung auch von anderen Lasern aus III-V oder II-IV Halbleiter-Verbindungen sowie von Nd in anderen Hosts erzeugt werden.
Claims (8)
1. Ein Verfahren zum Erzeugen eines Strahls von kohärenter
Strahlung von genau oder fast 459 nm, wobei das Verfahren
folgende Schritte umfaßt:
das Mischen zweier Grundlaserstrahlen (10, 16) in einem
nicht-linearen Kristall (15) mit KTP, wobei ein Strahl (10)
von genau oder fast 808 nm und der andere Strahl (16) von
genau oder fast 1064 nm vorhanden ist;
das Verwenden eines Halbleiter-Diodenlasers (9), der den
Eingang bereitstellt, von dem die beiden Strahlen von 808
nm und 1064 nm abgeleitet werden, und wobei der KTP-Kristall
(15) sich zwischen dem Diodenlaser (9) und einem
Laserverstärkungsmedium (13) befindet, das zum Erzeugen des Strahls
von 1064 nm dient;
das Bereitstellen von Spiegelmitteln (14, 17), zwischen
denen sich der KTP-Kristall (15) und das
Laserverstärkungsmittel (13) befindet, wobei die Spiegelmittel über eine
erste Oberfläche verfügen, die Wellenlängen von genau oder
fast 1064 nm reflektiert, Wellenlängen von genau oder fast
808 nm jedoch nicht reflektiert, sowie einer zweiten
Oberfläche, die Wellenlängen von genau oder fast 1064 nm
reflektiert, Wellenlängen von genau oder fast 459 nm jedoch nicht
reflektiert.
2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, einschließlich der Schritte
zum Betreiben eines Diodenlasers (9), der den modulierten
Eingangsstrahl erzeugt.
3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das
Laserverstärkungsmittel (13) Nd enthält und Teil eines Nd-Lasers (8)
ist, wobei zu dem Verfahren folgender Schritt gehört: das
Ableiten des Strahls von 1064 nm vom Nd-Laser, wobei der Nd-
Laser die Spiegelmittel (14, 17) umfaßt und vom Diodenlaser
(9)
gepumpt wird.
4. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Strahl von
1064 nm von einem Laser mit III-V oder II-IV
Halbleiter-Verbindungen abgeleitet wird, und der Laser vom Diodenlaser (9)
gepumpt wird.
5. Eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Strahls von kohärenter
Strahlung von genau oder fast 459 nm, wobei die Vorrichtung
folgendes umfaßt:
einen nicht-linearen Kristall (15) mit KTP, in dem zwei
Grundlaserstrahlen (10, 16), von denen ein Strahl (10) genau
oder fast 808 nm und der andere Strahl (16) genau oder fast
1064 nm mißt, miteinander verbunden werden, um die Strahlung
von 459 nm zu erzeugen;
einen Halbleiter-Diodenlaser (9) zum Erzeugen des Eingangs,
von dem die Strahlen von 808 nm und 1064 nm abgeleitet
werden;
ein Laserverstärkungsmedium (13) zum Erzeugen des Strahls
von 1064 nm, wobei der KTP-Kristall (15) sich zwischen dem
Diodenlaser (9) und dem Laserverstärkungsmedium (13)
befindet;
Spiegelmitteln (14, 17), zwischen denen sich der KTP-
Kristall (15) und das Laserverstärkungsmittel (13) befindet,
wobei die Spiegelmittel über eine erste Oberfläche verfügen,
die Wellenlängen von genau oder fast 1064 nm reflektiert,
Wellenlängen von genau oder fast 808 nm jedoch nicht
reflektiert, sowie einer zweiten Oberfläche, die Wellenlängen von
genau oder fast 1064 nm reflektiert, Wellenlängen von genau
oder fast 459 nm jedoch nicht reflektiert.
6. Eine Vorrichtung nach Anspruch 5, bei dem der Diodenlaser
(9) einen modulierten Eingangsstrahl erzeugt.
7. Eine Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei dem das
Laserverstärkungsmedium (13) Nd enthält und Teil eines Nd-Lasers
(8) ist, wobei der Nd-Laser die Spiegelmittel (14, 17)
umfaßt und vom Diodenlaser (9) gepumpt wird, um den Strahl
von 1064 nm zu erzeugen.
8. Eine Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der der Strahl
von 1064 nm von einem Laser mit III-V oder II-IV Halbleiter-
Verbindungen erzeugt wird, wobei der Laser vom Diodenlaser
(9) gepumpt wird.
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| JP2712233B2 (ja) * | 1988-02-22 | 1998-02-10 | ソニー株式会社 | レーザ光源 |
| JPH01230277A (ja) * | 1988-03-10 | 1989-09-13 | Brother Ind Ltd | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
| US4951294A (en) * | 1988-04-22 | 1990-08-21 | The Board Of Trustees Of Leland Stanford, Jr. University | Diode pumped modelocked solid state laser |
| US4901330A (en) * | 1988-07-20 | 1990-02-13 | Amoco Corporation | Optically pumped laser |
| US4884281A (en) * | 1988-09-09 | 1989-11-28 | Spectra-Physics, Inc. | Low cost/power visible light solid-state laser |
| US5060233A (en) * | 1989-01-13 | 1991-10-22 | International Business Machines Corporation | Miniature blue-green laser source using second-harmonic generation |
| DE68925810T2 (de) * | 1989-01-13 | 1996-09-26 | Ibm | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von blaugrüner Lichtstrahlung |
| US4933944A (en) * | 1989-02-28 | 1990-06-12 | University Of New Mexico | Laser mode locking method and apparatus |
| US4935931A (en) * | 1989-02-28 | 1990-06-19 | University Of New Mexico | Laser mode locking apparatus |
| US4942586A (en) * | 1989-04-25 | 1990-07-17 | Intelligent Surgical Lasers Inc. | High power diode pumped laser |
| US5031182A (en) * | 1989-05-18 | 1991-07-09 | Amoco Corporation | Single-frequency laser of improved amplitude stability |
| DE3917902A1 (de) * | 1989-06-01 | 1990-12-13 | Adlas Gmbh & Co Kg | Frequenzverdoppelter laser |
| US5175741A (en) * | 1989-06-07 | 1992-12-29 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical wavelength conversion method and laser-diode-pumped solid-state laser |
| JP2660576B2 (ja) * | 1989-06-07 | 1997-10-08 | 富士写真フイルム株式会社 | レーザーダイオードポンピング固体レーザー |
| US4907238A (en) * | 1989-06-26 | 1990-03-06 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Apparatus for the efficient wavelength conversion of laser radiation |
| US5053641A (en) * | 1989-07-14 | 1991-10-01 | Cornell Research Foundation, Inc. | Tunable optical parametric oscillator |
| US5185758A (en) * | 1989-11-28 | 1993-02-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Multiple-laser pump optical system |
| US5081637A (en) * | 1989-11-28 | 1992-01-14 | Massachusetts Institute Of Technology | Multiple-laser pump optical system |
| JP2881923B2 (ja) * | 1990-03-08 | 1999-04-12 | ブラザー工業株式会社 | 印字装置及びカラープリンタ |
| US5063566A (en) * | 1990-04-30 | 1991-11-05 | Amoco Corporation | Internally-doubled, composite-cavity microlaser |
| US5070505A (en) * | 1990-04-30 | 1991-12-03 | Amoco Corporation | Self-doubling micro-laser |
| US5341393A (en) * | 1990-05-10 | 1994-08-23 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Laser-diode-pumped solid-state laser |
| JPH0458580A (ja) * | 1990-06-28 | 1992-02-25 | Nippon Kagaku Eng Kk | レーザー装置 |
| ES2142803T3 (es) * | 1990-08-01 | 2000-05-01 | Diomed Ltd | Fuente luminosa de alta potencia. |
| US5048047A (en) * | 1990-09-12 | 1991-09-10 | International Business Machines Corporation | Passive absorptive resonator laser system and method |
| US5151909A (en) * | 1990-10-16 | 1992-09-29 | Laserscope | Frequency doubled solid state laser having programmable pump power modes and method for controllable lasers |
| US5123026A (en) * | 1990-11-02 | 1992-06-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Frequency-doubled, diode-pumped ytterbium laser |
| US5038352A (en) * | 1990-11-13 | 1991-08-06 | International Business Machines Incorporation | Laser system and method using a nonlinear crystal resonator |
| US5142542A (en) * | 1991-01-07 | 1992-08-25 | Amoco Corporation | Signal-resonant intracavity optical frequency mixing |
| US5317577A (en) * | 1991-01-25 | 1994-05-31 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical wavelength shifter using nonlinear refractive medium disposed interiorly of laser resonator |
| JPH04330791A (ja) * | 1991-01-25 | 1992-11-18 | Hamamatsu Photonics Kk | 光変調器 |
| JPH04255280A (ja) * | 1991-02-07 | 1992-09-10 | Nippon Steel Corp | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
| JPH04283977A (ja) * | 1991-03-12 | 1992-10-08 | Fuji Photo Film Co Ltd | レーザーダイオードポンピング固体レーザー |
| US5249193A (en) * | 1991-03-20 | 1993-09-28 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Solid-state laser system |
| US5095491A (en) * | 1991-04-12 | 1992-03-10 | International Business Machines Corporation | Laser system and method |
| DE4118819A1 (de) * | 1991-06-07 | 1992-12-10 | Adlas Gmbh & Co Kg | Laser |
| US5363388A (en) * | 1991-10-18 | 1994-11-08 | Cedars-Sinai Medical Center | Continuously tunable solid state ultraviolet coherent light source |
| US5191587A (en) * | 1991-12-26 | 1993-03-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Blue generation at the H-Beta Fraunhofer wavelength using noncritically phase-matched optical parametric generation in lithium borate (LiB3 O5) |
| US5265114C1 (en) * | 1992-09-10 | 2001-08-21 | Electro Scient Ind Inc | System and method for selectively laser processing a target structure of one or more materials of a multimaterial multilayer device |
| US5412674A (en) * | 1992-10-26 | 1995-05-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Compact rapidly modulatable diode-pumped visible laser |
| US5333142A (en) * | 1992-10-26 | 1994-07-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Technique for intracavity sum frequency generation |
| US5408481A (en) * | 1992-10-26 | 1995-04-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Intracavity sum frequency generation using a tunable laser containing an active mirror |
| US5394414A (en) * | 1993-05-28 | 1995-02-28 | International Business Machines Corporation | Laser system and method having a nonlinear crystal resonator |
| ATE193166T1 (de) * | 1993-08-26 | 2000-06-15 | Laser Power Corp | Tiefblauer mikrolaser |
| JP3222288B2 (ja) * | 1993-11-05 | 2001-10-22 | 富士写真フイルム株式会社 | 光波長変換装置 |
| US5761227A (en) * | 1994-08-23 | 1998-06-02 | Laser Power Corporation | Efficient frequency-converted laser |
| US5796766A (en) * | 1994-08-23 | 1998-08-18 | Laser Power Corporation | Optically transparent heat sink for longitudinally cooling an element in a laser |
| US5541951A (en) * | 1994-11-14 | 1996-07-30 | Intelligent Surgical Lasers, Inc. | Device and method for high-power end pumping |
| US5685995A (en) * | 1994-11-22 | 1997-11-11 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method for laser functional trimming of films and devices |
| JP3521519B2 (ja) * | 1995-01-18 | 2004-04-19 | ソニー株式会社 | レーザ光発生装置 |
| DE19601991A1 (de) * | 1995-01-31 | 1996-08-01 | Zeiss Carl Fa | Laser-Anordung und Verfahren zum Betrieb einer derartigen Laser-Anordnung |
| DE19506608C2 (de) * | 1995-02-24 | 1999-08-05 | Gsaenger Optoelektronik Gmbh & | Verfahren und Anordnung zur Erzeugung der dritten Harmonischen der Grundwellenstrahlung eines optisch angeregten Neodym enthaltenden Laserkristalls |
| GB2300964B (en) * | 1995-05-13 | 1999-11-10 | I E Optomech Limited | Monolithic laser |
| US5663979A (en) * | 1995-11-22 | 1997-09-02 | Light Solutions Corporation | Fiber stub end-pumped laser |
| US5822345A (en) * | 1996-07-08 | 1998-10-13 | Presstek, Inc. | Diode-pumped laser system and method |
| US6101201A (en) * | 1996-10-21 | 2000-08-08 | Melles Griot, Inc. | Solid state laser with longitudinal cooling |
| US6256327B1 (en) * | 1997-09-30 | 2001-07-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Red light source |
| US6210864B1 (en) | 1998-10-06 | 2001-04-03 | Presstek, Inc. | Method and apparatus for laser imaging with multi-mode devices and optical diffusers |
| DE10016377B4 (de) * | 2000-04-04 | 2009-01-08 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Vorrichtung zum Vereinigen von Licht |
| JP4891526B2 (ja) * | 2004-01-23 | 2012-03-07 | ミヤチテクノス株式会社 | レーザ溶接装置 |
| US7269189B2 (en) * | 2005-01-21 | 2007-09-11 | Cobolt Ab | Coherent light source based on sum-frequency mixing |
| KR100773540B1 (ko) | 2005-06-08 | 2007-11-05 | 삼성전자주식회사 | 광펌핑 방식의 면발광 레이저 |
| KR100728278B1 (ko) | 2005-07-05 | 2007-06-13 | 삼성전자주식회사 | 광펌핑 반도체 레이저 |
| CN102244359B (zh) * | 2011-06-07 | 2013-01-02 | 暨南大学 | 447nm蓝色激光器及获得基模热稳定447nm蓝色激光的方法 |
| JP5592444B2 (ja) * | 2012-07-27 | 2014-09-17 | シーツーシー リンク コーポレーション | レーザーモジュールの製造方法 |
| JP2016076528A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | キヤノン株式会社 | レーザ装置 |
| US11095085B2 (en) * | 2017-01-25 | 2021-08-17 | Lawrence Livermore National Security, Llc | System and method for laser system having non-planar thin disc gain media |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL297758A (de) * | 1962-09-11 | |||
| US3646358A (en) * | 1970-05-15 | 1972-02-29 | Us Army | Optical upconverter |
| US3735280A (en) * | 1971-08-11 | 1973-05-22 | Bell Telephone Labor Inc | White-light laser using dye coupling |
| US3949323A (en) * | 1974-03-14 | 1976-04-06 | E. I. Du Pont De Nemours & Company | Crystals of (K, Rb, NH4)TiO(P, As)O4 and their use in electrooptic devices |
| JPS5124192A (ja) * | 1974-08-02 | 1976-02-26 | Hitachi Ltd | Kohiirentokogensochi |
| US3947688A (en) * | 1974-08-26 | 1976-03-30 | Oregon Graduate Center For Study And Research | Method of generating tunable coherent ultraviolet light at wavelengths below 2500 A |
| US4408329A (en) * | 1978-12-04 | 1983-10-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Laser device with intraresonator harmonic generator |
| US4386428A (en) * | 1980-10-14 | 1983-05-31 | Sanders Associates, Inc. | Tripled Nd:YAG Pumped Tm3+ laser oscillator |
| US4653056A (en) * | 1985-05-01 | 1987-03-24 | Spectra-Physics, Inc. | Nd-YAG laser |
| US4879723A (en) * | 1987-07-27 | 1989-11-07 | Amoco Corporation | Intracavity generation of coherent optical radiation of optical mixing |
-
1987
- 1987-08-31 US US07/091,239 patent/US4791631A/en not_active Expired - Fee Related
-
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| CA1288156C (en) | 1991-08-27 |
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