DE4212979C2 - Festkörperlasersystem - Google Patents

Description

Ein durch Halbleiterlaserdioden gepumptes Festkörperlasersystem mit den im Oberbegriff des Hauptanspruches aufgeführten Merkmalen ist aus der Druckschrift WO 87/05160 A1 in der Art eines "Zick-Zack-Slab"-Hochlei­ stungslasers bekannt, bei dem mehrere Laserkristalle mit Pumplichtquellen im zick-zack-artig gefalteten Strahlengang hintereinander angeordnet sind und zusammen ein System bilden. Hierbei werden jedoch nur Laserkristalle gleicher Art hintereinander angeordnet, so daß nur eine einzige Wellenlänge emittiert wird.

Es besteht der Nachteil, daß eine relativ große Menge von voluminösen Festkörperlaserkristallen benötigt wird, was sowohl aus wirtschaftlichen Gründen als auch aus Gründen der erforderlichen optischen Homogenität und Qualität solcher Kristalle je nach Kristallsorte nur schwer realisierbar ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Festkörperla­ sersystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen guten räumli­ chen Überlapp beim Pumpen aufweist und gleichzeitig die Erzeugung ver­ schiedener Laserwellenlängen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. Im Unteranspruch ist eine Weiterbildung angegeben.

In der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung sind Aus­ führungsbeispiele erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schemabild eines Zick-Zack-Slab-Laserkristalles,

Fig. 2 ein Schemabild einer bevorzugten Ausführungsform des Festkör­ perlasersystems in Form eines Multireflexionszellen-Laserresona­ tors,

Fig. 3 ein Schemabild einer Ausführungsform gemäß Fig. 1 unter Ver­ wendung unterschiedlicher Lasermaterialien zur Erzeugung "mehrfarbigen" Laserlichts.

Ähnlich dem herkömmlichen Zick-Zack-Slab-Hochleistungslaser ist jeder Pumplichteinheit 21 bis 27 jeweils ein kleiner Laserkristall 31 bis 37 zuzu­ ordnen, welcher in sich die erforderliche Homogenität - allein aus seiner Dimension heraus - besitzt. Das sich aufbauende Laserlicht wird bei Austritt aus dem jeweiligen Kristall, dessen Pumpseite (31a) für die Laser­ wellenlänge verspiegelt und dessen gegenüberliegende Seite (31b) für diese Laserwellelänge erforderlichenfalls entspiegelt ist, gebrochen und tritt in den nächsten gegenüberliegenden Laserkristall wieder ein. Durch den klei­ neren Winkel der Resonatormode im Kristall kann das Pumplicht besser in die Lasermode fokussiert werden; die Laserkristalle selbst können aus se­ lektierten Kristallstücken bestehen, so daß zum einen mit hoher Effizienz, zum anderen mit einer größeren Anzahl von Pumpeinheiten in Form von La­ serdioden gearbeitet werden kann. Der Laserresonator wird beidseitig durch die Resonatorspiegel 3 und 4 begrenzt.

Ein modifizierter Multireflexions-Laserresonator im Sinne der vorliegenden Erfindung könnte nun so aussehen, wie er in der Fig. 2 dargestellt ist. Hier sind mehrere kleine, homogene Laserkristalle 51 bis 57 an den bestimmten Stellen in einer Halteplatte 10 angeordnet. Die einzelnen Laserkristalle wei­ sen hierbei auf ihrer Stirnseite einen Krümmungsradius aufs welcher so ge­ wählt wird, daß das im Resonator sich aufbauende Laserlicht nach jeder Reflexion in sich zurückfokussiert wird und beim Durchlaufen des Multire­ flexions-Laserresonators sich somit nicht aufweitet.

Die Verwendung einer Vielzahl von Einzelkristallen von unterschiedlichen Kristallmaterialien k bis p in einem gemeinsamen Laserresonator erlaubt La­ serlicht bei mehreren simultan emittierenden Linien zu erzeugen. Dies ist in der Fig. 3 skizziert. Sofern die Laserkristalle k bis p so aufeinander abge­ stimmt sind, daß für keine der gewünschten Emissionslinien resonatorinterne Verluste - wie etwa Absorption - auftreten, können diese Materialien frei miteinander kombiniert werden. So könnten zum Beispiel Laserlinien bei 1, 2 und 3 µm simultan erzeugt werden. Unter Verwendung von Kristallen, welche zum Beispiel im roten, grünen und blauen Bereich emittieren, könnte ein kollinearer Strahl "weißen" Laserlichts erzeugt werden.

Claims (2)

1. Durch Halbleiterlaserdioden gepumptes Festkörperlasersystem mit mehreren mit einem gefalteten Strahlengang optisch hintereinander angeord­ neten Laserkristallen, dessen Laserkristalle Bestandteil eines gemeinsamen Resonators sind und bei dem jedem der Laserkristalle (31 bis 37) eine Pumplichteinheit (21 bis 27) zum longitudinalen Pumpen zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Laserkristalle kleine Stücke aus unterschiedlichem Material sind, so daß gleichzeitig unterschiedliche Laserwellenlängen erzeugt werden
• - und daß die unterschiedlichen Laserwellenlängen kollinear aus dem Sy­ stem ausgekoppelt werden.

2. Festkörperlasersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserkristalle (31-37) auf ihrer Stirnseite einen solchen Krüm­ mungsradius aufweisen, daß die Resonatormode bei ihrem Kristallaustritt für den Eintritt in den nächsten Kristall winkelmäßig entsprechend gebrochen und nach jedem Durchgang durch einen Laserkristall in sich zurückfokus­ siert wird.