DE4191708C1 - Festkörperlaser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Festkörperlaser, umfassend eine laseraktive Einheit mit mindestens zwei sich in einer ersten Richtung erstreckenden Laserverstärkungsvolumina in einem Festkörper, eine jedem Laserverstärkungsvolumen zugeordnete Pumpanordnung zur Anregung desselben und einen Resonator mit mindestens zwei zwischen seinen Resonatorspiegeln angeordne­ ten Anregungsabschnitten in jeweils einem der Laserverstär­ kungsvolumina, in welchen die Strahlenbündel in einer Aus­ breitungsrichtung im Abstand voneinander verlaufen und dabei das jeweilige Laserverstärkungsvolumen in einer Richtung durchsetzen.

Bei allen bisher bekannten Festkörperlasern, wie optisch ge­ pumpten Festkörperstablasern oder Halbleiterlasern, treten Probleme bei der Beherrschung der Verlustwärme auf.

Bei der Verwendung von ungefiltertem Licht aus Gasentla­ dungslampen als Pumpleistungsquelle muß man davon ausgehen, daß beispielsweise im Falle des Nd-Lasers etwa das Dreifache der erzielbaren Laserleistung als Wärme im Festkörperstab verbleibt. Diese Wärme verursacht Temperaturgradienten, die im Einzelfall zum Bruch der Kristalle führen, in jedem Fall aber zu optischen Deformationen. Aus diesen Gründen unterlie­ gen heutige Festkörperlaser einer Leistungsgrenze, die einen Multi-Kilowattbetrieb nicht zuläßt, wenn die Strahlqualität noch gut und wechselnden Betriebsbedingungen anpaßbar sein soll.

Ein weiteres Problem der bekannten optisch angeregten Fest­ körperlaser liegt in der Ausführung der Anregungslichtquelle. Bei einem Lasergesamtwirkungsgrad von einigen Prozenten müssen die Anregungslampen bis zu 100 kW umsetzen, wenn der Laser einige kW Laserleistung abgeben soll. Diese Leistungsumsetzung kann nur in größeren Volumina und Ober­ flächen geschehen. Andererseits muß aber das abgestrahlte Licht auf das aktive Medium gerichtet werden. Letzteres soll das Anregungslicht möglichst vollständig absorbieren, wozu eine Schichtdicke von mehreren mm erforderlich ist.

Dieselben Probleme treten beim Halbleiterlaser auf, wobei zu­ sätzlich noch ein laseraktiver Halbleiterschichtbereich nicht beliebig großvolumig ausgeführt sein kann, wenn eine sinn­ volle Laserverstärkung erreicht werden soll.

Aus der DE 38 29 812 A1 ist ein gattungsgemäßer Festkörperlaser bekannt, welcher mehrere im Abstand voneinander angeordnete Anregungs­ abschnitte mit mehreren Laserverstärkungsvolumina aufweist, wobei die die einzelnen Anregungsabschnitte durchsetzenden Strahlenbündel durch ein Axicon zu einem Gesamtstrahlenbündel aus in sich kohärenten Strahlenbündeln zusammengesetzt werden.

Ferner ist aus der US-Z: "Applied Optics", Vol. 17, No. 6, 15. März 1978, Seiten 936-943 eine Resonatorkonfiguration bekannt, welche ein hohlzylindrisches Strahlungsfeld durch einen Koppelabschnitt zu einem in sich kohärenten Gesamt­ strahlungsfeld koppelt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Festkörperlaser der gattungs­ gemäßen Art derart zu verbessern, daß dieser zur Erzeugung eines in sich kohärenten Gesamtstrahlenbündels mit hoher Leistung geeignet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Festkörperlaser der eingangs be­ schriebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale der An­ sprüche 1 oder 2 gelöst.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß mit dieser Lösung die Möglichkeit geschaffen ist, daß man die Strahlenbündel der einzelnen Anregungsabschnitte in Teilstrahlungsfelder abbildet, die sich ihrerseits im Quer­ schnitt addieren und dadurch ein Gesamtstrahlungsfeld er­ geben, in welchem über alle Teilstrahlungsfelder hinweg ko­ härente Strahlung vorliegt. Dadurch kann die Verstärkung von mindestens zwei Laserverstärkungsvolumina zur Erzeugung eines in sich kohärenten Gesamtstrahlungsfeldes mit großer Laser­ leistung herangezogen werden.

Die Ausbildung des optischen Elements gemäß Anspruch 1 der­ art, daß das optische Element das jeweilige Teilstrahlungs­ feld so in das Strahlenbündel abbildet, daß letzteres gegen­ über dem Teilstrahlungsfeld in einer Querschnittsrichtung verschmälert ist, erlaubt es, auch das Laserverstärkungs­ volumen in Anpassung an die Dimensionen des Strahlenbündels in dieser Richtung schmäler auszubilden.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung gemäß Anspruch 2 ist es nicht zwingend notwendig, daß sämtliche Teilstrahlungsfelder des Gesamtstrahlungsfeldes in ein Strahlenbündel eines der Anregungsabschnitte abgebildet werden, sondern es ist auch ausreichend, lediglich einzelne der Teilstrahlungsfelder des Gesamtstrahlungsfeldes in ein Strahlenbündel eines der An­ regungsabschnitte abzubilden, während die anderen Teilstrah­ lungsfelder des Gesamtstrahlungsfeldes keine derartige Abbil­ dung erfahren, sondern von dem optischen Element zurückre­ flektiert werden. Erforderlich ist jedoch auf jeden Fall, daß alle Teilstrahlungsfelder in dem Gesamtstrahlungsfeld unter­ einander kohärent sind.

Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, wenn die Teil­ strahlungsfelder ein in Querschnittsrichtung zusammenhängen­ des Gesamtstrahlungsfeld bilden.

Im Rahmen der bisherigen Beschreibung der erfindungsgemäßen Lösung wurde die Dimensionierung der laseraktiven Einheit nicht näher spezifiziert. Es lassen sich jedoch besonders vorteilhafte Bauformen des erfindungsgemäßen Festkörperlasers dann erreichen, wenn die laseraktive Einheit in der Quer­ schnittsrichtung eine Breite aufweist, welche maximal einer Breite des von dem optischen Element auf das Strahlenbündel abgebildeten Teilstrahlungsfeldes in dieser Richtung beträgt. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, ein Teilstrahlungsfeld in einen Anregungsabschnitt abzu­ bilden, ohne den Verlauf des daneben liegenden Teilstrah­ lungsfeldes zu stören.

Dies ist beispielsweise dadurch möglich, daß man ein Teil­ strahlungsfeld in das Strahlenbündel eines Anregungsab­ schnitts abbildet und das daneben liegende Teilstrahlungsfeld neben dem Anregungsabschnitt weiterlaufen läßt. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Lösung erwiesen, bei welchem die optischen Elemente nebeneinander liegender Anregungsabschnitte aneinander an­ schließen und unmittelbar aneinander′ anschließende Teilstrah­ lungsfelder im wesentlichen lückenlos in die im Abstand nebeneinander liegenden Strahlenbündel abbilden.

Vorzugsweise ist bei derartigen Ausführungsformen, bei wel­ chen das Strahlenbündel gegenüber dem Teilstrahlungsfeld in der einen Querschnittsrichtung verschmälert ist, vorgesehen, daß die laseraktive Einheit in dieser Querschnittsrichtung neben dem Laserverstärkungsvolumen angeordnete Versorgungs­ elemente für dieses aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung ist dabei so aufgebaut, daß das Gesamtstrahlungsfeld durch die optischen Elemente lückenlos in die Strahlenbündel der An­ regungsabschnitte abgebildet ist.

Hinsichtlich der Ausbildung der optischen Elemente wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Die optischen Elemente sind vorzugsweise so ausgebildet, daß sie eine Zylinderoptik umfassen, insbesondere dann, wenn die optischen Elemente das Teilstrahlungsfeld in ein in einer Querschnittsrichtung verschmälertes Strahlenbündel abbilden.

Die optischen Elemente können dabei als Reflektoren oder als Linsen ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich bei den optischen Elementen um zylindrische Linsen.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn jedes optische Element paral­ lele Strahlen des Gesamtstrahlungsfeldes in quasi parallele Strahlen des Strahlenbündels abbildet, so daß insbesondere ein Gesamtstrahlungsfeld mit im wesentlichen parallelem Strahlenverlauf in ein Strahlenbündel mit ebenfalls im wesentlichen parallelen Strahlenverlauf abgebildet ist.

Da die erfindungsgemäße Idee darauf basiert, daß die Anre­ gungsabschnitte im Abstand voneinander angeordnet sind, ist darin vorzugsweise auch miteingeschlossen, daß die Laserver­ stärkungsvolumina einen Abstand voneinander aufweisen.

Eine besonders vorteilhafte geometrische Konfiguration sieht dabei vor, daß die Laserverstärkungsvolumina in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind.

Vorzugsweise ist dabei die Lösung so konzipiert, daß die unterschiedliche Laserverstärkungsvolumina durchsetzenden Strahlenbündel parallel zueinander verlaufen. Damit wird insbesondere ein sehr kompakter Aufbau des erfindungsge­ mäßen Festkörperlasers erreicht.

Da bei Hochleistungslasern mit möglichst hohen Pumplei­ stungen im Laserverstärkungsvolumen gearbeitet werden muß, ist eine Kühlung des Laserverstärkungsvolumens zweckmäßig, wobei diese Kühlung möglichst effektiv gestaltet ist. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn jedes Laserver­ stärkungsvolumen auf mindestens einer parallel zum Strah­ lenbündel verlaufenden Seite gekühlt ist. Noch besser ist es dabei, wenn jedes Laserverstärkungsvolumen auf gegen­ überliegenden Seiten gekühlt ist.

Vorzugsweise übernehmen dabei die eingangs erwähnten Ver­ sorgungselemente die Kühlung des Laserverstärkungsvolumens.

Insbesondere bei nebeneinander angeordneten Laserver­ stärkungsvolumina ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Seite, auf welcher eine Kühlung des Laserverstär­ kungsvolumens erfolgt die dem benachbarten Laserverstär­ kungsvolumen zugewandte Seite ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn diese Seite des Laserverstär­ kungsvolumens eine größere Oberfläche aufweist als die dem benachbarten Laserverstärkungsvolumen abgewandte Seite, da dann eine effektivere und insbesondere auch gleichmäßigere Kühlung bei dieser Lösung möglich ist.

Darüber hinaus wurden bei den bislang beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen keine Angaben dazu gemacht, von welcher Seite her eine Anregung des Laserverstärkungsvolumens erfolgen soll. So ist es besonders vorteilhaft, wenn jedes Laserver­ stärkungsvolumen von mindestens einer parallel zum Strahlen­ bündel verlaufenden Anregungsseite her anregbar ist.

Noch optimaler ist die Anregung, wenn jedes Laserverstär­ kungsvolumen von zwei gegenüberliegenden Anregungsseiten her anregbar ist.

Die Anregungsseite kann so gewählt werden, daß sie die dem benachbarten Laserverstärkungsvolumen abgewandte Seite ist, insbesondere bei einem Halbleiterlaser ist es jedoch von Vor­ teil, wenn die Anregungsseite die dem benachbarten Laserver­ stärkungsvolumen zugewandte Seite ist.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, daß in jedem Laserverstärkungsvolumen mindestens ein von dem jeweiligen Strahlenbündel durchsetzter laser­ aktiver Bereich vorgesehen ist.

Ferner sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß der Resonator einen Koppelabschnitt aufweist, in welchen die Strahlenbündel der Anregungsabschnitte als - insbesondere parallel zueinander - im Abstand voneinander verlaufende äußere Teilstrahlungsfelder eintreten und welcher die An­ regungsabschnitte durch Versetzen der äußeren Teilstrahlungs­ felder in der durch diese definierten Ebene zu einer - insbesondere zu den äußeren Teilstrahlungsfeldern paralle­ len - zwischen diesen liegenden Koppelachse hin über diese Koppelachse hinweg miteinander koppelt, und daß die Laserver­ stärkungsvolumina auf einer längs des Strahlenbündels verlau­ fenden Seitenfläche gekühlt sind und von einer längs des Strahlenbündels verlaufenden Seitenfläche mit der Pumpan­ ordnung anregbar sind.

Mit dieser Lösung wird somit die Möglichkeit geschaffen, mindestens zwei Laserverstärkungsvolumina in vorteilhafter­ weise miteinander zu koppeln, wobei in diesen beiden Laser­ verstärkungsvolumina die Verlustwärme besser beherrschbar und die Anregung für hohe Leistungen in einfacher Weise möglich ist. Dies erreicht man beispielsweise dadurch, daß die Laserverstärkungsvolumina auf mindestens einer Seite gekühlt werden und auf einer nicht gekühlten Seite von der Hoch­ leistungsquelle bestrahlt sind. Dies schafft die Möglichkeit, auf den Seiten, auf denen eine Kühlung erfolgt, diese Kühlung möglichst effektiv zu gestalten, um die Verlustwärme besser als bei den bisherigen Lösungen abführen zu können. Dies er­ laubt ferner, auch mit höheren Pumpleistungen das Laserver­ stärkungsvolumen anzuregen. Schließlich wird durch die Ver­ wendung mindestens zweier Laserverstärkungsvolumina die Mög­ lichkeit geschaffen, eine kompakte Bauweise, insbesondere eine kompakte Baulänge, zu verwenden und dennoch über eine große Fläche die Pumpleistung einzukoppeln und die Verlustwärme abzuführen.

Im Rahmen der bislang beschriebenen Ausführungsbeispiele wurde nicht näher darauf eingegangen, wie der Koppelabschnitt im einzelnen aufgebaut sein soll. Eine besonders gute Kopplung im Koppelabschnitt ist dann möglich, wenn der Kop­ pelabschnitt den Strahlenverlauf eines instabilen Resonators aufweist.

Ferner läßt sich eine besonders vorteilhafte kompakte Geome­ trie mit möglichst guten Abbildungseigenschaften dann errei­ chen, wenn die äußeren Teilstrahlungsfelder symmetrisch zu der Koppelachse liegen.

Hinsichtlich der Ausbildung der Spiegel des Koppelabschnitts ist es besonders zweckmäßig, wenn der Koppelabschnitt einen zu der Koppelachse hin reflektierenden Spiegel und einen von der Koppelachse weg reflektierenden Spiegel aufweist, die sich dabei so ergänzen, daß durch die beiden Spiegel die äußeren Teilstrahlungsfelder in Richtung auf die Koppelachse parallel versetzt und zu dieser hin abgebildet werden.

Im einfachsten Fall ist dabei vorgesehen, daß der zur Koppel­ achse hin reflektierende Spiegel mit seinem aktiven Bereich über den aktiven Bereich des von der Koppelachse weg reflek­ tierenden Spiegels in radialer Richtung von der Koppelachse weg übersteht und in diesem überstehenden Bereich von den äußeren Teilstrahlungsfeldern beaufschlagt ist.

Geometrisch vorteilhafte Lösungen sehen dabei vor, daß der Koppelabschnitt einen konvexen und einen konkaven Resona­ torspiegel aufweist.

Vorzugsweise sind, zur Erreichung möglichst einfacher geometrischer Verhältnisse, die Resonatorspiegel im Koppelabschnitt konfokal ausgebildet und angeordnet.

Im Rahmen der Erläuterung der bislang beschriebenen Aus­ führungsbeispiele wurde nicht näher darauf eingegangen, mit welchen Spiegeln die Anregungsabschnitte ausgestattet sind. So sieht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel vor, daß die Anregungsabschnitte auf jeder dem Koppelabschnitt abgewandten Seite durch Endspiegel abgeschlossen sind.

Vorzugsweise reflektieren diese Endspiegel die Strahlen­ bündel in den Anregungsabschnitten in den Koppelabschnitt hinein, wobei diese bei Verwendung eines zur Koppelachse hin reflektierenden Spiegels im Koppelabschnitt auf diesen treffen, während sich der von der Koppelachse weg reflek­ tierende Spiegel zwischen den von den Anregungsabschnitten kommenden Strahlenbündeln und vorzugsweise bis an diese heran erstreckt.

Im Rahmen der bislang beschriebenen Ausführungsbeispiele wurde nicht näher darauf eingegangen, wie eine Auskopplung der Laserstrahlung aus dem Resonator erfolgen soll. So sieht eine vorteilhafte Möglichkeit vor, daß einer der Endspiegel halbdurchlässig ist. Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, daß beide Endspiegel halb durchlässig sind.

Prinzipiell können die Endspiegel spiegelflächig ausge­ bildet sein. Da jedoch die Strahlenbündel der Anregungsab­ schnitte sich über eine erhebliche Länge erstrecken und bereits durch Beugungseffekte ein Strahlenbündel mit parallelem Strahlenverlauf im Koppelabschnitt sich später aufweitet, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Endspiegel eine eine Aufweitung des Strahlenbündels im Anregungsab­ schnitt kompensierende und die vom Koppelabschnitt kom­ mende Strahlung in sich zurückreflektierende Krümmung aufweist. Damit läßt sich mit dem Endspiegel auch die Aufweitung der Strahlenbündel in den Anregungsabschnitten kompensieren und somit erreichen, daß der Resonator leistungsfähiger wird.

Im Falle zweier Anregungsabschnitte ist die konstruktiv einfachste Lösung die, getrennte Endspiegel zu verwenden. Sollten jedoch die Endspiegel stabil gehalten sein, so ist es insbesondere bei Verwendung einer Vielzahl von Anre­ gungsabschnitten vorteilhaft, wenn die die Anregungsab­ schnitte abschließenden Endspiegel zu einem Spiegelring zusammengefaßt sind.

Wenn dann zweckmäßigerweise, wie vorstehend beschrieben, die Endspiegel noch eine Krümmung aufweisen sollen, um eine Aufweitung der Strahlenbündel in den Anregungsab­ schnitten zu kompensieren, ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Spiegel torusförmig geformt ist.

Eine besonders vorteilhafte und geometrisch von den Ab­ bildungseigenschaften her wünschenswerte Führung der Strahlenbündel in dem Koppelabschnitt ist dann erreichbar, wenn die Koppelachse die Symmetrieachse der Resonatorspie­ gel des Koppelabschnitts ist.

Im Falle der Verwendung lediglich zweier Anregungsab­ schnitte ist aus Gründen der Einfachheit und insbesondere auch der vorteilhaften Strahlform des austretenden Laser­ strahls zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Resonator­ spiegel des Koppelabschnitts zylinderförmige Spiegel­ flächen aufweisen, wobei insbesondere in diesem Fall der Resonator ein Zylinderresonator mit konfokal angeordneten Spiegeln ist.

Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung, insbesondere zur Steigerung der Leistung bei trotzdem vorteilhafter Abfüh­ rung der Verlustwärme ist es vorteilhaft, wenn mehrere, jeweils in unterschiedliche, durch die Koppelachse verlau­ fende Ebenen angeordnete äußere Strahlenbündel vorgesehen sind, die sich in jeweils entsprechenden Anregungsab­ schnitten fortsetzen.

Vorzugsweise sind dabei die Ebenen in konstanten Winkelab­ ständen voneinander angeordnet, so daß die äußeren Strah­ lenbündel in Azimutalrichtung um die Koppelachse umlaufend konstante Abstände voneinander aufweisen.

In diesem Fall sind vorzugsweise die Resonatorspiegel des Koppelabschnitts so geformt, daß sie sphärische Spiegel­ flächen aufweisen und rotationssymmetrisch um die Koppel­ achse herum verlaufen.

Eine besonders geometrisch vorteilhafte Anordnung sieht vor, daß die äußeren Strahlenbündel, bezogen auf die Koppelachse, Kreisringsegmente bilden.

Sofern die äußeren Teilstrahlungsfelder, die sich in den Strahlenbündeln der Anregungsabschnitte fortsetzen, in Azimu­ talrichtung um die Koppelachse herum Abstände voneinander aufweisen, ist es, um eine möglichst gute Kopplung aller äußeren Teilstrahlungsfelder miteinander im Koppelabschnitt zu erreichen, besonders vorteilhaft, wenn der Koppelabschnitt in den Kreisringsegmenten, in denen keine von den Anre­ gungsabschnitten kommenden äußeren Teilstrahlungsfelder ein­ treffen, durch rückreflektierende Spiegel abgeschlossen sind. Die rückreflektierenden Spiegel dienen dazu, den Kop­ pelabschnitt in Azimutalrichtung vollständig abzuschließen, so daß die Ausbildung eines Strahlenverlaufs radialsymme­ trisch zur Koppelachse in alle Richtungen möglich ist, wo­ durch sämtliche Richtungen über die Koppelachse miteinander gekoppelt werden.

Im einfachsten Fall ist bei den rückreflektierenden Spiegeln vorgesehen, daß diese im wesentlichen ebene Spiegel sind und somit in gleicher Weise wie die Endspiegel der Anregungsab­ schnitte die entstehenden Strahlen zurückreflektieren.

Vorzugsweise sind dabei die rückreflektierenden Spiegel so angeordnet, daß sie in Ausbreitungsrichtung der Strahlung koppelabschnittseitig vor den Festkörperstäben angeordnet sind, um die Möglichkeit zu schaffen, die Zwischenräume zwischen den Festkörperstäben zu deren Kühlung zu nutzen.

Besonders vorteilhaft ist eine Lösung, bei welcher die rück­ reflektierenden Spiegel unmittelbar in Höhe eines der Spiegel des Koppelabschnitts, vorzugsweise des von der Koppelachse wegreflektierenden Spiegels, angeordnet sind.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ins­ besondere zur Verbesserung der Kopplung der äußeren Strahlen­ bündel und zum Erreichen einer optimalen kompakten Bauweise vorgesehen, daß die Summe aller äußeren Strahlenbündel im wesentlichen einen geschlossenen Kreisring im Koppelabschnitt bilden, so daß die rückreflektierenden Spiegel entfallen können.

Insbesondere bei dem Vorsehen von mehr als zwei Anregungsab­ schnitten hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Anre­ gungsabschnitte jeweils axialsymmetrisch um eine Achse ange­ ordnet sind.

Ferner sind aus Gründen der Vereinfachung der Bauweise, ins­ besondere einer kompakten Bauweise, die Anregungsabschnitte so ausgerichtet, daß sie parallel zueinander verlaufen.

Um korrekte Abbildungsverhältnisse zwischen dem Koppelab­ schnitt und den Anregungsabschnitten herzustellen, ist vor­ zugsweise zwischen dem Koppelabschnitt und den Anregungsab­ schnitten ein die äußeren Teilstrahlungsfelder auf die Strahlenbündel in den Anregungsabschnitten abbildendes optisches Element vorgesehen.

Zweckmäßigerweise umfaßt das optische Element eine Zylin­ deroptik, wobei insbesondere die Zylinderoptik so ausgebildet ist, daß eine Zylinderachse der Zylinderoptik in radialer Richtung verläuft.

Eine derartige Zylinderoptik schafft die Möglichkeit, den Koppelabschnitt in azimutaler Richtung möglichst optimal aus­ zunützen und andererseits möglichst große azimutale Abstände zwischen den Laserverstärkungsvolumina zu erreichen, nämlich dann, wenn die Zylinderoptik ein zylinderoptisches Kreis­ ringsegment aufweist, welches jeweils das ein Kreisringseg­ ment bildende äußere Teilstrahlungsfeld im Koppelabschnitt auf ein in Azimutalrichtung zur Koppelachse schmäleres Strahlenbündel im Anregungsabschnitt abbildet.

Vorzugsweise wird dabei das Strahlenbündel im Anregungsab­ schnitt in Azimutalrichtung mit einer Breite versehen, die maximal einer Breite des Laserverstärkungsvolumens in dieser Richtung entspricht.

Eine besonders bevorzugte Lösung im Sinne der Erfindung liegt dann vor, wenn die zylinderoptischen Kreisringsegmente sich zu einem Kreisring ergänzen und wenn dieser Kreisring aus zylinderoptischen Kreisringsegmenten in der Lage ist, einen durch die äußeren Teilstrahlungsfelder im Koppelabschnitt geschlossenen Kreisring auf eine Vielzahl von in Azimutal­ richtung einen Abstand voneinander aufweisenden Strahlen­ bündel im Anregungsabschnitt abzubilden, so daß einerseits im Koppelabschnitt ein zylindersymmetrischer Strahlenverlauf zur Koppelachse vorliegt, andererseits in den Anregungsab­ schnitten die Strahlenbündel in Azimutalrichtung Abstände aufweisen, die die Möglichkeit schaffen, die Laserverstär­ kungsvolumina im Bereich dieser Zwischenräume zu kühlen.

Bei einem bislang beschriebenen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung wurde nicht im einzelnen darauf eingegangen, wie die Laserverstärkungsvolumina angeordnet und ausgebildet sind.

So sieht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel vor, daß die Laserverstärkungsvolumina parallel zueinander ausgerichtet sind.

Insbesondere aus strahloptischen Gründen ist zweckmäßiger­ weise vorgesehen, daß die Laserverstärkungsvolumina eine identische Form aufweisen. Die Geometrie der Laserverstär­ kungsvolumina kann grundsätzlich beliebig gewählt sein. So wäre beispielsweise ein runder oder ovaler Querschnitt denkbar. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, die Laser­ verstärkungsvolumina als längliche Blättchen auszubilden.

Darüber hinaus ist es aus Gründen einer möglichst gleich­ mäßigen Verstärkung vorteilhaft, wenn die Laserverstär­ kungsvolumina aus identischem Material sind.

Besonders vorteilhaft hat sich jedoch eine Geometrie der Laserverstärkungsvolumina erwiesen, bei welcher die Laser­ verstärkungsvolumina zwei einander gegenüberliegende Breitseiten aufweisen, wobei vorzugsweise ein Abstand der Breitseiten so gewählt ist, daß eine optimale Wärmeablei­ tung der Verlustwärme aus den Laserverstärkungsvolumina in Richtung der Breitseiten erfolgen kann.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Laserverstär­ kungsvolumina zwei einander gegenüberliegende Schmalseiten aufweisen, wobei der Abstand der Schmalseiten so gewählt ist, daß er im wesentlichen in der Größenordnung einer Eindringtiefe der Pumpleistung liegt, so daß über die Schmalseiten eine Einkopplung der Pumpleistung vorzugs­ weise erfolgt.

Bei allen vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Lösungen wurde nicht näher spezifiziert, von welcher Art das Laserverstärkungsvolumen sein soll. Bei einem vorteil­ haften Ausführungsbeispiel ist das Laserverstärkungs­ volumen von einem Festkörperstab gebildet.

Vorzugsweise ist dieser Festkörperstab optisch anregbar, wobei insbesondere die Pumpanordnung den Festkörperstab von einer Seite her bestrahlt.

Besonders einfach hat sich ein Ausführungsbeispiel erwiesen, bei welchem auf einer Schmalseite die Pump­ leistung auftrifft.

In diesem Fall ist es dann ebenfalls von Vorteil, wenn mindestens eine Breitseite gekühlt ist.

Vorzugsweise sind die Breitseiten ebene Flächen. Außerdem ist es ebenfalls zweckmäßig, auch die Schmalseiten, insbe­ sondere die Schmalseite, auf welcher die Pumpleistung auf­ trifft, als ebene Flächen auszubilden.

Im einfachsten Fall ist es vorteilhaft, wenn dabei die Festkörperstäbe einen im wesentlichen viereckigen Quer­ schnitt aufweisen, bei welchem die beiden Breitseiten im wesentlichen senkrecht zu den beiden Schmalseiten ver­ laufen.

Eine besonders vorteilhafte Kühlung des Festkörperstabs ist dann möglich, wenn der Festkörperstab auf beiden Breitseiten gekühlt ist. Eine optimale Kühlung des Fest­ körperstabs ist dann möglich, wenn der Festkörperstab zusätzlich noch auf einer Schmalseite gekühlt und somit lediglich auf einer Schmalseite eine Einkopplung der Pump­ leistung erfolgt.

Bezüglich der Art der Kühlung wurde zu den bislang be­ schriebenen Ausführungsbeispielen nichts näheres ausge­ führt. So hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Festkörperstäbe durch Kontakt mit einem fließ­ freien Material kühlbar sind, das heißt, daß eine Kühlung durch direkten Wärmekontakt einer elastischen oder plas­ tischen Masse oder einem starren Körper erfolgt, wobei bei Verwendung eines starren Körpers als Kühlkörper auch eine elastische oder plastische Masse als Wärmeübertragungs­ medium zwischen dem Kühlkörper und dem Festkörperstab dienen kann.

Ganz generell ist es bei Verwendung einer derartigen Kontaktkühlung von Vorteil, wenn die Festkörperstäbe auf ihren einander zugewandten Seiten kühlbar sind, so daß die Festkörperstäbe auf ihren einander abgewandten Seiten beispielsweise von der Pumpleistung beaufschlagt werden können.

Insbesondere bei der Anordnung der Anregungsabschnitte axial symmetrisch zu einer Achse ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Festkörperstäbe auf einer ungefähr in Richtung zu einer Radiusrichtung der Achse verlaufenden Seite gekühlt sind.

Erfindungsgemäß ist die vorteilhafteste Kühlung dadurch möglich, daß die Festkörperstäbe durch Kontakt mit einem Kühlkörper gekühlt sind, wobei vorzugsweise der Kühlkörper auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Festkör­ perstabs anliegt.

Um in diesem Fall ein Wärmeübertragungsmedium in Form eines elastischen oder plastischen Materials zu vermeiden, ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Kühlkörper an dem Festkörperstab mit Preßsitz anliegt, wobei vorzugsweise der Preßsitz durch das Anliegen an den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Festkörperstabs geschaffen wird.

Prinzipiell wäre es möglich, jedem Festkörperstab einen eigenen Kühlkörper zuzuordnen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Kühlkörper zwischen den Festkörper­ stäben der jeweils zueinander gehörenden Anregungsab­ schnitte liegt.

Ferner schafft der Kühlkörper auch die Möglichkeit, diesen so auszubilden, daß er die Festkörperstäbe trägt, so daß eine Fixierung der Festkörperstäbe durch zusätzliche Haltemittel nicht erforderlich ist, sondern über diese Haltemittel gleichzeitig auch die Kühlung des Festkörper­ stabes erfolgt.

Eine besonders bevorzugte Lösung sieht dabei vor, daß der Festkörperstab mit beiden Breitseiten und einer Schmal­ seite in einer Nut des Kühlkörpers sitzt.

Hinsichtlich des Materials, aus dem der Kühlkörper ausge­ bildet sein soll, wurden bislang ebenfalls keine näheren Angaben gemacht. So ist -es vorteilhaft, wenn der Kühlkör­ per aus einem Material guter Wärmeleitfähigkeit herge­ stellt ist, vorzugsweise wenn der Kühlkörper ein Metall­ körper ist.

Um den Kühlkörper auf einer konstanten Temperatur zu halten, ist es günstig, wenn der Kühlkörper von einem Kühlmedium durchströmt ist.

Die Beaufschlagung der Festkörperstäbe mit der Pump­ leistung wurde bei den vorstehend beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen nicht im einzelnen erläutert. So sieht eine besonders bevorzugte Lösung vor, daß die Festkörper­ stäbe auf ihren einander abgewandten Seiten mit Pump­ leistung beaufschlagbar sind. Eine derartige Lösung bildet die optimalen geometrischen Möglichkeiten, um möglichst viel Pumpleistung in die Festkörperstäbe zu bringen. Dies wird bei all den Ausführungsformen, bei welchen die Anre­ gungsabschnitte achssymmetrisch um eine Achse angeordnet sind, dadurch erreicht, daß die Festkörperstäbe auf einer im wesentlichen quer zu einer Radiusrichtung der Achse verlaufenden Seitenfläche von der Pumpleistungsquelle bestrahlt sind. Einerseits würde dies die Möglichkeit schaffen, die Festkörperstäbe in radialer Richtung zu der Achse von dieser weg mit Pumpleistung zu beaufschlagen oder in radialer Richtung zu dieser Achse auf diese zu. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Festkörperstäbe in radialer Richtung der Achse auf diese zu mit der Pumpleistung zu beaufschlagen.

Darüber hinaus ist bei all den Ausführungsbeispielen, bei welchen die Festkörperstäbe durch den Kühlkörper gekühlt sind, eine vorteilhafte Beaufschlagung der Festkörperstäbe mit der Pumpleistung dann möglich, wenn jeder Festkörper­ stab auf seiner von dem Kühlkörper nicht umfaßten Seiten­ fläche von der Pumpleistung beaufschlagt ist.

In Verbindung mit der Anordnung des Kühlkörpers ist die vorteilhafteste geometrische Anordnung von Kühlkörper und Pumpleistungsquelle so, daß der Kühlkörper von der Pump­ leistungsquelle umgeben ist. In diesem Fall ist zweck­ mäßigerweise die Pumpleistungsquelle so ausgebildet, daß sie in im wesentlichen radialer Richtung auf den Kühlkör­ per strahlt.

Um die Pumpleistung möglichst effektiv in die Festkörper­ stäbe einkoppeln zu können, ist es günstig, wenn für die Pumpleistung auf die Festkörperstäbe konzentrierende Ele­ mente vorgesehen sind.

Diese konzentrierenden Elemente sind vorzugsweise so aus­ gebildet, daß sie von der Pumpleistungsquelle in einen Raumwinkel abgestrahlte elektromagnetische Strahlung auf die Festkörperstäbe umlenken.

Eine Möglichkeit, derartige konzentrierende Elemente vor­ zusehen wäre die, zwischen den Pumpleistungsquellen und den Festkörperstäben eine Brechungsoptik, beispielsweise in Form einer Zylinderlinse, vorzusehen.

Noch vorteilhafter ist es jedoch, wenn die konzentrieren­ den Elemente Reflektoren sind, die einmal auf einer dem jeweiligen Festkörperstab gegenüberliegenden Seite der Pumpleistungsquelle angeordnet sein können oder auch zwischen der Pumpleistungsquelle und dem jeweiligen Fest­ körperstab.

Eine besonders gute Kombination der konzentrierenden Ele­ mente mit dem Kühlkörper sieht vor, daß die Zwischenstege des Kühlkörpers die auf diese auftreffende Pumpleistung zu den Festkörperstäben weiterleiten, wobei die Weiterleitung auf die unterschiedlichste Art und Weise erfolgen kann.

Auch hierbei hat es sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Zwischenstege die Pumpleistung zu den Festkörperstäben reflektierende Flächen aufweisen.

Im einfachsten Fall sind die Zwischenstege dabei so ausge­ bildet, daß sie sich über die Festkörperstäbe hinaus ver­ jüngend erheben, wobei die herstellungstechnisch ein­ fachste Lösung vorsieht, daß die Zwischenstege keilförmig zulaufen.

Hinsichtlich der Art der Ausbildung der Pumpleistungs­ quelle sind ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung die unterschiedlichsten Lösungen denkbar.

So sieht eine besonders bevorzugte Ausführungsform vor, daß die Pumpleistungsquelle die Festkörperstäbe kreisring­ förmig umschließt.

In diesem Fall ist die Pumpleistungsquelle vorzugsweise eine Gasentladungslampe.

Eine derartige Gasentladungslampe kann auf die unterschie­ dlichste Art und Weise betrieben werden. So sieht ein be­ vorzugtes Ausführungsbeispiel vor, daß in der Gasentla­ dungslampe durch ein im wesentlichen radial zu deren Achse verlaufendes Feld eine Gasentladung erzeugt wird.

Es ist aber auch denkbar, in der Gasentladungslampe durch ein azimutal zu deren Achse verlaufendes Feld eine Gasent­ ladung zu erzeugen, wobei dazu die Gasentladungslampe durch Elektroden in Kreisringsegmente unterteilt ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in der Gasentladungs­ lampe durch Hochfrequenz die Gasentladung erzeugbar ist, wobei die Hochfrequenz dann durch in radialer Richtung oder in azimutaler Richtung beabstandete Elektroden anleg­ bar ist.

Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, anstelle der Verwendung von Elektroden die Hochfrequenz in Form von Mikrowellen in die Gasentladungslampe einzukoppeln.

Eine weitere Alternative der Einkopplung der Hochfrequenz in die Gasentladungslampe ist eine induktive Einkopplung der Hochfrequenz in die Gasentladungslampe.

Alternativ zum Vorsehen einer einzelnen Pumpleistungs­ quelle ist es aber ebenfalls denkbar, um den Kühlkörper herum eine Vielzahl von Einzelpumpleistungsquellen anzu­ ordnen, wobei insbesondere die Einzelpumpleistungsquellen nebeneinanderliegend vorgesehen sind. Im einfachsten Fall sind die Einzelpumpleistungsquellen ebenfalls Gasentla­ dungslampen, bei denen die Gasentladung vorzugsweise durch Hochfrequenz mit einer der vorstehend genannten Einkop­ plungsarten erzeugbar ist.

Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, die Einzelpump­ leistungsquellen als Laserdiodenreihen auszubilden, die den Vorteil einer auf einen kleinen Raumwinkel konzen­ trierten Abstrahlcharakteristik aufweisen.

Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Variante eines Festkörperlasers mit einem optisch gepumpten Festkörper­ stab ist bei der erfindungsgemäßen Lösung vorzugsweise ebenfalls vorgesehen, daß das Laserverstärkungsvolumen das eines Halbleiterlasers ist, wobei in diesem Fall die laseraktive Einheit von einer Halbleiterlaseranordnung mit üblicherweise bekanntem Aufbau gebildet wird. Bei einem derartigen Halbleiterlaser ist vorgesehen, daß in jedem Laserverstärkungsvolumen mehrere laseraktive Bereiche vor­ gesehen sind. Die laseraktiven Bereiche sind dabei die laserverstärkenden Halbleiterschichtbereiche eines Halb­ leiterlasers.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung eines Halbleiter­ lasers als laseraktive Einheiten ist vorzugsweise vorge­ sehen, daß die laseraktiven Bereiche zwischen Halbleiter­ schichten der einen p-n-Übergang bildenden Pumpanordnung sitzen.

Diese laseraktiven Bereiche sind vorzugsweise leistenför­ mig ausgebildet und insbesondere in Abständen voneinander angeordnet, um die Möglichkeit zu schaffen, diese laser­ aktiven Bereiche mit ausreichender Kühlleistung versorgen zu können.

Eine zweckmäßige Anordnung sieht dabei vor, daß die laser­ aktiven Bereiche parallel zueinander verlaufen.

In diesem Fall sind vorzugsweise in Zwischenräumen zwischen den laseraktiven Bereichen laserinaktive Bereiche angeordnet, so daß in einer Schicht laseraktive und laser­ inaktive Bereiche miteinander abwechseln.

Eine Möglichkeit, einen störungsfreien Verlauf des Strah­ lenbündel in einem derartigen Laseranregungsvolumen zuzu­ lassen, sieht vorzugsweise eine Variante vor, daß die laserinaktiven Bereiche für das Strahlenbündel transparent ausgebildet sind, insbesondere aus transparenten Material sind.

Vorzugsweise werden die laserinaktiven Bereiche dabei als Halbleiterschichtbereiche ausgebildet, allerdings mit einem gegenüber den laseraktiven Bereichen erhöhten Band­ abstand, so daß keine Absorption der Laserstrahlung in den laserinaktiven Bereichen erfolgt.

Da bei einem derartigen Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Lösung das Strahlenbündel nun teilweise laseraktive und teilweise laserinaktive Bereiche durch­ setzt, treten dann Probleme auf, wenn die laserinaktiven Bereiche und die laseraktiven Bereiche nicht dieselben Brechungsindizes aufweisen. In diesem Fall stellt die Anordnung der laseraktiven und der laserinaktiven Bereiche ein Phasengitter für das Strahlenbündel dar. Aus diesem Grund ist es im Falle nicht identischer Brechungsindizes der laseraktiven und der laserinaktiven Bereiche von Vor­ teil, wenn die optische Länge der laseraktiven und der laserinaktiven Bereiche so bemessen ist, daß die diese durchsetzenden Teile des Strahlenbündels dieselbe Phasen­ lage aufweisen, so daß die maximale Intensität in Nullter-Ordnung des Phasengitters liegt.

Alternativ zu der Lösung, bei welcher die laserinaktiven Bereiche aus transparentem Material ausgebildet sind, sieht eine weitere erfindungsgemäße Lösung vor, daß die laserinaktiven Bereiche materialfreie Kanäle sind, so daß keine Probleme mit der Absorption in diesen laserinaktiven Bereichen auftreten können.

Allerdings sind die Brechungsindizes zwischen den laser­ aktiven und den laserinaktiven Bereichen in diesem Fall unterschiedlich, so daß vorteilhafterweise die optische Länge der laseraktiven und der laserinaktiven Bereiche so bemessen ist, daß die diese durchsetzenden Teile des Strahlenbündels sich in der Phase um ein ganzzahliges Vielfaches von 2π unterscheiden.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung ist es zusätzlich noch vorteil­ haft, wenn dasselbe Teilstrahlenbündel, abgebildet als Strahlenbündel, zwei in Ausbreitungsrichtung derselben aufeinanderfolgend angeordnete Laserverstärkungsvolumina zweier laseraktiver Einheiten durchsetzt, so daß hierdurch eine weitere Leistungserhöhung möglich ist.

Vorteilhafterweise sind dabei die laseraktiven Einheiten entweder unmittelbar hintereinander angeordnet oder in Form zweier Anregungsabschnitte, die hintereinander ange­ ordnet sind und zwischen denen wieder eine Abbildung in ein Teilstrahlenbündel erfolgt.

In den Fällen, in denen die laseraktiven Einheiten un­ mittelbar hintereinander angeordnet sind, ist es möglich, daß die laseraktiven und die laserinaktiven Bereiche mit­ einander fluchten. Es ist aber auch möglich, daß die laseraktiven Bereiche versetzt gegeneinander angeordnet sind, so daß beispielsweise ein laserinaktiver Bereich einer laseraktiven Einheit mit dem laseraktiven Bereich der anderen laseraktiven Einheit fluchtet oder die laser­ aktiven Bereiche in der Querrichtung gegeneinander ver­ setzt sind.

Derartige Anordnungen sind insbesondere aber auch bei aufeinanderfolgend angeordneten Anregungsabschnitten vorteilhaft. Zusätzlich ist bei diesen noch eine vorteil­ hafte Variante dadurch möglich, daß die laseraktiven Ein­ heiten um eine zur Ausbreitungsrichtung parallele Achse gegeneinander verdreht, vorzugsweise um einen Winkel von 90° verdreht, angeordnet sind.

Weiterhin sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß mehrere laseraktive Einheiten sandwichartig neben­ einander angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn mehrere laseraktive Einheiten einen laseraktiven Block bilden.

Vorzugsweise ist die Pumpanordnung mit einem Kühlkörper verbunden, so daß die laseraktiven Bereiche vorzugsweise von einander gegenüberliegenden Seiten gepumpt und gekühlt werden.

Zweckmäßigerweise ist der Kühlkörper so aufgebaut, daß er mindestens eine wärmeableitende Schicht aufweist.

Vorzugsweise sind die Pumpanordnung und der Kühlkörper in die laseraktive Einheit integriert und als solche in einem Anregungsabschnitt angeordnet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen­ stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichne­ rischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 einen Schnitt längs Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 4 einen Schnitt längs Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 einen Schnitt längs Linie 5-5 in Fig. 3;

Fig. 6 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 7 einen Teilausschnitt längs Linie 7-7 in Fig. 6;

Fig. 8. eine abgewinkelte ebene Darstellung des Teilaus­ schnitts in Fig. 7;

Fig. 9 einen Schnitt längs Linie 9-9 in Fig. 6;

Fig. 10 einen Teilausschnitt einer Variante des dritten Ausführungsbeispiels und

Fig. 11 einen Schnitt ähnlich Fig. 9 durch eine zweite Variante des dritten Ausführungsbeispiels;

Fig. 12 einen Schnitt ähnlich Fig. 3 durch ein viertes Ausführungsbeispiel;

Fig. 13 einen Schnitt längs Linie 13-13 in Fig. 12;

Fig. 14 eine vergrößerte Schnittdarstellung ähnlich Fig. 13 durch eine laseraktive Einheit;

Fig. 15 eine vergrößerte Draufsicht auf eine Variante einer laseraktiven Einheit;

Fig. 16 eine vergrößerte Draufsicht ähnlich Fig. 15 auf eine weitere Variante einer laseraktiven Einheit;

Fig. 17 eine Draufsicht auf ein fünftes Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 18 einen Schnitt längs Linie 18-18 in Fig. 17;

Fig. 19 eine vergrößerte Darstellung der Bereiche A und B in Fig. 17;

Fig. 20 eine teilweise Darstellung eines Schnitts ähnlich Fig. 18 durch eine Variante des fünften Ausfüh­ rungsbeispiels;

Fig. 21 eine Schnittdarstellung ähnlich Fig. 20 durch eine weitere Variante des fünften Ausführungsbeispiels;

Fig. 22 eine Draufsicht ähnlich Fig. 17 auf ein sechstes Ausführungsbeispiel und

Fig. 23 einen Schnitt längs Linie 23-23 in Fig. 22.

Fig. 24 eine Draufsicht ähnlich Fig. 22 auf ein siebtes Ausführungsbeispiel.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Festkörperlasers, dargestellt in Fig. 1, umfaßt einen als Ganzes mit 12 bezeichneten Resonator, welcher einen ersten Anregungsabschnitt 14 und einen zweiten Anregungsabschnitt 16 aufweist, die beide parallel zueinander und symmetrisch zu einer Achse 18 angeordnet sind und jeweils einen Strah­ lenverlauf mit einem parallelen Strahlenbündel 20 bzw. 22 in ihrer Ausbreitungsrichtung 21 bzw. 23 aufweisen, so daß auch die Strahlenbündel 20 und 22 parallel zueinander und symme­ trisch zur Achse 18 verlaufen. Diese Strahlenbündel 20 bzw. 22 treten jeweils als äußere Teilstrahlungsfelder, im folgen­ den äußere Strahlenbündel 24 bzw. 26 genannt, in einen als Ganzes mit 28 bezeichneten Koppelabschnitt des Resonators 12 symmetrisch zu einer Koppelachse 30 ein und werden in dem Koppelabschnitt durch Reflexion in Richtung der Koppelachse 30 reflektiert, vorzugsweise zur Koppelachse 30 hin abge­ bildet, so daß über die Koppelachse 30 hinweg die Kopplung zwischen den beiden äußeren Strahlenbündeln 24 und 26 zum Gesamtstrahlungsfeld, im folgenden Gesamtstrahlenbündel 31 genannt, erfolgt.

Die beiden äußeren Strahlenbündel 24 und 26 spannen dabei eine durch die Koppelachse 30 hindurch verlaufende Koppel­ ebene auf und werden durch den Koppelabschnitt 28 des Re­ sonators 12 in dieser Koppelebene zur Koppelachse 30 hin reflektiert, um über die Koppelachse 30 hinweg miteinander zum Gesamtstrahlenbündel 31 zu koppeln.

Durch diesen Aufbau des Resonators 12 werden der erste An­ regungsabschnitt 14 und der zweite Anregungsabschnitt 16 vollständig miteinander gekoppelt, so daß sich in diesen beiden Anregungsabschnitten 14 und 16 über den Koppelab­ schnitt 28 hinweg kohärente Laserstrahlung ausbildet.

Vorzugsweise ist der erste Anregungsabschnitt auf einer dem Koppelabschnitt 28 entgegengesetzten Seite durch einen End­ spiegel 32 und der zweite Anregungsabschnitt 16 durch einen Endspiegel 34 abgeschlossen, welche vorzugsweise ebene Spiegel sind, die beide in einer zur Achse 18 senk­ rechten Ebene 36 liegen.

Der Koppelabschnitt 28 ist seinerseits vorzugsweise auf seiner den Anregungsabschnitten 14 und 16 gegenüberlie­ genden Seite durch einen konkaven Spiegel 38 und auf seiner den Anregungsabschnitt 14 und 16 zugewandten durch einen konvexen Spiegel 40 gebildet, wobei der konvexe Spiegel 40 sich zwischen den beiden äußeren Strahlenbün­ deln 24 und 26 erstreckt, die sich als geradlinige Fort­ setzung der Strahlenbündel 20 und 22 in den Koppelab­ schnitt 28 hinein seitlich an den konvexen Spiegel 40 vorbei ausbreiten und auf den konkaven Spiegel 38 treffen, welcher auf den konvexen Spiegel 40 reflektiert, der diese dann wieder zurück zum konkaven Spiegel 38 reflektiert, und zwar parallel zu den äußeren Strahlenbündeln 24 und 26. Damit entsteht insgesamt eine Hin- und Herreflexion der Strahlenbündel 24 und 26 bis diese die Koppelachse 30 erreichen und über diese hinweg in das jeweils andere Strahlenbündel 26 bzw. 24 übergehen.

Der konkave Spiegel 38 und der konvexe Spiegel 40 sind vorzugsweise als die beiden Spiegel eines Zylinderreso­ nators, insbesondere eines konfokalen Zylinderresonators ausgebildet, dessen Resonatorsachse die Koppelachse 30 ist.

Vorzugsweise haben sowohl der konkave Spiegel 38 als auch der konvexe Spiegel 40 jeweils zylinderförmige Spiegelflächen 42 und 44, die in Richtung der Koppelebene gekrümmt sind, senkrecht zur Koppelebene vorzugsweise jedoch nicht gekrümmt sind.

Im Falle eines aus den Spiegeln 38 und 40 gebildeten Zylinderresonators ist die Resonatorachse diejenige Achse, welche senkrecht auf beiden Spiegelflächen 42 und 44 steht.

In den Anregungsabschnitten 14 und 16 ist jeweils ein Festkörperstab 46 bzw. 48 vorgesehen, welcher sich mit einer Längsachse parallel zu einer ersten Richtung 50 bzw. 52 jeweils parallel zur Achse 18 erstreckt, wobei jeder Festkörperstab 46 bzw. 48 von dem jeweiligen Strahlen­ bündel 20 bzw. 22 vollständig durchsetzt ist.

Zur Auskopplung der Laserstrahlung aus dem Resonator 12 ist beispielsweise der Endspiegel 32 als halbdurchlässiger Spiegel ausgebildet, welcher somit das Strahlenbündel 20 nur teilweise reflektiert und einen Auskoppelstrahl 54 austreten läßt, welcher durch eine Zylinderoptik 56 zu einem Strahl mit einem quadratischen Querschnitt aufge­ weitet wird.

Es ist aber auch denkbar, sowohl den Endspiegel 32 als auch den Endspiegel 34 halbdurchlässig auszubilden und zwei Auskoppelstrahlen aus dem Resonator 12 austreten zu lassen, wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Festkörperstäbe 46 und 48 als Stäbe mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet, wobei jeder Festkörperstab zwei einander gegenüberliegende Breitseiten 60 und 62 sowie zwei einander gegenüberliegende Schmalseiten 64 und 66 aufweist, welche erfindungsgemäß jeweils durch ebene Flächen gebildet werden, wobei die Breitseiten 60 und 62 jeweils senkrecht zu den Schmalseiten 64 und 66 verlaufen.

Jeder Festkörperstab 46 und 48 ist nun seinerseits in einem als Ganzes mit 68 bezeichneten Kühlkörper gehalten, welcher jeden Festkörperstab 46 bzw. 48 auf beiden Breit­ seiten 60 und 62 und vorzugsweise auch noch auf der Schmalseite 66, welche der Achse 18 zugewandt liegt, über­ greift und wärmekontaktierend an den beiden Breitseiten 60 und 62 und vorzugsweise auch noch an der Schmalseite 66 anliegt.

Mit der Schmalseite 64, welche der Achse 18 abgewandt liegt, ist jeder der Festkörperstäbe 46 und 48 einer als Pumpleistungsquelle dienenden Lichtquelle 70 bzw. 72 zuge­ wandt. Im einfachsten Fall handelt es sich bei den Licht­ quellen 70 und 72 um Gasentladungslampen. Jeder der Fest­ körperstäbe 46, 48 bildet mit der jeweiligen Lichtquelle 70 bzw. 72 eine laseraktive Einheit 73.

Diese Lichtquellen 70 und 72 sind vorzugsweise so aufge­ baut, daß sie ihr Licht in Form von Pumpstrahlung 74 bzw. 76 im wesentlichen in Richtung der Schmalseite 64 ab­ strahlen, so daß die Pumpstrahlung über die jeweilige Schmalseite 64 in den jeweiligen Festkörperstab 46 bzw. 48 eindringen kann, wobei vorzugsweise der Abstand der Schmalseite 64 von der Schmalseite 66 in der Größenordnung der Eindringtiefe der Pumpstrahlung 74 bzw. 76 gewählt ist, um zu erreichen, daß die Pumpstrahlung 74 bzw. 76 den Festkörperstab 46 bzw. 48 über seine ganze Ausdehnung in Richtung der Breitseiten 60 und 62 durchdringt und somit im wesentlichen vollständig anregt.

Um von den Lichtquellen 70 und 72 kommende divergente Pumpstrahlung 74 bzw. 76 ebenfalls möglichst weitgehend zur Anregung des jeweiligen Festkörperstabs 46 bzw. 48 auszunutzen, ist der Kühlkörper 68 noch zusätzlich mit Reflektorflächen 78 bzw. 80 versehen, welche ausgehend von jedem Festkörperstab erfindungsgemäß in Höhe der jewei­ ligen Schmalseite 64 an den jeweiligen Breitseiten 60 bzw. 62 beginnend, von der Achse 18 mit zunehmendem Abstand voneinander wegerstrecken und vorzugsweise im spitzen Winkel und symmetrisch zu einer Mittelebene 82 verlaufen, welche ihrerseits sowohl durch die Achse 18 als auch durch die Lichtquelle 70 sowie den jeweiligen Festkörperstab 46 bzw. 48 mittig hindurch verläuft. Durch diese sich auf­ weitenden Reflektorflächen 78 bzw. 80 wird auch noch sich im spitzen Winkel zur Mittelebene 82 sich ausbreitende Pumpstrahlung 74 zum jeweiligen Festkörperstab 46 bzw. 48 hin reflektiert und somit zur Anregung desselben verwendet.

Der Abstand der Breitseiten 60 und 62 wird entsprechend der Wärmeleitfähigkeit der Festkörperstäbe 46 bzw. 48 gewählt, und zwar so, daß die aus diesen Festkörperstäben 46 bzw. 48 abzuführende Wärme so schnell abgeleitet werden kann, daß sie zu keiner übermäßigen Aufheizung der Fest­ körperstäbe 46 bzw. 48 führt und somit die bekannten Pro­ bleme, bedingt durch die Wärmeausdehnung der Festkörper­ stäbe 46 und 48, nicht mehr auftreten.

Um einen optimalen Wärmeübergang von den Breitseiten 60 und 62 auf den Kühlkörper 68 zu erreichen, sind vorzugs­ weise die Festkörperstäbe 46 bzw. 48 in den Kühlkörper zwischen zwei Seitenstege 84 bzw. 86 desselben einge­ klemmt, welche somit mit Druck auf den Breitseiten 60 und 62 aufliegen. Die Wärmeleitfähigkeit zwischen den Fest­ körperstäben 46 und 48 kann zusätzlich noch dadurch ver­ bessert werden, daß zwischen die Seitenstege 84 und 86 sowie die Breitseiten 60 und 62 noch ein Wärmeleitmittel, beispielsweise eine Wärmeleitpaste, eingebracht wird.

In gleicher Weise kann ein möglichst optimaler Wärme­ kontakt zwischen der Schmalseite 66 und dem Kühlkörper 68 hergestellt werden. Vorzugsweise ist hierzu zwischen den Seitenstegen 84 und 86 eine als Ganzes mit 88 bezeichnete Nut vorgesehen, auf deren Nutengrund 90 die Schmalseite 66 anliegt.

Zur Verbesserung der Ausleuchtung der Festkörperstäbe 46 bzw. 48 ist bevorzugterweise eine Anlagefläche 92 und 94 der Seitenstege 84 und 86 reflektierend ausgebildet und dient somit als Fortsetzung der jeweiligen Reflektorfläche 78 bzw. 80, so daß sämtliche Pumpstrahlung 74 bzw. 76, welche von den Reflektorflächen 78 bzw. 80 in die Nut 88 hineinreflektiert wird, auch noch von diesen Anlageflächen 92 bzw. 94 hin- und herreflektiert wird und somit eine optimale Ausleuchtung des Festkörperstabs 46 bzw. 48 über seinen ganzen Querschnitt erfolgt.

Um die Wärme in den Kühlkörper optimal abzuführen, sind vorzugsweise in diesem Kühlkanäle 96 vorgesehen, welche sich bevorzugterweise in Längsrichtung des Kühlkörpers 68, das heißt parallel zur Achse 18, erstrecken und nahe der Anlageflächen 92 und 94 sowie des Nutengrundes 90 ver­ laufen.

Als bevorzugtes Material für den Kühlkörper 68 wird ein gut wärmeleitendes Material, das heißt beispielsweise Kupfer, verwendet.

Für die Festkörperstäbe 46 bzw. 48 dieses erfindungsge­ mäßen Festkörperlasers kommen vorzugsweise Rubin oder Neodym sowie auch beispielsweise Titan-Saphir in Frage.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Festkörperlasers, dargestellt in den Fig. 3 bis 5, ist vom Prinzip her genauso ausgebildet wie das erste Ausführungs­ beispiel. Insbesondere ist ein Resonator 112 desselben ebenfalls mit einem ersten Anregungsabschnitt 14 sowie einem zweiten Anregungsabschnitt 16 versehen, die beide mit ihren Strahlenbündeln 20 und 22 in einer Ebene liegen, welche im Koppelabschnitt 28 eine Koppelebene ist, über die hinweg das äußere Strahlenbündel 24 mit dem äußeren Strahlenbündel 26 koppelt. Im Gegensatz zum ersten Ausfüh­ rungsbeispiel sind jedoch nicht lediglich zwei Anregungs­ abschnitte 14 und 16 vorgesehen, sondern eine Vielzahl von Ebenen 114, 116, 118 und 120, die alle durch die Achse 18 sowie durch die zu dieser koaxialen Koppelachse 30 hin­ durch verlaufen und eine Ebenenschar zu der Achse 18 bilden. In jeder dieser Ebenen 114, 116, 118 und 120 sind jeweils ein erster Anregungsabschnitt 14 und ein zweiter Anregungsabschnitt 16 mit ihren Strahlenbündeln 20 und 22 angeordnet.

Der Koppelabschnitt 28 umfaßt ebenfalls den konkaven Spiegel 38 sowie den konvexen Spiegel 40, wobei der kon­ kave Spiegel 38 eine sphärische konkave Spiegelfläche 122 und der konvexe Spiegel 40 eine konvexe sphärische Spie­ gelfläche 124 aufweisen und wobei die Spiegelflächen 122 und 124 ebenfalls konfokal zueinander liegen. Somit bildet der Koppelabschnitt 28 einen sphärischen instabilen Reso­ nator, welcher jeweils die äußeren Strahlenbündel 24 und 26 der jeweiligen Ebenen 114, 116, 118 und 120 miteinander koppelt, sowie aber auch im Bereich der Koppelachse 30 die Strahlenbündel der einzelnen Ebenen 114, 116 und 120 untereinander, so daß sich insgesamt in dem Resonator 112 mit einer Vielzahl von ersten und zweiten Anregungsab­ schnitten 14, 16 sowie mit einem Koppelabschnitt 28 ein Gesamtstrahlenbündel 121 mit kohärenter Strahlung aus­ bildet.

Vorzugsweise sind die Endspiegel 32 und 34 der ersten und zweiten Anregungsabschnitte 14 und 16 alle halbdurchlässig ausgebildet, so daß eine Vielzahl von Auskoppelstrahlen 126, die alle axialsymmetrisch zur Achse 18 um diese herum angeordnet sind, aus dem Resonator 112 austritt.

Um die Kopplung der sich in den jeweiligen Ebenen aus­ breitenden Strahlung im Resonator 112 zwischen den Ebenen 114, 116, 118 und 120 zu verbessern, ist zwischen dem Koppelabschnitt 28 und den Anregungsabschnitten 14 und 16 ein Spiegelelement 128 angeordnet, welches, wie in Fig. 5 dargestellt, durch nichtspiegelnde Sektoren 130, 132, 134 und 136 die Strahlenbündel 24 und 26 in den jeweiligen Ebenen 114, 116, 118 und 120 passieren läßt, jedoch zwischen diesen Sektoren 130, 132, 134 und 136 verspiegelte Sektoren 138, 140, 142 und 144 aufweist, die den Koppelabschnitt 28 in den Sektorenbereichen zwischen den Strahlenbündeln 24 und 26 abschließen, um in dem Koppelabschnitt 28 auch in diesen Bereichen eine Strah­ lungsausbreitung zuzulassen und somit alle äußeren Strahlenbündel 24 und 26 optimal miteinander zu koppeln. Vorzugsweise handelt es sich bei den verspiegelten Sek­ toren 138, 140, 142 und 144 um ebenfalls ebene Spiegel, die in gleicher Weise wie die Endspiegel 32 und 34, die ebenfalls vorzugsweise als ebene Spiegel ausgebildet sind, zurückreflektieren, um somit auch zwischen den äußeren Strahlenbündeln 24 und 26 einen parallelen Strahlenverlauf im Koppelabschnitt 28 zu gewährleisten, der somit in Azi­ mutalrichtung umlaufend und in den parallelen Strahlenver­ lauf der äußeren Strahlenbündel 24 und 26 übergehen kann.

Vorzugsweise sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Ebenen 114, 116, 118 und 120 in konstanten Winkelabständen relativ zueinander angeordnet, so daß die Achse 18 und die Koppelachse 30 mehrzählige Symmetrieachsen für den Strah­ lenverlauf in dem Resonator 112 bilden.

Wie in Fig. 4 dargestellt, ist der Kühlkörper 146 als Zy­ linder koaxial zur Achse 18 angeordnet und weist Nuten 88 auf, wobei die Ebenen 114, 116, 118 und 120 jeweils Mit­ telebenen entsprechend der Mittelebene 82 für die Anord­ nung der Festkörperstäbe 46 und 48 sowie die Anordnung der Lichtquellen 70 und 72 bilden. Darüber hinaus sind in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel Reflek­ torflächen 78 und 80 vorgesehen, wobei die Reflektorflächen 88 und 78 aufeinanderfolgende Spitzen 148 bilden. Vorzugsweise sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Festkörperstäbe 46 und 48 jeweils trapezförmig ausge­ bildet, wobei die Breitseiten 60 und 62 in durch die Achse 18 hindurch verlaufenden Radiusebenen liegen, während die Schmalseiten 64 und 66 parallel zueinander verlaufen.

Hinsichtlich der Beschreibung der Teile des zweiten Aus­ führungsbeispiels, die mit denselben Bezugszeichen wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels versehen und somit mit diesen funktionsmäßig identisch sind, wird auf die Beschreibung und Funktionserläuterung im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel verwiesen.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Fig. 6 bis 9, sind diejenigen Teile, die mit denen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß insoweit auf die Beschreibung zu dem ersten und zweiten Ausführungs­ beispiel verwiesen werden kann.

Im Gegensatz zum zweiten Ausführungsbeispiel sind, wie in Fig. 7 und 9 dargestellt, eine größere Zahl von den Ebenen 114 bis 120 entsprechenden Ebenen 150 vorgesehen, die alle eine durch die Achse 18 und die Koppelachse 30 hindurch verlaufende Ebenenschar bilden und gleiche Winkelabstände voneinander aufweisen, wobei in jeder Ebene 150 ein erster und ein zweiter Anregungsabschnitt 14 und 16 mit Festkör­ perstäben 46 bzw. 48 und Strahlenbündel 20 bzw. 22 liegen.

Der Resonator 152 umfaßt in gleicher Weise wie der Resonator 112 eine Vielzahl von Strahlenbündeln 20 und 22, welche von dem durch das Gesamtstrahlungsfeld, im folgenden Gesamtstrah­ lenbündel 121 genannt, im Koppelabschnitt 28, versehen mit sphärischen Spiegelflächen 122 und 124, über die Koppelachse 30 miteinander gekoppelt werden, so daß in diesem Zusammen­ hang auf die Ausführungen zum ersten und zweiten Ausführungs­ beispiel vollinhaltlich Bezug genommen werden kann.

Im Gegensatz zum zweiten Ausführungsbeispiel ist jedoch das Spiegelelement 128 durch ein in den Fig. 6, 7 und 8 darge­ stelltes Abbildungselement 154 ersetzt, welches, wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt, eine Vielzahl nebeneinander sitzender Zylinderoptiksegmente 156 aufweist, die in Form von aneinander anschließenden Kreisringsegmenten zur Achse 18 ausgebildet sind.

Jedes dieser Zylinderoptiksegmente 156 ist symmetrisch zur jeweiligen Ebene 150 ausgebildet und weist eine dem Koppel­ abschnitt 28 zugewandte konvexe Zylinderfläche 158 sowie eine dem jeweiligen Anregungsabschnitt 14 bzw. 16 zugewandte kon­ kave Zylinderfläche 160 auf, wobei die beiden Zylinderflächen 158 und 160 eine derartige Krümmung aufweisen, daß jeweils ein ein Teilstrahlungsfeld, im folgenden Teilstrahlenbündel genannt, des Gesamtstrahlenbündels 121 bildendes und als Kreisringsegment geformtes paralleles äußeres Strahlenbündel 24 bzw. 26 in Azimutalrichtung 162 verschmälert wird und so­ mit das jeweils entsprechende Strahlenbündel 20 bzw. 22 bil­ det, welches sich somit in der Azimutalrichtung 162 zu einem ebenfalls parallelen Strahlenbündel über einen kleineren Winkelbereich erstreckt und umgekehrt durch die Zylinderflächen 160 und 158 ein sich über einen geringeren Winkelbereich in der Azimutalrichtung 162 erstreckendes Strahlenbündel 20 zu einem sich über einen größeren Winkelbereich in der Azi­ mutalrichtung 162 erstreckenden äußeren Strahlenbündel 24 aufgeweitet wird.

Da vorzugsweise alle Zylinderoptiksegmente 156 so ausge­ bildet sind, daß die konvexen Zylinderflächen 158 anein­ ander anschließen, kann der Strahlenverlauf im Resonator 152 so gewählt werden, daß alle äußeren Strahlenbündel 24 bzw. 26 aufeinanderfolgender Ebenen 150 sich berühren und somit der Koppelabschnitt 28 in der Azimutalrichtung 162 umlaufend unmittelbar aufeinanderfolgende und aneinander anschließende Strahlenbündel 24 bzw. 26 aufweist. Dagegen wird durch die Zylinderoptiksegmente 156 eine geringere Erstreckung der Strahlenbündel 20 bzw. 22 in der Azimutal­ richtung 162 erreicht, so daß zwischen den aufeinander­ folgenden Strahlenbündeln 20 bzw. 22 Zwischenräume 164 verbleiben. Dies hat zur Folge, daß auch zwischen den in den jeweiligen Ebenen 150 liegenden Festkörperstäben 46 und 48 Zwischenräume verbleiben, in welchen die die Fest­ körperstäbe 46 und 48 zwischen sich einschließenden Seitenstege 84 und 86 des Kühlkörpers 166 angeordnet sind, der ähnlich wie der Kühlkörper 146 ausgebildet ist, jedoch enger beieinander liegende Nuten 88 aufweist, um eine größere Anzahl von Ebenen 150 zuzulassen.

In Abwandlung des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels sind ferner, wie in Fig. 6 dargestellt, die Endspiegel 32 und 34 der Anregungsabschnitte 14 und 16 zu einem kreis­ ringförmigen Endspiegel 168 zusammengefaßt, welcher in radialer Richtung 170 zur Achse 18 gekrümmte Spiegel­ flächen 172 aufweist, wobei die Krümmung der Spiegel­ flächen 172 torusförmig ist. Die Krümmung der Spiegel­ fläche 172 ist dabei so gewählt, daß sie eine geringe Aufweitung der Strahlenbündel 20 und 22 in radialer Rich­ tung 170, bedingt durch Beugungseffekte im Koppelabschnitt 28, dadurch kompensieren, daß sie jeden ankommenden Strahl der Strahlenbündel 20 bzw. 22 in sich zurückreflektieren und somit die äußeren Strahlenbündel 24 und 26 im Koppel­ abschnitt 28 parallel halten.

Im Gegensatz zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise bei dem dritten Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 9 dargestellt, eine einzelne, beispielsweise zy­ linderförmige Lichtquelle 174 vorgesehen, welche insbe­ sondere eine zylinderförmige und koaxial zur Achse 18 an­ geordnete Entladungslampe sein kann. Diese wird vorzugs­ weise noch durch einen zylindrischen, auf der dem Kühl­ körper 166 zugewandten Seite der Lichtquelle 174 ange­ ordneten Kühlmantel 176 gekühlt, welcher im einfachsten Fall eine zwischen einer äußeren Zylinderwand 178 und einer inneren Zylinderwand 180 geführte Kühlflüssigkeit 182 aufweist, wobei die Kühlflüssigkeit 182 ständig ausge­ wechselt und extern gekühlt wird.

Im einfachsten Fall ist die Lichtquelle 174 eine Gasent­ ladungslampe, bei welcher initiiert durch eine in radialer Richtung 170 verlaufende elektrische Feldstärke eine Gas­ entladung erfolgt.

Hierzu ist die Lichtquelle 174 mit einer äußeren Elektrode 184 versehen, wobei andererseits der Kühlkörper 166 die innere Elektrode darstellen kann.

Die Lichtquelle 174 bildet mit jedem der Festkörperstäbe eine laseraktive Einheit 73.

Im Gegensatz zur Gasentladung mittels eines radialen elektrischen Feldes ist es aber auch denkbar, die Licht­ quelle 174, wie in Fig. 10 dargestellt, durch in radialer Richtung 170 angeordnete flächige Elektroden 186 und 188 zu unterteilen, zwischen welchen eine in Azimutalrichtung 162 gerichtete elektrische Feldstärke erzeugbar ist, um in dieser in einem Gasentladungsraum 190 der Lichtquelle 174 eine Gasentladung zu initiieren, wobei es sich vorzugs­ weise bei dieser Gasentladung um eine Hochfrequenzgas­ entladung handelt.

Alternativ dazu können aber auch die Elektroden 186 und 188 weggelassen werden, wobei dann zur Einkopplung von Mikrowellen in den Gasentladungsraum 190 eine Gasentladung initiierbar ist.

Bei einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Lösung, dargestellt in Fig. 11, sind die Reflexionsflächen 78 und 80 von dem Kühlkörper 166 bis zu einer Halbleiterdioden­ reihe 192 gezogen, wobei sich die Halbleiterdiodenreihe 192 parallel zur Achse 18, vorzugsweise im wesentlichen über die Länge der Festkörperstäbe 46 bzw. 48 in dieser Rich­ tung erstreckt. Die Reflexionsflächen 78 und 80 dienen dabei zur radialen Lichtleitung des von der jeweiligen Halbleiterdiodenreihe 192 ausgesandten Lichtes in Richtung auf den jeweils zugeordneten Festkörperstab 46 bzw. 48, so daß im wesentlichen das gesamte, von der Halbleiterdiode 192 abgestrahlte Licht zum jeweiligen Festkörperstab 46 bzw. 48 geführt wird und zur Anregung desselben dient.

Vorzugsweise sind in der Azimutalrichtung 162 um den ge­ samten Kühlkörper 166 herum Halbleiterdiodenreihen 192 an­ geordnet, deren Licht von den jeweiligen Reflexionsflächen 78 bzw. 80 zum jeweiligen Festkörperstab 46 bzw. 48 ge­ führt wird.

Die anhand der Resonatoren 12, 122 und 152 beschriebenen Resonatorkonzepte könnten im Rahmen der vorliegenden Er­ findung auch abgewandelt werden, beispielsweise sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Resonatorkonzepte einsetzbar, wie sie in dem Artikel "Unstable resonators for annular gain volume lasers" in APPLIED OPTICS /Vol 17, No 6/15 March 1978, S. 936-943 beschrieben sind, auf welchen diesbe­ züglich ausdrücklich Bezug genommen wird.

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel eines erfindungsge­ mäßen Festkörperlasers, dargestellt in Fig. 12 und 13, ist der Resonator 212 identisch ausgebildet wie der Resonator 112 des ersten Ausführungsbeispiels und außerdem sind die Anregungsabschnitte 14 und 16 sowie die Strahlen­ bündel 20 und 22 in gleicher Weise angeordnet, wobei eben­ falls in jeder der Ebenen 114, 116, 118 und 120 zwei Anre­ gungsabschnitte 14 und 16 liegen.

Darüber hinaus ist auch der Koppelabschnitt 28 identisch ausgebildet und weist die Strahlenbündel 24 und 26 sowie die Koppelachse 30 auf. Diesbezüglich wird daher vollin­ haltlich auf die Ausführungen zum zweiten Ausführungsbei­ spiel Bezug genommen.

Ferner ist auch der konkave Spiegel 38 in gleicher Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel mit einer sphärischen konkaven Spiegelfläche 122 versehen und der konvexe Spie­ gel 40 mit einer konvexen sphärischen Spiegelfläche 124, die ebenfalls im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungs­ beispiel ausführlich beschrieben miteinander zusammen­ wirken und die Strahlenbündel 24 und 26 der jeweiligen Ebenen 114, 116, 118 und 120 zu dem Gesamtstrahlenbündel 121 miteinander koppeln.

Darüber hinaus sind auch die Endspiegel 32 und 34 in gleicher Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel ausge­ bildet, so daß sich ebenfalls eine Vielzahl von Auskoppel­ strahlen 126 axialsymmetrisch zur Achse 18 bilden, die aus dem Resonator 212 austreten.

Schließlich ist das auch in gleicher Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel wirkende Spiegelelement 128 zur Kopplung der sich im Resonator 212 aufbauenden Strah­ lung vorgesehen, so daß auch diesbezüglich auf die Ausfüh­ rungen zum zweiten Ausführungsbeispiel Bezug genommen werden kann.

Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom zweiten Ausführungsbeispiel darin, daß in den Nuten 88 des Kühlkörpers 146 nunmehr nicht die Festkörperstäbe 46 und 48 sitzen, sondern laseraktive Einheiten 214, die als Halbleiterlaser ausgebildet sind.

Wie in Fig. 13 und 14 dargestellt, umfaßt jede der laser­ aktiven Einheiten 214 ein Laserverstärkungsvolumen 216, an welches sich beiderseits eine als Ganzes mit 218 bezeich­ nete Pumpanordnung anschließt. Diese Pumpanordnung 218 umfaßt jeweils sandwichartig das Laserverstärkungsvolumen 216 zwischen sich einschließende Halbleiterschichten 220 und 222 eines p-n-Übergangs, auf welchen gegenüberliegend dem Laserverstärkungsvolumen 216 als Kontaktierung und Kühlfläche eine Metallschicht 224 bzw. 226 aufliegt. Zu den Metallschichten 224 und 226 ist die Stromversorgung geführt.

Vorzugsweise handelt es sich bei der laseraktiven Einheit 214 um einen als Galiumarsenidlaser ausgebildeten Halb­ leiterlaser, so daß die Halbleiterschicht 222 beispiels­ weise die p-Galiumarsenidschicht ist, die Halbleiter­ schicht 220 die n-Galiumarsenidschicht und die Metall­ schicht 226 mit der positiven Speisespannung und die Metallschicht 224 mit der negativen Speisespannung versorgt sind.

Das Laserverstärkungsvolumen 216 könnte im einfachsten Fall eine zwischen den Halbleiterschichten 220 und 222 liegende durchgehende laseraktive Schicht sein, deren Bandabstand durch zusätzliche Aluminiumdotierung noch gegenüber den benachbarten Schichten abgesenkt ist und somit den 49<geringsten Bandabstand aufweist. In einem derartigen Fall bestehen jedoch Probleme mit der Wärmeabfuhr, so daß das Laserverstärkungsvolumen 216 vorzugsweise leistenförmige laseraktive Bereiche 228 aufweist, die in einer ersten Richtung 230 parallel zur Längsrichtung 21 bzw. 23 der Strahlenbündel 20 bzw. 22 verlaufen.

Zwischen den laseraktiven Bereichen 228 sind laserinaktive Bereiche 232 angeordnet, welche bei einer Variante eben­ falls eine Halbleiterschicht darstellen, deren Bandabstand vorzugsweise so gewählt ist, daß diese Halbleiterschicht, die sich in dem jeweiligen Strahlenbündel 20 bzw. 22 aus­ breitende Laserstrahlung nicht absorbiert, das heißt, daß der Bandabstand der Halbleiterschicht größer ist als der Bandabstand im laseraktiven Bereich. Vorzugsweise er­ strecken sich die laserinaktiven Bereiche 232 zwischen den laseraktiven Bereichen 228 ebenfalls leistenförmig in der ersten Richtung 230.

Damit wird das Laserverstärkungsvolumen bei dem in Fig. 14 dargestellten Ausführungsbeispiel der laseraktiven Einheit 214 aus der Summe der laseraktiven Bereiche 228 und der laserinaktiven Bereiche 232 gebildet, die sich beide in die erste Richtung 230 erstrecken.

Bei dem in Fig. 14 dargestellten Ausführungsbeispiel der laseraktiven Einheit 214 sind die laseraktiven Bereiche 228 und die laserinaktiven Bereiche 232 gleich lang, so daß die laseraktive Einheit eine Frontseite 234 aufweist, die eine Ebene darstellt und in gleicher Weise eine zeichnerisch nicht dargestellte Rückseite, welche parallel zur Front­ seite 234 verläuft. Vorzugsweise steht die Frontseite 234 senkrecht zur ersten Richtung 230.

Die leistenförmigen laseraktiven Bereiche 228 sind so dimensioniert, daß deren sich zwischen den Halbleiter­ schichten 220 und 222 erstreckende Schmalseite 236 unge­ fähr eine Ausdehnung von 1 µm und deren senkrecht, das heißt parallel zu den Halbleiterschichten 220 und 222, verlaufende Breitseite 238 eine Ausdehnung von ungefähr 2 µm hat. Ferner erstrecken sich die leistenförmigen laseraktiven Bereiche 228 in der ersten Richtung 230 über eine Distanz von größenordnungsmäßig 1 mm.

Ferner ist die Schmalseite 240 der laserinaktiven Bereiche 232 genauso breit wie die Schmalseite 236 der laseraktiven Bereiche 228 und eine Breitseite 242 der laserinaktiven Bereiche ist so bemessen, daß diese eine Ausdehnung von größenordnungsmäßig 5 µm aufweist.

Die gesamte Ausdehnung des Laserverstärkungsvolumens 216 parallel zu den Breitseiten 238 und 242 in Richtung einer Höhe 244 des Laserverstärkungsvolumens 216 beträgt größen­ ordnungsmäßig 10 mm, so daß eine entsprechend große Anzahl von laseraktiven Bereichen 228 und laserinaktiven Be­ reichen 232 miteinander abwechseln.

Die laseraktiven Einheiten 214 sitzen nun so in den Nuten 88, daß das jeweilige Laserverstärkungsvolumen 216 von den Strahlenbündeln 20 bzw. 22 durchsetzt ist, wobei die Strahlenbündel 20 bzw. 22 sich mit ihren Ausbreitungsrichtungen 21 bzw. 23 jeweils parallel zur ersten Richtung 230 der jeweiligen laseraktiven Einheit 214 erstrecken. Ferner haben die Strahlenbündel 20 bzw. 22 in einer Querrichtung 25 zu ihrer Ausbreitungsrichtung 21, 23 eine derartige Ausdehnung, daß sie innerhalb des Laser­ verstärkungsvolumens 216 und somit zwischen den Halb­ leiterschichten 220 bzw. 222 verlaufen, so daß die Aus­ dehnung nicht größer als die Breite der Schmalseiten 236 bzw. 240 der laseraktiven Bereiche 228 bzw. der laserin­ aktiven Bereiche 232 ist.

Das vierte Ausführungsbeispiel funktioniert nun so, daß das Strahlenbündel 20 bzw. 22 das Laserverstärkungsvolumen 216 durchsetzt, wobei jeweils die Segmente der Strahlen­ bündel 20 bzw. 22, die durch einen laseraktiven Bereich 228 hindurch verlaufen, eine Laserverstärkung erfahren, während die anderen Segmente, die durch die laserinaktiven Bereiche 232 verlaufen, keine Laserverstärkung erfahren. Gemittelt über das jeweilige Strahlenbündel 20 bzw. 22 ist jedoch die Laserverstärkung so groß, daß der austretende Laserstrahl die Leistung eines Hochleistungslasers auf­ weist.

Aufgrund der geringen Abmessungen der aufeinanderfolgenden laseraktiven Bereiche 228 und der laserinaktiven Bereiche 223 wirken diese wie ein sich in Richtung der Höhe 244 erstreckendes Phasengitter für das durch das Laserverstär­ kungsvolumen 216 hindurchtretende Strahlenbündel 20 bzw. 22. Aus diesem Grund sind vorzugsweise die laseraktiven Bereiche 228 und die laserinaktiven Bereiche 232 aus einem Halbleitermaterial, das einen ähnlichen Brechungsindex aufweist. Ferner ist vorzugsweise die Erstreckung der laseraktiven Bereiche 228 und der laserinaktiven Bereiche 232 in Richtung der ersten Rich­ tung so, daß die jeweils durch diese hindurchtretenden Segmente des jeweiligen Strahlenbündels 20 bzw. 22 die­ selbe optische Weglänge durchlaufen, so daß diese nach Hindurchtreten durch die laseraktiven Bereiche 228 und die laserinaktiven Bereiche 232 dieselbe Phasenlage aufweisen.

Dies ist entweder bei ebener Vorderseite 234 und ebener Rückseite dadurch erreichbar, daß die Erstreckung der laseraktiven Bereiche 228 und der laserinaktiven Bereiche 232 in Richtung der ersten Richtung 230 entsprechend gewählt wird.

Alternativ dazu ist bei der laseraktiven Einheit 214′ der in Fig. 15 vergrößert ausschnittsweise dargestellten Variante des vierten Ausführungsbeispiels die konstante Phasenlage der die laseraktiven Bereiche 228′ durch­ dringenden Segmente und der die laserinaktiven Bereiche 232′ durchdringenden Segmente der Strahlenbündel 20 bzw. 22 dadurch erreichbar, daß diese Segmente in der ersten Richtung 230 eine unterschiedliche Länge aufweisen. Dies ist beispielsweise dadurch erreichbar, daß die Frontseite 234 keine Ebene mehr ist, sondern beispielsweise zwischen den laseraktiven Bereichen 228′ liegende Nuten 248 auf­ weist, so daß Stirnflächen 250 der laseraktiven Bereiche 228 in einer Ebene liegen und Stirnflächen 252 der laser­ inaktiven Bereiche 232′ in einer anderen Ebene, wobei letztere gegenüber der erstgenannten in der ersten Rich­ tung 230 versetzt angeordnet ist.

Durch den Abstand der beiden Ebenen läßt sich die vor­ stehend genannte gleiche Phasenlage der jeweils durch die laseraktiven Bereiche 228 und die laserinaktiven Bereiche 232′ hindurch verlaufenden Segmente der Strahlenbündel 20 bzw. 22 bei der Variante 214′ der laseraktiven Einheit erreichen.

Bei einer weiteren Variante 214′′ der laseraktiven Einheit, ausschnittsweise dargestellt in Fig. 16, werden die laser­ inaktiven Bereiche 232′′ als materialfreie Kanäle 254 her­ gestellt, welche sich parallel zu den laseraktiven Be­ reichen 228′′ erstrecken, so daß Segmente des jeweiligen Strahlenbündels 20 bzw. 22 entweder durch einen der den laserinaktiven Bereich 228′′ mit einer gepumpten Halb­ leiterschicht verlaufen oder durch einen der Kanäle 254, welcher beispielsweise durch Wegätzen von Halbleiterma­ terial geschaffen wurde.

Auch bei dieser Variante der laseraktiven Einheit 214′′ ist vorzugsweise angestrebt, daß die Phasenlage der durch die laseraktiven Bereiche 228′′ hindurchtretenden Segmente identisch ist mit der durch die laserinaktiven Bereiche 232′′, das heißt durch die Kanäle 254 hindurchtretenden Segmente der Strahlenbündel 20 bzw. 22, so daß eine Ab­ stimmung ebenfalls über die Ausdehnung der laseraktiven Bereiche 228′′ in der ersten Richtung 230 und die Aus­ dehnung der Kanäle 254 in der ersten Richtung 230 erfolgt.

Bei allen Varianten der erfindungsgemäßen laseraktiven Einheit erfolgt ein Pumpen der laseraktiven Bereiche 228, 228′ und 228′′ in der für Halbleiterlaser üblichen Weise mit der Pumpanordnung 218 und ist beispielsweise in Principles of Lasers, 3rd Ed, by O. Svelto, Plenum Press, New York 1989 und/oder in Handbook of Solid State Lasers, by P.K. Cheo, Marcel Dekker Inc., New York 1989, be­ schrieben.

Im übrigen arbeitet das vierte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung in gleicher Weise wie das zweite Ausführungsbeispiel, so daß diesbezüglich auf die Ausfüh­ rungen zum zweiten Ausführungsbeispiel vollinhaltlich Bezug genommen werden kann.

In gleicher Weise wie exemplarisch beim vierten Ausfüh­ rungsbeispiel im Vergleich zum zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben, ist auch beim ersten und dritten Ausführungs­ beispiel ein Ersetzen der Festkörperstäbe 46 und 48 durch laseraktive Einheiten 214, 214′ und 214′′ möglich.

Bei einem fünften Ausführungsbeispiel des erfindungsge­ mäßen Festkörperlasers, dargestellt in Fig. 17, ist der als Ganzes mit 262 bezeichnete optische Resonator als Hälfte eines konfokalen instabilen Resonators dargestellt, wobei ein konvexer Spiegel 264 und ein konkaver Spiegel 266 einander gegenüberliegend angeordnet sind und sich aus­ gehend von einer optischen Achse 268 dieses Resonators 262 in einer Querrichtung 270 erstrecken, wobei die Erstreckung des konvexen Spiegels 264 in dieser Querrichtung 270 geringer ist als die des konkaven Spiegels 266, so daß ein Laserstrahl 272, aus­ gehend vom konkaven Spiegel 266 beim Austreten aus dem Resonator 262 seitlich des konvexen Spiegels 264 verläuft.

Vorzugsweise sind die konfokalen Spiegelflächen 274 bzw. 276 des konvexen Spiegels 264 und des konkaven Spiegels 266 als zylindrische Spiegel flächen ausgebildet und ver­ laufen somit in einer Höhenrichtung 278 senkrecht zur Querrichtung 270 und senkrecht zur optischen Achse 268 parallel zueinander, wie in Fig. 18 dargestellt.

Ein derartiger konfokaler Resonator mit zylindrischen Spiegeln ist beispielsweise in der DE PS 37 29 053 oder in A.E. Siegman, Unstable Optical Resonators, Appl. Optics, 13, Seiten 353-367 (1974), ausführlich beschrieben.

Zwischen den Spiegeln 264 und 266 ist im Strahlenverlauf des Resonators 262 eine Vielzahl von Anregungsabschnitten 280 vorgesehen, wobei diese Anregungsabschnitte 280 zwischen zwei Koppelabschnitten 282 und 284 liegen, die sich jeweils unmittelbar an die Spiegel 264 bzw. 266 anschließen. In diesen Koppelabschnitten 282 und 284 liegt ein Gesamtstrahlenbündel des Resonators 262 vor, wobei dieses Gesamtstrahlenbündel 286 kohärent ist und einen Strahlenverlauf aufweist, wie er bei konfokalen instabilen Resonatoren bekannt ist. Das Gesamtstrahlenbündel 286 ist seinerseits aus in der Querrichtung 270 unmittelbar neben­ einanderliegenden Teilstrahlenbündeln 292 aufgebaut. Für jeden Anregungsabschnitt 280 wird nun mittels einem als Zylinderoptik ausgebildeten optischen Element 288 bzw. 290 beiderseits des Anregungsabschnitts 280 eines der Teilstrahlenbündel 292 des Gesamtstrahlenbündels 286 in ein Strahlenbündel 294 in diesem Anregungsabschnitt abge­ bildet, das sich zwischen den beiden Zylinderoptiken 288 und 290 mit seiner Längsrichtung 296 erstreckt. Die Zy­ linderoptiken 288 und 290 bilden dabei das Teilstrahlen­ bündel 292 so in das Strahlenbündel 294 ab, daß dessen Erstreckung in der zur Querrichtung 270 parallelen Quer­ richtung 25 geringer ist als die Erstreckung des Teil­ strahlenbündels 292 in der Querrichtung 270.

Wie in Fig. 17 und 19 dargestellt, ist in jedem Anregungs­ abschnitt 280 eine laseraktive Einheit 214 angeordnet, deren Laserverstärkungsvolumen 216 von dem Strahlenbündel 294 mit in m wesentlichen parallelem Strahlenverlauf durchsetzt ist, wobei die erste Richtung 230 des Laserver­ stärkungsvolumens 216 parallel zur Ausbreitungsrichtung 296 des Strahlenbündels 294 verläuft. Ferner verläuft die Höhe 244 des Laserverstärkungsvolumens 216 parallel zur Höhenrichtung 278. Somit ist die Erstreckung ,des Strahlen­ bündels 294 in der Querrichtung 25 kleiner oder gleich der Ausdehnung der Schmalseite 236 der laseraktiven Bereiche 228. Ferner entspricht die Breite der laseraktiven Einheit 214 in der Querrichtung 270 maximal der Breite des jewei­ ligen Teilstrahlenbündels 292 in dieser Richtung.

Bei dem fünften Ausführungsbeispiel sind nun eine Vielzahl von laseraktiven Einheiten 214 dicht aneinander gesetzt und bilden einen laseraktiven Block 298, wobei die Laser­ verstärkungsvolumina 216 der einzelnen laseraktiven Ein­ heiten 214 in konstanten gleichen Abständen in der Quer­ richtung 270 aufeinanderfolgend angeordnet sind.

Die Zylinderoptiken 288 und 290 sind jeweils so ausge­ bildet, daß sie, wie bereits erwähnt ein einen im wesent­ lichen parallelen Strahlenverlauf aufweisendes Teilstrah­ lenbündel 292 mit einer bestimmten Erstreckung in der Querrichtung 270 in das Strahlenbündel 294 des jeweiligen Anregungsabschnitts 280 mit im wesentlichen parallelem Strahlenverlauf abbilden, wobei die Erstreckung jedes Teilstrahlenbündels 292 in der Querrichtung 270 so ist, daß das nächstfolgende, sich unmittelbar anschließende Teilstrahlenbündel 292 von den nächst folgenden Zylinder­ optiken 288 bzw. 290 erfaßt wird und somit insgesamt das Gesamtstrahlenbündel 286 im Bereich des laseraktiven Blocks 298 lückenlos in die Strahlenbündel 294 abgebildet wird, so daß der Block 298 für das Gesamtstrahlenbündel 286 transparent erscheint, obwohl zwischen den einzelnen Strahlenbündeln 294 der einzelnen Anregungsabschnitte 280 nichttransparente Bereiche sind, die jedoch durch die Ab­ bildung mittels der Zylinderoptiken 288 und 290 ohne ab­ schattenden Einfluß auf das Gesamtstrahlenbündel 286 bleiben.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausbildung der Zylinder­ optiken ist ferner die sich aufgrund der geringen Breite des Strahlenbündels 294 in der Querrichtung 25 ergebende Strahldivergenz beim Austritt des Strahlen­ bündels 294 aus dem Laserverstärkungsvolumen 216 zu berücksichtigen, so daß die Zertrennungswirkung der Zylinderoptiken 298 und 290 entsprechend geringer zu dimensionieren ist.

Die Erstreckung des Gesamtstrahlenbündels 286 in der Höhenrichtung 278 ist so gewählt, daß sie maximal gleich oder kleiner der Erstreckung des Laserverstärkungsvolumens 216 in Richtung der Höhe 244 ist. Darüber hinaus sind die Zylinderoptiken 288 und 290 so dimensioniert, daß sie sich mindestens über die Erstreckung des Gesamtstrahlenbündels 286 in der Höhenrichtung 278 ihrerseits erstrecken und somit auch in dieser Richtung zu keiner Abschaltung des Gesamtstrahlenbündels 286 beitragen.

Die laseraktiven Einheiten 214′ die den laseraktiven Block 298 bilden, können in gleicher Weise wie beim vierten Aus­ führungsbeispiel oder dessen Varianten ausgebildet sein, so daß der Block 298 aus den laseraktiven Einheiten 214, 214′ oder 214′′ aufgebaut sein kann.

Bezüglich des Aufbaus der laseraktiven Einheiten 214 wird daher vollinhaltlich auf die Ausführungen zum vierten Aus­ führungsbeispiel im Zusammenhang mit diesen Bezug genommen.

Bei einer Variante des fünften Ausführungsbeispiels, dar­ gestellt in Fig. 20, sind in jedem Anregungsabschnitt 280 mehrere laseraktive Einheiten 214a und 214b hintereinander angeordnet, um die Verstärkung in den einzelnen Anregungsabschnitten 280 durch Vergrößerung der Erstreckung der laseraktiven Bereiche in der ersten Richtung 230 zu erhöhen. Bei dieser Variante sind im einfachsten Fall die laseraktiven Bereiche 228 und die laserinaktiven Bereiche 232 jeweils untereinander fluchtend angeordnet, so daß sich die optischen Längen der laseraktiven Bereiche 228 addieren. Dies setzt allerdings voraus, daß die Abmessungen der laseraktiven Bereiche bezüglich ihrer Schmalseiten 236 und ihrer Breitseiten 238 sowie die Abmessungen die laserinaktiven Bereiche 232 hin­ sichtlich ihrer Schmalseiten 240 und ihrer Breitseiten 242 identisch sind.

Bei einer weiteren Variante, dargestellt in Fig. 21, sind ebenfalls in jedem Anregungsabschnitt 280 zwei laseraktive Einheiten 214c und 214d vorgesehen, wobei die laseraktive Einheit 214d, die sich an die laseraktive Einheit 214c an­ schließt, so angeordnet ist, daß deren laseraktive Be­ reiche 228 nicht mit den laseraktiven Bereichen 228 der laseraktiven Einheit 214c fluchten, sondern mit den laser­ inaktiven Bereichen 232 der laseraktiven Einheit 214d, um­ gekehrt die laseraktiven Bereiche 232 mit den laseraktiven Bereichen 228 der laseraktiven Einheit 214c.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in diesem Fall die Querschnitte der jeweils miteinander fluchtenden Bereiche identisch sind, so daß insgesamt jedes Segment jedes Strahlenbündels 294 einmal durch einen laserinaktiven Be­ reich 232 und ein anderes Mal durch einen laseraktiven Be­ reich 228 hindurch verläuft, wobei vorzugsweise die laseraktiven Bereiche 228 und die laserinaktiven Bereiche 232 in beiden laseraktiven Einheiten 214d und 214c in der ersten Richtung 230 gleich lang bemessen sind, so daß alle Segmente des Strahlenbündels 214 nach Durchlaufen der beiden laseraktiven Einheiten 214c und 214d dieselbe Phasenlage aufweisen.

Gemeinsam ist den beiden Varianten des fünften Ausfüh­ rungsbeispiels jedoch stets, daß die beiden Laserverstär­ kungsvolumina 216 der beiden laseraktiven Einheiten 214a und b sowie 214c und d jeweils miteinander fluchten, den­ selben Querschnitt aufweisen und die beiden fluchtenden Laserverstärkungsvolumina 216 von einem einzigen Strahlen­ bündel 294 durchsetzt sind.

Bei einem sechsten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 22 und 23 ist der Resonator 300 als konfokaler in­ stabiler Resonator ausgebildet, der symmetrisch zu einer Resonatorachse 302 angeordnete sphärische Spiegel 304 und 306 aufweist. Der Spiegel 304 ist dabei ein konvexer Spiegel und der Spiegel 306 ist ein konkaver Spiegel, wobei der konkave Spiegel 306 sich über den konvexen Spiegel 304 hinauserstreckt, so daß ein ringförmiger Laserstrahl 308 mit parallel zur Resonatorachse 302 ver­ laufenden Strahlen am konvexen Spiegel 304 vorbei aus dem Resonator 300 austritt. Das Gesamtstrahlenbündel 286 er­ streckt sich somit von der Resonatorachse 302 symmetrisch bis zum austretenden Laserstrahl 308. Derartige Reso­ natoren sind detailliert in A.E. Siegman, Unstable Optical Resonators, Appl. Optics, 13, Seiten 353-367 (1974), be­ schrieben.

Daher ist die Erstreckung des Gesamtstrahlenbündels in der Querrichtung 270 identisch mit der in der Höhenrichtung 278.

Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 22 und Fig. 23, sind zwei Blöcke 298e und 298f vorge­ sehen, deren Laserverstärkungsvolumina 216a und 216b je­ weils in einem Anregungsabschnitt 280e und 280f angeordnet und von einem Strahlenbündel 294e und 294f des jeweiligen Anregungsabschnitts 280e und 280f durchsetzt sind. Jeder der Anregungsabschnitte 280e und 280f ist beiderseits mit einer Zylinderoptik 288e und 290e bzw. 288f, 290f ver­ sehen, die jeweils das Strahlenbündel 294e bzw. 294f in dem jeweiligen Anregungsabschnitt 280e bzw. 280f in das Gesamtstrahlenbündel 286 abbildet, so daß auch zwischen den beiden Anregungsabschnitten 280e und 280f wiederum das Gesamtstrahlenbündel 286 vorliegt. Darüber hinaus sind bei dem sechsten Ausführungsbeispiel die Laseranregungs­ volumina 216e und 216f so angeordnet, daß das Laseranre­ gungsvolumen 216e parallel zur Höhenrichtung 278 steht, jedoch das Laseranregungsvolumen 216f parallel,zur Quer­ richtung 270. In gleicher Weise sind auch die Zylinder­ optiken 288e, 290e und 288f, 290f jeweils um 90° gegen­ einander verkippt angeordnet. Ferner ist vorzugsweise die Erstreckung beider laseraktiver Blöcke 298e und 298f in der Querrichtung 270 so gewählt, daß diese identisch ist.

Mit der Anordnung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel wird somit eine Homogenisierung der Laserverstärkung im Gesamtstrahlenbündel 286 erreicht, da einmal durch die Zylinderoptiken 288e, 290e eine Verringerung der Breite des Teilstrahlenbündels 292 parallel zur Querrichtung 270 durch eine Abbildung erfolgt und ein anderes Mal durch die Zylinderoptiken 288f, 290f eine Komprimierung der Er­ streckung von Teilen des Teilstrahlenbündels 292 in der Höhenrichtung 278 aufgrund der optischen Abbildung durch die Zylinderoptiken 288f, 290f erfolgt.

Bei einem siebten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 24, sind die Laserverstärkungsvolumina 216 der Blöcke 298g und h parallel zueinander ausgerichtet jedoch in der Quer­ richtung 270 gegeneinander versetzt und zwar so daß jedes Laserverstärkungsvolumen 216h mit zwischen zwei Laserver­ stärkungsvolumina 216g sitzt. In gleicher Weise sind auch die optischen Elemente 288g, 290g und 288h, 290h gegen­ einander in der Querrichtung 270 versetzt, so daß bei­ spielsweise durch jedes optische Element 288h einen Teil der Strahlen von benachbarten Strahlenbündeln 294g in das Strahlenbündel 294h abbildet.

Bei dem fünften, sechsten und siebten Ausführungsbeispiel besteht ebenfalls die Möglichkeit, die laseraktiven Ein­ heiten 214, 214′ und 214′′ durch die Festkörperstäbe 46 und 48 zu ersetzen, wobei beispielsweise beim fünften und siebten Ausführungsbeispiel ein optisches Pumpen in Richtung der Höhenrichtung 278 erfolgt.

Claims (69)

1. Festkörperlaser, umfassend eine laseraktive Einheit mit mindestens zwei sich in einer ersten Richtung er­ streckenden Laserverstärkungsvolumina (46, 48, 216) in einem Festkörper, eine jedem Laserverstärkungsvolumen (46, 48, 216) zugeordnete Pumpanordnung (174, 192, 218) zur Anregung desselben und einen Resonator (152, 262, 300) mit mindestens zwei zwischen seinen Resonator­ spiegeln angeordneten Anregungsabschnitten (14, 16, 280) in jeweils einem der Laserverstärkungsvolumina (46, 48, 216), in welchen die Strahlenbündel (20, 22, 294) in einer Ausbreitungsrichtung (21, 23, 296) im Abstand von­ einander verlaufen und dabei das jeweilige Laserverstär­ kungsvolumen (46, 48, 216) in einer Richtung (50, 52, 230) durchsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (152, 262) einen die Kohärenz des Gesamtstrahlenbündels erzwingenden Koppelabschnitt (28, 282, 284) aufweist, in welchem ein kohärentes Gesamt­ strahlungsfeld vorliegt, das aus mehreren Teilstrah­ lungsfeldern (24, 26, 292) gespeist ist, und daß zwischen dem Koppelabschnitt (28, 282, 284) und jedem Anregungsabschnitt (14, 16, 280) ein jeweils eines der Teilstrahlungsfelder (24, 26, 292) des Gesamtstrahlungs­ feldes (121, 286) in jeweils eines der im Abstand von­ einander verlaufenden Strahlenbündel (20, 22, 294) der Anregungsabschnitte (14, 16, 280) abbildendes optisches Element (156, 288, 290) angeordnet ist, und daß zur verlustarmen Strahlführung das optische Element (156, 288, 290) das jeweilige Teilstrahlungsfeld (24, 26, 292) so in das Strahlenbündel (20, 22, 294) abbildet, daß letzteres gegenüber dem Teilstrahlenbündel (24, 26, 292) in einer Querschnittsrichtung (162, 270) verschmälert ist.

2. Festkörperlaser, umfassend eine laseraktive Einheit mit mindestens zwei sich in einer ersten Richtung er­ streckenden Laserverstärkungsvolumina (46, 48) in einem Festkörper, eine jedem Laserverstärkungsvolumen (46, 48) zugeordnete Pumpanordnung (174) zur Anregung desselben und einen Resonator (152, 262) mit mindestens zwei zwischen seinen Resonatorspiegeln angeordneten Anregungsabschnitten (14, 16) in jeweils einem der Laserverstärkungsvolumina (46, 48), in welchen die Strahlenbündel (20, 22) in einer Ausbreitungsrichtung (21, 23) im Abstand voneinander verlaufen und dabei das jeweilige Laserverstärkungsvolumen (46, 48) in einer Richtung (50, 52) durchsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (152) einen die Kohärenz des Gesamt­ strahlenbündels erzwingenden Koppelabschnitt (28) auf­ weist, in welchem ein kohärentes Gesamtstrahlungsfeld (121) des Resonators (152) vorliegt, das aus mehreren Teilstrahlungsfeldern (24, 26) gespeist ist, und daß zwischen dem Koppelabschnitt (28) und jedem Anregungsab­ schnitt (14, 16) ein jeweils eines der Teilstrahlungs­ felder (24, 26) des Gesamtstrahlungsfeldes (121) in jeweils eines der im Abstand voneinander verlaufenden Strahlenbündel (20, 22) der Anregungsabschnitte (14, 16) abbildendes optisches Element (128) angeordnet ist, und daß zur verlustarmen Strahlführung das optische Element (128) die Teilstrahlungsfelder durch in den Koppelab­ schnitt (28) rückreflektierende Spiegel (138, 140, 142, 144) abschließt, in denen keine von den Anregungsab­ schnitten kommenden Strahlenbündel (24, 26) eintreffen.

3. Festkörperlaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Teilstrahlungsfelder (24, 26, 292) ein in Querschnittsrichtung zusammenhängendes Gesamtstrah­ lungsfeld (121, 286) bilden.

4. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die laseraktive Einheit (73, 214) in der Querschnittsrichtung (162, 270) eine Breite aufweist, welche maximal einer Breite des von dem opti­ schen Element (128, 156, 288, 290) auf das Strahlen­ bündel (20, 22, 294) abgebildeten Teilstrahlungsfeldes (24, 26, 292) in dieser Richtung (162, 270) entspricht.

5. Festkörperlaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (156, 288, 290) neben­ einanderliegender Anregungsabschnitte (14, 16, 280) aneinander anschließen und unmittelbar aneinander an­ schließende Teilstrahlungsfelder (24, 26, 292) des Gesamtstrahlungsfeldes (121, 286) im wesentlichen lückenlos in die im Abstand nebeneinanderliegenden Strahlenbündel (20, 22, 294) abbilden.

6. Festkörperlaser nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die laseraktive Einheit (73, 214) in der Querschnittsrichtung (162, 270) neben dem Laserverstär­ kungsvolumen (46, 48, 216) angeordnete Versorgungsele­ mente (166, 218) für dieses aufweist.

7. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das optische Element für jedes Strahlenbündel (20, 22, 294) eine Zylinderoptik (156, 288, 290) umfaßt.

8. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (128, 156, 288, 290) parallele Strahlen des Gesamtstrah­ lungsfeldes (121, 286) in quasi parallele Strahlen des Strahlenbündels (20, 22, 294) abbildet.

9. Festkörperlaser nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserver­ stärkungsvolumina (46, 48, 216) einen Abstand von­ einander aufweisen.

10. Festkörperlaser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserverstärkungsvolumina (46, 48, 216) in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind.

11. Festkörperlaser nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedliche Laserverstärkungsvolumina (46, 48, 216) durchsetzenden Strahlenbündel (20, 22, 294) parallel zueinander verlaufen.

12. Festkörperlaser nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Laserver­ stärkungsvolumen (46, 48, 216) auf mindestens einer parallel zum Strahlenbündel (20, 22, 294) verlaufenden Seite (60, 62, 66, 238) gekühlt ist.

13. Festkörperlaser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die gekühlte Seite die dem benachbarten Laser­ verstärkungsvolumen (46, 48, 216) zugewandte Seite (60, 62, 238) ist.

14. Festkörperlaser nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Laserver­ stärkungsvolumen (46, 48, 216) von mindestens einer parallel zum Strahlenbündel (20, 22, 294) verlaufenden Anregungsseite (64, 238) anregbar ist.

15. Festkörperlaser nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (12, 112, 152) einen Koppelabschnitt (28) aufweist, in welchen die Strahlenbündel der Anregungsabschnitte (14, 16) als im Abstand voneinander verlaufende äußere Teilstrahlungs­ felder (24, 26) eintreten und welcher die Anregungsab­ schnitte (14, 16) durch Versetzen der äußeren Teilstrah­ lungsfelder (24, 26) zu einer zwischen diesen liegenden Koppelachse (30) und über diese Koppelachse (30) hinweg miteinander koppelt, und daß die Laserverstärkungsvolu­ mina (46, 48, 216) auf einer längs des Strahlenbündels verlaufenden Seite (60, 62, 66) gekühlt sind und von einer längs des Strahlenbündels verlaufenden Seite (64, 238) mit der Pumpanordnung (70, 72, 174, 192, 218) an­ regbar sind.

16. Festkörperlaser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß der Koppelabschnitt (28) das Strahlungsfeld eines instabilen Resonators aufweist.

17. Festkörperlaser nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die äußeren Strahlenbündel (24, 26) symmetrisch zu der Koppelachse liegen.

18. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 15 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß der Koppelabschnitt (28) einen zu der Koppelachse (30) hin reflektierenden Spiegel (38) und einen von der Koppelachse (30) weg reflektierenden Spiegel (40) aufweist.

19. Festkörperlaser nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Spiegel (38, 40) die äußeren Teil­ strahlungsfelder (24, 26) in Richtung auf die Koppel­ achse (30) versetzen und zu dieser hin verkleinert ab­ bilden.

20. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Koppelachse (30) hin reflektierende Spiegel (38) mit seinem aktiven Bereich (42) über den aktiven Bereich (44) des von der Koppel­ achse (30) weg reflektierenden Spiegels (40) in radialer Richtung zu der Koppelachse (30) übersteht und in diesem überstehenden Bereich von den äußeren Teilstrahlungs­ feldern (24, 26) beaufschlagt ist.

21. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungsabschnitte (14, 16) auf jeder dem Koppelabschnitt (28) abgewandten Seite durch Endspiegel (32, 34, 168) abgeschlossen sind.

22. Festkörperlaser nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich­ net, daß die Endspiegel (32, 34, 168) die Strahlenbündel (20, 22) in den Anregungsabschnitten (14, 16) in den Koppelabschnitt (28) hineinreflektieren.

23. Festkörperlaser nach Anspruch 21 oder 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Endspiegel (32, 34, 168) eine eine Aufweitung des Strahlenbündels (20, 22) im Anregungsab­ schnitt (14, 16) kompensierende und die vom Koppelab­ schnitt (28) kommende Strahlung in sich zurückreflek­ tierende Krümmung aufweisen.

24. Festkörperlaser nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die die Anregungsabschnitte (14, 16) abschließenden Endspiegel zu einem Spiegelring (168) zusammengefaßt sind.

25. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelachse (30) die Symmetrieachse der Resonatorspiegel (28, 40) des Koppel­ abschnitts (28) ist.

26. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 15 bis 25, da­ durch gekennzeichnet, daß die Resonatorspiegel (38, 40) des Koppelabschnitts (28) zylinderförmige Spiegelflächen (42, 44) aufweisen.

27. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, jeweils in unter­ schiedlichen, durch die Koppelachse (30) verlaufende Ebenen (114, 116, 118, 120, 150) angeordnete äußere Teilstrahlungsfelder (24, 26) vorgesehen sind, die sich in jeweils entsprechenden Anregungsabschnitten (14, 16) fortsetzen.

28. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatorspiegel (38, 40) des Koppelabschnitts (28) so geformt sind, daß sie sphärische Spiegelflächen (122, 124) aufweisen und rotationssymmetrisch uni die Koppelachse (30) herum verlaufen.

29. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Teilstrahlungs­ felder (24, 26), bezogen auf die Koppelachse (30) Kreis­ ringsegmente bilden.

30. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe aller äußeren Teilstrahlungsfelder (24, 26) im wesentlichen einen ge­ schlossenen Kreisring im Koppelabschnitt (28) bildet.

31. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 6 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderoptik ein zylinderoptisches Kreisringsegment (156) aufweist, welches das ein Kreisringsegment bildende äußere Teil­ strahlungsfeld (24, 26) im Koppelabschnitt (28) auf eine in Azimutalrichtung (162) zur Koppelachse (30) schmäle­ res Strahlenbündel (20, 22) im Anregungsabschnitt (14, 16) abbildet.

32. Festkörperlaser nach Anspruch 31, dadurch gekennzeich­ net, daß die zylinderoptischen Kreisringsegmente (156) sich zu einem Kreisring (154) ergänzen.

33. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Laserverstärkungsvolumen von einem optisch anregbaren Festkörperstab (46, 48) gebildet ist.

34. Festkörperlaser nach Anspruch 33, dadurch gekennzeich­ net, daß die Pumpanordnung (70, 72, 174, 192) den Fest­ körperstab von einer Seite her bestrahlt.

35. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Schmalseite (64) die Pumpleistung auftrifft.

36. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Breitseite (60, 62) gekühlt ist.

37. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperstäbe (46, 48,) einen im wesentlichen viereckigen Querschnitt auf­ weisen, bei welchem die beiden Breitseiten (60, 62) im wesentlichen senkrecht zu den beiden Schmalseiten (64, 66) verlaufen.

38. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperstäbe durch Kontakt mit einem fließfreien Material kühlbar sind.

39. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperstäbe (46, 48) auf einander zugewandten Seiten (60, 62, 66) kühlbar sind.

40. Festkörperlaser nach Anspruch 38 oder 39, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Festkörperstäbe (46, 48) durch Kontakt mit einem Kühlkörper (68, 146, 166) gekühlt sind.

41. Festkörperlaser nach Anspruch 40, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kühlkörper (68, 146, 166) an dem Festkör­ perstab (46, 48) im Preßsitz anliegt.

42. Festkörperlaser nach Anspruch 40 oder 41, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kühlkörper (68, 146, 166) die Festkörperstäbe (46, 48) trägt.

43. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 40 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß das Laserverstärkungsvolumen (46, 48) mit beiden Breitseiten (60, 62) und einer Schmalseite (66) in einer Nut (88) des Kühlkörpers (68, 146, 166) sitzt.

44. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 33 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperstäbe (46, 48) auf ihren einander abgewandten Seiten (64) mit Pump­ leistung beaufschlagbar sind.

45. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 40 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (166) von der Pumpleistungsquelle (174, 192) umgeben ist.

46. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 33 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpleistung auf die Festkörperstäbe (46, 48) konzentrierende Elemente (78, 80) vorgesehen sind.

47. Festkörperlaser nach Anspruch 46, dadurch gekennzeich­ net, daß die die Pumpleistung konzentrierenden Elemente (78, 80) von der Pumpleistungsquelle (70, 72, 174, 192) in einen Raumwinkel abgestrahlte elektromagnetische Strahlung auf die Festkörperstäbe (46, 48) umlenken.

48. Festkörperlaser nach Anspruch 46 oder 47, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die die Pumpleistung konzentrierenden Elemente (78, 80) Reflektoren sind.

49. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 46 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenstege (84, 86) des Kühlkörpers (146, 166) als die die Pumpleistung auf die Festkörperstäbe (46, 48) konzentrierenden Elemente (78, 80) ausgebildet sind.

50. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 33 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpleistungsquelle (70, 72, 174) eine Gasentladungslampe ist.

51. Festkörperlaser nach Anspruch 50, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Gasentladungslampe (174) durch ein im wesentlichen radial zu deren Achse verlaufendes Feld eine Gasentladung erzeugt wird.

52. Festkörperlaser nach Anspruch 51, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Gasentladungslampe (174) durch ein azi­ mutal zu deren Achse verlaufendes Feld eine Gasentladung erzeugt wird.

53. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 50 bis 52, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gasentladungslampe (174) mit Hochfrequenz eine Gasentladung erzeugbar ist.

54. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 33 bis 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpleistungsquelle aus Einzelpumpleistungsquellen (70, 72, 192) zusammengesetzt ist.

55. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 33 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpleistungsquelle Halbleiterdioden (192) aufweist.

56. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Laserverstärkungsvolumen (216) dasjenige einer laseraktiven Einheit (214) einer Halbleiterlaseranordnung ist.

57. Festkörperlaser nach Anspruch 56, dadurch gekennzeich­ net, daß in jedem Laserverstärkungsvolumen (216) mehrere laseraktive Bereiche (228) vorgesehen sind.

58. Festkörperlaser nach Anspruch 57, dadurch gekennzeich­ net, daß die laseraktiven Bereiche (228) im Abstand von­ einander angeordnet sind.

59. Festkörperlaser nach Anspruch 58, dadurch gekennzeich­ net, daß in Zwischenräumen zwischen laseraktiven Berei­ chen (228) laserinaktive Bereiche (232) angeordnet sind.

60. Festkörperlaser nach Anspruch 59, dadurch gekennzeich­ net, daß die laserinaktiven Bereiche (232) für das Strahlenbündel (20, 220, 294) transparent ausgebildet sind.

61. Festkörperlaser nach Anspruch 60, dadurch gekennzeich­ net, daß die laserinaktiven Bereiche (232) als Halb­ leiterschichtbereiche ausgebildet sind, allerdings mit einem gegenüber den laseraktiven Bereichen erhöhten Bandabstand.

62. Festkörperlaser nach Anspruch 60, dadurch gekennzeich­ net, daß die laserinaktiven Bereiche (232) als material­ freie Kanäle (254) ausgebildet sind.

63. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 60 bis 62, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Länge der laseraktiven (228) und der laserinaktiven Bereiche (232) so bemessen ist, daß die diese durchsetzenden Teile des Strahlenbündels (20, 22, 294) sich in der Phase um ein ganzzahliges Vielfaches von 2π unterscheiden.

64. Festkörperlaser nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe Teilstrahlenbündel (292), abgebildet als Strahlenbündel (294), zwei in Ausbreitungsrichtung (296) desselben aufeinanderfolgend angeordnete Laserverstärkungsvolumina (216) zweier laseraktiven Einheiten (214) durchsetzt.

65. Festkörperlaser nach Anspruch 64, dadurch gekennzeich­ net, daß die laseraktiven Einheiten (214) entweder un­ mittelbar hintereinander oder in Form zweier Anregungs­ abschnitte (280) angeordnet sind, zwischen denen wieder eine Abbildung in ein Teilstrahlenbündel erfolgt.

66. Festkörperlaser nach Anspruch 64 oder 65, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die laseraktiven (228) oder die laserinaktiven Bereiche (232) miteinander fluchten.

67. Festkörperlaser nach Anspruch 64 oder 65, dadurch gekennzeichnet, daß die laseraktiven Bereiche (228) unterschiedlicher laseraktiver Einheiten (214) versetzt gegeneinander angeordnet sind.

68. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 64 bis 67, dadurch gekennzeichnet, daß die laseraktiven Einheiten (214) um eine zur Ausbreitungsrichtung (296) parallele Achse gegeneinander verdreht angeordnet sind.

69. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 64 bis 68, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere laseraktive Ein­ heiten (214) sandwichartig nebeneinander angeordnet sind.