DE4335585C2 - Laser mit instabilem Resonator und Abschattungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Laservorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine Laservorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Pa­ tenanspruch 1 ist durch die Veröffentlichung JP-63-192285 A be­ kannt.

Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf die in der JP-63-192285 A offenbarte Laservorrichtung. Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht, die einen zur optischen Achse der Laservorrichtung senkrechten Schnitt darstellt. Die Fig. 3 zeigt einen 72 MHz-Hochfrequenzgenerator 20, eine Leistungsanpaß­ schaltung 21, ein Hochfrequenzkabel 22, eine isolierende Durch­ führung 23 und Elektroden 71 und 72, an denen Oberflächen 73 und 74 zu optischen Spiegelflächen poliert sind. Ferner zeigt die Fig. 3 einen spaltförmigen Entladungsraum 75, Abstandhalter 76 und 77 zum Isolieren der Elektroden 71 und 72 und einen U-förmigen Sockel 78. An dem Sockel 78 ist die Baueinheit mit den Elektroden 71 und 72 und den Abstandshaltern 76 und 77 befe­ stigt. Der Sockel 78 ist durch einen Deckel 79 abgeschlossen, wobei zwischen dem Deckel 79 und der Elektrode 71 ein Keramiki­ solator 80 eingefügt ist. Gemäß Fig. 2 weist die Laservorrich­ tung einen Resonator auf, der einen Totalreflexionsspiegel 3 mit einer konkaven Oberfläche und einen Auskoppelungsspiegel 4 mit einer konvexen Oberfläche aufweist, an dem eine Ausnehmung 41a ausgebildet ist. Dieser Resonator ist ein instabiler Resonator, der im positiven Zweig des Stabilitätsdiagramms arbeitet.

In der auf die vorstehend beschriebene Weise gestalteten her­ kömmlichen Laservorrichtung wird eine von dem Hochfrequenzgene­ rator 20 erzeugte Hochfrequenzspannung über die Leistungsanpaß­ schaltung 21 und das Hochfrequenzkabel 22 zwischen die Elektro­ den 71 und 72 angelegt. Der Entladungsraum 75 zwischen den Elek­ troden 71 und 72 ist mit einem gasförmigen Lasermaterial 1 ge­ füllt, das durch die zwischen die Elektroden 71 und 72 angelegte Hochfrequenzspannung durch Entladung angeregt wird. Das Laserma­ terial 1 befindet sich gemäß Fig. 2 zwischen dem Totalrefle­ xionsspiegel 3 und dem Auskoppelungsspiegel 4. Da der Resonator mit dem Totalreflexionsspiegel 3 und dem Auskoppelungsspiegel 4 als aktives Material das angeregte Lasermaterial 1 enthält, kann die Laserschwingung hervorgerufen werden. In der in Fig. 2 dar­ gestellten Ebene ist der durch den Totalreflexionsspiegel 3 und den Auskoppelungsspiegel 4 gebildete Resonator ein instabiler Resonator. Ferner kann der Resonator in einer zu der Zeichenebe­ ne von Fig. 2 senkrechten Richtung als Wellenleiter-Resonator dienen. Der Resonator ist somit ein instabiler Hybridresonator in Wellenleiterausführung. Durch die Ausnehmung 41a des Auskop­ pelungsspiegels 4 hindurch wird ein Laserstrahl aus dem Resona­ tor ausgegeben bzw. ausgekoppelt. Es sei angenommen, daß der Ab­ stand zwischen den Elektroden 71 und 72 2 mm beträgt und die Ab­ stände zwischen, den Rändern der Elektroden 71 und 72 und dem Rand der Ausnehmung 41a des Auskoppelungsspiegels 4 mit der kon­ vexen Spiegelfläche 2 mm sind. Infolgedessen ist es möglich, an der Ausnehmung 41a ein quadratisches Laserlichtbündel mit einer Seitenlänge von ungefähr 2 mm herauszuleiten. In einem gewissen Abstand vom Resonator wird dieses Laserlichtbündel zu einem im wesentlichen kreisförmigen Lichtbündel.

Bei der beschriebenen Laservorrichtung tritt durch Beugung im Resonator auf der in Querrichtung des Resonators außen liegenden Seite eines Laserlichtstrahls 511 Licht mit geringer Intensität auf, das durch die vom Resonator her vorgegebene, das Laser­ lichtbündel begrenzende Auskoppelapertur nicht abgeschattet wird.

Die Phase dieses Lichtes zeigt starke Schwankungen, so daß die­ ses Licht bei dem Austreten aus, dem Resonator und der Ausbrei­ tung Störungen des Laserlichtbündels außerhalb des Resonators verursachen kann. Daher ist das aus dem Resonator herausgeleite­ te Laserlichtbündel ein in bezug auf die instabile Querrichtung des Resonators nicht symmetrisches Bündel. Folglich besteht ein Problem darin, daß das Laserlichtbündel an einer Stelle in einem gewissen Abstand von der Laservorrichtung eher die Form eines verformten Kreises als eine kreisförmige Form hat.

Eine Laservorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Pa­ tentanspruch 1 ist ferner bekannt durch die Veröffentlichung JP 3-208384 A. Bei dieser bekannten Laservorrichtung sind sowohl der Totalreflexionsspiegel als auch der Auskoppelungsspiegel des Resonators konkav, so daß es sich bei diesem Resonator um einen instabilen, im negativen Zweig des Stabilitätsdiagramms arbei­ tenden Resonator handelt. Schließlich ist auch durch die Veröf­ fentlichung "Laser und Optoelektronik" 23 (3)/(1991), Seiten 68 bis 72 und 79 bis 81, eine Laservorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 bekannt. Bei dem Resonator dieser bekannten Laservorrichtung ist der Auskoppelungsspiegel ebenso wie bei der anhand der Fig. 2 und 3 erläuterten be­ kannten Laservorrichtung konvex. Das vorstehend anhand der La­ servorrichtung gemäß den Fig. 2 und 3 erläuterte Problem tritt auch bei diesen weiteren bekannten Laservorrichtungen auf.

Durch die Veröffentlichung JP 3-23685 A ist eine Laservorrich­ tung bekannt, bei der das austretende Laserlichtbündel mittels eines aus zwei Linsen bestehenden Strahlaufweiters aufgeweitet wird. Eine abschattende bzw. strahlbegrenzende Funktion haben dabei die Linsen des Strahlaufweiters nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Strahlqualität des austretenden Laserlichtbündels bei einer Laservorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Laservorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Mittels der zusätzlich bei der erfindungsgemäßen Laservorrichtung vorgesehenen Abschattungsvor­ richtung kann von dem aus dem Resonator austretenden Laserlicht­ bündel oder bereits im Resonator das Licht mit gestörter Phasen­ lage abgeschattet werden, so daß praktisch ausschließlich Licht mit gleichförmiger Phase herausgeleitet wird. Es ist somit mög­ lich, ein Laserlichtbündel zu erhalten, das in Bezug auf die in­ stabile Richtung des Resonators symmetrisch ist. Weiterhin er­ möglicht es die Abschattungsvorrichtung, ein unabhängig von Stö­ rungen der Neigungswinkel des Totalreflexionsspiegels und/oder des Auskopplungsspiegels stabiles bzw. gleichmäßiges Laserlicht­ bündel abzugeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekenn­ zeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Laservorrichtung gemäß ei­ nem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine herkömmliche Laservorrich­ tung.

Fig. 3 ist eine Ansicht eines Schnittes durch die in Fig. 2 ge­ zeigte Laservorrichtung in einer zur optischen Achse senkrechten Richtung.

Fig. 4(a) ist eine grafische Darstellung, die berechnete Werte für die radiale Intensitätsverteilung eines Laserlichtbündels in dem Fall zeigt, daß keine Abschattungsplatte verwendet wird.

Fig. 4(b) ist eine grafische Darstellung, die berechnete Werte für die radiale Intensitätsverteilung eines Laserlichtbündels in dem Fall zeigt, daß eine Abschattungsplatte verwendet wird.

Fig. 5(a) zeigt die Form eines Laserlichtbündels in dem Fall, daß keine Abschattungsplatte verwendet wird.

Fig. 5(b) zeigt die Form des Laserlichtbündels in dem Fall, daß eine Abschattungsplatte verwendet wird.

Fig. 6 bis 19 zeigen jeweils eine Draufsicht auf eine Laservor­ richtung gemäß einem 2. bis 15. Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung.

Fig. 20 ist eine Ansicht eines Schnittes entlang einer Linie A-A in Fig. 19.

Fig. 21 bis 23 zeigen jeweils eine Draufsicht auf eine Laservor­ richtung gemäß einem 16. bis 18. Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung.

1. Ausführungsbeispiel

Die Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die das 1. Ausführungsbei­ spiel der Erfindung darstellt. Die Fig. 1 zeigt einen konkaven Totalreflexionsspiegel 31 und einen konkaven Auskoppelungsspie­ gel 41, an dessen oberem Rand eine Ausnehmung 411 eingekerbt ist und der eine Totalreflexionsverspiegelung aufweist. Der Totalre­ flexionsspiegel 31 und der Auskoppelungsspiegel 41 bilden einen instabilen, im negativen Zweig des Stabilitätsdiagramms arbei­ tenden Resonator mit Strahlüberkreuzung. Als Abschattungsvor­ richtung ist eine Abschattungsplatte 5 oberhalb der Ausnehmung 411 des Auskoppelungsspiegels 41 in einem vorbestimmten Abstand zu diesem angeordnet. In Fig. 1 ist ein aktives Lasermaterial 1 gezeigt, das in einem Entladungsraum zwischen dem Totalrefle­ xionsspiegel 31 und dem Auskoppelungsspiegel 41 eingefügt ist. Der Totalreflexionsspiegel 31 befindet sich an einem ersten Ende des Entladungsraumes und der Auskoppelungsspiegel 41 befindet sich am anderen, zweiten Ende des Entladungsraumes.

Es wird nun die Funktion beschrieben. In der auf vorstehend be­ schriebene Weise gestalteten Laservorrichtung gemäß dem 1. Aus­ führungsbeispiel kann Licht durch stimulierte Emission dadurch erzeugt werden, daß eine Laseroszillation des aktiven Lasermate­ rials 1 hervorgerufen wird. Das erzeugte stimulierte Emissions­ licht wird durch den Auskoppelungsspiegel 41 reflektiert und verstärkt und das verstärkte stimulierte Emissionslicht wird von dem Totalreflexionsspiegel 31 reflektiert, wodurch sich kolli­ miertes bzw. parallel gerichtetes Licht ergibt. Die parallel ge­ richteten Laserlichtstrahlen pflanzen sich in Richtung zum Aus­ koppelungsspiegel 41 fort und werden zum Teil durch die Ausneh­ mung 411 des Auskoppelungsspiegels 41 hindurch aus dem Resonator ausgegeben.

In diesem Fall wird am Rand der Ausnehmung 411 reflektiertes Licht durch den Totalreflexionsspiegel 31 reflektiert und das von diesem reflektierte Licht wieder durch den Auskoppelungs­ spiegel 41 reflektiert. Ferner wird das von dem Auskoppelungs­ spiegel 41 wieder reflektierte Licht erneut durch den Totalre­ flexionsspiegel 31 reflektiert. Infolgedessen bildet dieses Re­ flexionslicht ein geometrisch und optisch am weitesten außen liegendes Laserlichtbündel in dem Resonator, wobei ein einzelner Laserlichtstrahl dieses am weitesten außen liegenden Laserlicht­ bündels mit Strahl 521 bezeichnet ist.

Andererseits wird in der Laservorrichtung nach Fig. 1 durch Beu­ gung Licht mit geringer Intensität selbst außerhalb des Strahles 521 des geometrisch und optisch am weitesten außen liegenden La­ serlichtbündels erzeugt. Die Phase dieses Lichtes mit geringer optischer Energie zeigt starke Schwankungen, so daß dieses Licht bei dem Austreten und Ausbreiten aus dem Resonator Störungen des Laserlichtbündels außerhalb des Resonators verursachen kann. Es ist daher erforderlich, zum Bilden des gewünschten Laserlicht­ bündels zu verhindern, daß Licht außerhalb des Strahls 521, d. h. auf der in Querrichtung des Entladungsraumes außen liegenden Seite des Laserlichtbündels, aus dem Resonator ausgegeben wird. Zu diesem Zweck ist die Abschattungsplatte 5 vorgesehen, die auf beliebige Weise an einer (nicht gezeigten) Spiegelhalterung des Auskoppelungsspiegels 41 angebracht ist.

Die Fig. 4(a) ist eine grafische Darstellung, die eine Computer­ simulation einer Intensitätsverteilung eines aus dem Resonator abgegebenen Laserlichtbündels in dem Fall veranschaulicht, daß die Abschattungsplatte 5 nicht verwendet wird. Die Fig. 4(b) ist eine grafische Darstellung, die die Computersimulation der In­ tensitätsverteilung des aus dem Resonator abgegebenen Laser­ lichtbündels in dem Fall veranschaulicht, daß die Abschattungs­ platte 5 eingesetzt ist. Aus den Fig. 4(a) und 4(b) ist er­ sichtlich, daß im Falle der Verwendung der Abschattungsplatte 5 der Spitzenwert der Strahlintensität in der Mitte des Laser­ lichtbündels liegt, so daß sich eine symmetrische Intensitäts­ verteilung ergibt, während in dem Fall, daß die Abschattungs­ platte 5 nicht verwendet wird, der Spitzenwert der Strahlinten­ sität von der Mitte des Laserlichtbündels weg versetzt ist, was eine asymmetrische Intensitätsverteilung ergibt.

Wenn die Laservorrichtung ohne die Abschattungsplatte 5 und mit dieser betrieben wurde, wurden als Versuchsergebnisse die glei­ chen Werte wie die in Fig. 4(a) und (b) dargestellten Computer­ simulationswerte erhalten. Ohne Verwendung der Abschattungsplat­ te 5 hatte das Laserlichtbündel gemäß Fig. 5(a) eine verzerrte Kreisform, während bei Verwendung der Abschattungsplatte 5 das Laserlichtbündel gemäß Fig. 5(b) Kreisform hatte. Dadurch wurde nachgewiesen, daß das aus dem Resonator abgegebene Laserlicht­ bündel ohne die Abschattungsplatte 5 asymmetrisch und mit der Abschattungsplatte 5 symmetrisch ist.

Ferner ist es möglich, durch Anbringen der Abschattungsplatte 5 die Stabilität des Strahlenmodes sowie auch der Ausgangsleistung trotz fehlerhafter Neigungswinkel des Totalreflexionsspiegels 31 und des Auskoppelungsspiegels 41 zu verbessern.

Vorstehend ist beschrieben, daß die Abschattungsplatte 5 fest angebracht ist. Es besteht jedoch keine Einschränkung auf diese Ausführungsform. Vielmehr kann die Abschattungsplatte 5 in Quer­ richtung des Entladungsraumes bewegbar angebracht sein, d. h., in einer in Fig. 1 durch einen Pfeil A dargestellten Richtung. Da in diesem Fall die Lage der Abschattungsplatte 5 eingestellt werden kann, kann eine verbesserte Symmetrie des Laserlichtbün­ dels erzielt werden.

2. Ausführungsbeispiel

Bei dem 1. Ausführungsbeispiel ist die Abschattungsplatte 5 an einem instabilen, im negativen Zweig des Stabilitätsdiagramms arbeitenden Resonator angebracht. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt. Vielmehr ist es gemäß dem 2. Ausführungsbeispiel möglich, die gleiche Wirkung dadurch zu erreichen, daß gemäß Fig. 6 die Abschattungsplatte 5 an einem instabilen, im positiven Zweig des Stabilitätsdiagramms arbei­ tenden Resonator (ohne Strahlüberkreuzung) mit einem konkaven Totalreflexionsspiegel 31 und einem konvexen Auskoppelungsspie­ gel 41 angebracht wird. Ein solcher Resonator wurde in Verbin­ dung mit der herkömmlichen Laservorrichtung nach Fig. 2 be­ schrieben. Daher wird dieser Resonator nicht erneut erläutert. Ferner sind für die Komponenten nach Fig. 6, die mit Komponenten des in Fig. 1 dargestellten 1. Ausführungsbeispiel identisch sind, die gleichen Bezugszeichen verwendet, wobei deren Be­ schreibung weggelassen ist.

3. Ausführungsbeispiel

Bei dem in Fig. 1 gezeigten 1. Ausführungsbeispiel und dem in Fig. 6 gezeigten 2. Ausführungsbeispiel ist die Abschattungs­ platte 5 jeweils an im wesentlichen der gleichen Stelle wie der Auskoppelungsspiegel 41 angeordnet. Gemäß dem 3. Ausführungsbei­ spiel kann jedoch als Abschattungsvorrichtung gemäß Fig. 7 eine Abschattungsplatte 51 außerhalb des Resonators angeordnet wer­ den. Auch in diesem Fall kann durch die Abschattungsplatte 51 das Licht abgefangen werden, dessen Phase starke Schwankungen zeigt und das außerhalb des Strahles 521 in dem am weitesten au­ ßen liegenden Teil des Resonators verläuft. Daher ist es mög­ lich, einen symmetrischen Laserstrahl zu bilden.

4. Ausführungsbeispiel

Alternativ kann gemäß dem 4. Ausführungsbeispiel auf die in Fig. 8 dargestellte Weise eine Abschattungsvorrichtung 52 in dem Re­ sonator angebracht werden. In diesem Fall kann die Abschattungs­ vorrichtung 52 mittels einer Entladungsröhrenwandung einer Gas- Laservorrichtung gehalten werden.

5. Ausführungsbeispiel

Außerdem kann nach Fig. 9 gemäß dem 5. Ausführungsbeispiel eine Abschattungsplatte 53 nahe dem Totalreflexionsspiegel 31 zum Kollimieren des Laserlichtes angebracht werden.

6. Ausführungsbeispiel

Wenn ein instabiler, im negativen Zweig des Stabilitätsdiagramms arbeitender Resonator verwendet wird, kann gemäß dem 6. Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 10 eine Abschattungsplatte 54 im Bereich des Auskoppelungsspiegels 41 auf dessen von der Ausnehmung 411 abgewandter Seite angebracht werden. Auch in diesem Fall ist es möglich, an dem am weitesten außen liegenden Teil des Resonators das Licht abzufangen, dessen Phase starke Schwankungen zeigt, und damit ein symmetrisches Laserlichtbündel zu erhalten.

7. Ausführungsbeispiel

Gemäß dem 7. Ausführungsbeispiel kann nach Fig. 11 eine Abschat­ tungsvorrichtung 55 auf der von der Ausnehmung 411 des Auskoppe­ lungsspiegels 41 abgewandten Seite des Resonators angebracht werden. In diesem Fall ist es wie gemäß Fig. 10 möglich, das an der Außenseite des Strahlte 521 verlaufende Licht abzufangen, dessen Phase starke Schwankungen zeigt. Daher kann ein symmetri­ scher Laserstrahl erzielt werden.

8. Ausführungsbeispiel

Gemäß dem 8. Ausführungsbeispiel kann nach Fig. 12 zum Kollimie­ ren des Laserstrahls eine Abschattungsplatte 56 am ersten Ende des Entladungsraumes auf der von der Ausnehmung 411 des Auskop­ pelungsspiegels 41 abgewandten Seite angebracht werden.

9. Ausführungsbeispiel

Bei dem 1. bis 8. Ausführungsbeispiel ist die Abschattungsplatte bzw. Abschattungsvorrichtung von dem Totalreflexionsspiegel oder dem Auskoppelungsspiegel gesondert angebracht. Gemäß dem 9. Aus­ führungsbeispiel kann jedoch nach Fig. 13 auf den Totalrefle­ xionsspiegel 31 ein Entspiegelungsbelag 311 derart aufgebracht werden, daß das außerhalb des Strahles 521 verlaufende Licht ab­ gefangen wird, dessen Phase schwankt. Da es in diesem Fall nicht erforderlich ist, besondere Abschattungsbauteile vorzusehen, kann damit die Laservorrichtung weiter vereinfacht werden.

10. Ausführungsbeispiel

Wenn ein instabiler, im negativen Zweig des Stabilitätsdiagramms arbeitender Resonator verwendet wird, kann gemäß dem 10. Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 14 auf der von der Strahlaustrittsseite, d. h. von der Ausnehmung 411 abgewandten Seite am Totalrefle­ xionsspiegel 31 ein Entspiegelungsbelag 312 aufgebracht werden, um das außerhalb des Strahles 521 verlaufende Licht abzufangen, dessen Phase schwankt.

11. Ausführungsbeispiel

Alternativ kann gemäß dem 11. Ausführungsbeispiel für das Abfan­ gen des mit schwankender Phase außerhalb des Strahles 521 ver­ laufenden Lichtes ein Entspiegelungsbelag 412 gemäß Fig. 15 auf der von der Strahlaustrittsseite, d. h. von der Ausnehmung 411 abgewandten Seite am Auskoppelungsspiegel 41 aufgebracht werden.

12. Ausführungsbeispiel

Bei dem 9. bis 11. Ausführungsbeispiel wird auf eine Spiegelflä­ che des Totalreflexionsspiegels 31 oder des Auskoppelungsspie­ gels 41 ein Entspiegelungsbelag aufgebracht. Alternativ kann ge­ mäß dem 12. Ausführungsbeispiel an dem Totalreflexionsspiegel 31 nach Fig. 16 eine Ausnehmung 321 ausgebildet werden, um Refle­ xionslicht derart auszuschalten, daß im wesentlichen das an der Außenseite des Strahles 521 verlaufende Licht abgeschattet wird, dessen Phase schwankt. Da es in diesem Fall nicht erforderlich ist, für das Abschatten zusätzliche Abschattungsbauteile vorzu­ sehen oder einen Entspiegelungsbelag aufzubringen, kann die La­ servorrichtung weiter vereinfacht werden.

13. Ausführungsbeispiel

Alternativ kann gemäß Fig. 17 bei der Verwendung des instabilen Resonators mit Strahlüberkreuzung gemäß dem 13. Ausführungsbei­ spiel an dem Totalreflexionsspiegel 31 eine Ausnehmung 331 an der von der Strahlaustrittsseite abgewandten Seite ausgebildet werden.

14. Ausführungsbeispiel

Als weitere Alternative kann gemäß dem 14. Ausführungsbeispiel bei der Verwendung eines instabilen Resonators mit Strahlüber­ kreuzung gemäß Fig. 18 an dem Auskoppelungsspiegel 42 an der von der Strahlaustrittsseite abgewandten Seite eine Ausnehmung 422 ausgebildet werden.

15. Ausführungsbeispiel

Die Fig. 19 zeigt das 15. Ausführungsbeispiel, während die Fig. 20 eine Ansicht eines Schnittes entlang einer Linie A-A nach Fig. 19 ist. In Fig. 19 und 20 sind mit 11 Elemente bezeichnet, die den Entladungsraum begrenzen, in den das aktive Lasermateri­ al 1 eingebracht ist, und mit 51a und 61a sind Halteelemente be­ zeichnet, die die beiden Elemente 11 in einem vorbestimmten Ab­ stand halten. Die Halteelemente 51a und 61a für das Aufrechter­ halten eines Spaltes in dem Entladungsraum können zumindest zum Teil dazu verwendet werden, das außerhalb des Strahles 521 ver­ laufende Licht abzuschatten, dessen Phase stark schwankt, was eine besonders einfache Abschattungsvorrichtung ergibt.

16. Ausführungsbeispiel

Die Fig. 21 stellt das 16. Ausführungsbeispiel dar, bei dem auf ein Laserlicht-Durchlaßelement ein Reflexionsfilm 432 zum Bilden des Auskoppelungsspiegels 41 aufgebracht ist. An dem oberen Ende des Auskoppelungsspiegels 41 ist durch Weglassen des Reflexions­ films 432 ein Durchlaßbereich 431 gebildet, oberhalb dessen ein Abschattungsfilm 57 aufgebracht ist. Dieser Abschattungsfilm 57 kann dazu benutzt werden, das an der Außenseite des Strahls 521 verlaufende Licht mit den starken Phasenschwankungen abzufangen.

17. Ausführungsbeispiel

Gemäß dem 17. Ausführungsbeispiel ist bei einem Gaslaser als Strahlaustrittsteil ein Austrittsfenster 58 gemäß Fig. 22 erfor­ derlich. In diesem Fall kann zum Abschatten des an der Außensei­ te des Strahls 521 verlaufenden Lichtes mit den starken Phasen­ schwankungen ein Abschattungsfilm 581 auf das Austrittsfenster 58 aufgebracht werden.

18. Ausführungsbeispiel

Die Abschattungsplatte 5 wird möglicherweise durch eine hohe La­ serausgangsleistung der Laservorrichtung erwärmt. Wenn jedoch gemäß Fig. 23 ein Kühlwasserrohr 513 an der Abschattungsplatte 5 als Kühlvorrichtung zu deren Kühlung gemäß dem 18. Ausführungs­ beispiel angebracht wird, lassen sich die durch eine Überhitzung verursachten Nachteile, z. B. eine Verformung der Abschattungs­ platte 5 vermeiden. Selbstverständlich kann die Abschattungs­ platte 5 auch mittels einer Luftkühlungsvorrichtung für das Zu­ führen von kalter Luft gekühlt werden.

Das 1. bis 18. Ausführungsbeispiel wurde unter Bezugnahme auf einen Fall beschrieben, bei dem ein Laserlichtbündel in der in­ stabilen Richtung des Resonators den gleichen Durchmesser hat wie in der dazu senkrechten Richtung, d. h., das Laserlichtbündel einen kreisförmigen Querschnitt hat. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine Laservorrichtung beschränkt, bei der die Bündel­ durchmesser in beiden Richtungen miteinander identisch sind, so daß die Erfindung auch bei einer Laservorrichtung angewandt wer­ den kann, bei der die Bündeldurchmesser in den beiden Richtungen voneinander verschieden sind. Mit der Erfindung kann ein in der instabilen Richtung des Resonators symmetrisches Laserlichtbün­ del auch dann erzielt werden, wenn die Bündeldurchmesser in den beiden Richtungen voneinander verschieden sind. Infolgedessen wird das Laserlichtbündel in beiden Richtungen symmetrisch, so daß es eine elliptische Querschnittsform hat. Mittels eines Spiegels oder einer Linse kann das elliptische Laserlichtbündel zu einem kreisförmigen Laserlichtbündel geformt werden.

Ferner wurden die Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Gas-Laservorrichtung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf den Gaslaser begrenzt und kann ebenso auch bei einer Laser­ vorrichtung angewandt werden, deren aktives Lasermaterial eine Festkörperplatte mit flachem Querschnitt ist, die in einer Rich­ tung als instabiler Resonator betrieben wird. In diesem Fall können die gleichen Wirkungen wie bei den Ausführungsbeispielen erzielt werden.

Claims (11)

1. Laservorrichtung mit einem Entladungsraum, in dem ein zur Ab­ gabe von Licht durch stimulierte Emission anregbares Lasermate­ rial (1) angeordnet ist, und einem instabilen Resonator, der ei­ nen an einem ersten Ende des Entladungsraumes angeordneten To­ talreflexionsspiegel (31) zum Reflektieren des stimulierten Emissionslichtes sowie einen am anderen, zweiten Ende des Entla­ dungsraumes angeordneten Auskoppelungsspiegel (41) aufweist, wo­ bei der Auskoppelungsspiegel an seinem Rand eine Ausnehmung (411) oder einen Durchlaßbereich (431) aufweist, durch die bzw. den ein Laserlichtbündel aus parallelen, vom Totalreflexions­ spiegel reflektierten Laserlichtstrahlen aus dem Resonator aus­ treten kann, gekennzeichnet durch eine Abschattungsvorrichtung (5, 51 bis 57, 311, 312, 321, 331, 412, 422, 581, 51a) zum Abschatten von durch Beugung im Resona­ tor erzeugtem Licht auf der in Querrichtung des Entladungsraumes außen liegenden Seite des Laserlichtbündels, wobei die Abschat­ tungsvorrichtung zusätzlich zu einer vom Resonator her vorgege­ benen Auskoppelapertur vorgesehen ist.

2. Laservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschattungsvorrichtung (5, 51, 57, 581) am zweiten Ende des Entladungsraumes auf der Seite der Ausnehmung (411) des Auskop­ pelungsspiegels (41) angebracht ist.

3. Laservorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Resonator ein in­ stabiler, im negativen Zweig des Stabilitätsdiagramms arbeiten­ der Resonator ist und wobei der Totalreflexionsspiegel (31) und der Auskoppelungsspiegel (41) jeweils konkav ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschattungsvorrichtung (54, 412, 422) am zweiten Ende des Entladungsraumes auf der von der Ausnehmung (411) des Auskoppelungsspiegels (41) abgewandten Sei­ te angebracht ist.

4. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschattungsvorrichtung (5) bewegbar an­ gebracht ist.

5. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn­ zeichnet durch eine Kühlvorrichtung (513) zum Kühlen der Ab­ schattungsvorrichtung (5).

6. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschattungsvorrichtung durch einen Ent­ spiegelungsbelag (311, 312, 412) gebildet ist, der auf dem To­ talreflexionsspiegel (31) auf der Seite der Ausnehmung (411) des Auskoppelungsspiegels (41) und/oder auf der davon abgewandten Seite und/oder auf dem Auskoppelungsspiegel (41) auf der von dessen Ausnehmung (411) abgewandter Seite aufgebracht ist.

7. Laservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschattungsvorrichtung eine am Totalreflexionsspiegel (31) auf der Seite der Ausnehmung (411) des Auskoppelungsspiegels (41) ausgebildete weitere Ausnehmung (321) ist.

8. Laservorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschattungsvorrichtung eine am Auskoppelungsspiegel (41) auf der von der Ausnehmung (411) desselben abgewandten Seite ausgebildete weitere Ausnehmung (422) ist.

9. Laservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschattungsvorrichtung ein den Entladungsraum begrenzendes Halteelement (51a, 61a, 52, 55) ist, das an einer vorbestimmten Stelle angeordnet ist.

10. Laservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auskoppelungsspiegel (41) ein Laserlicht-Durchlaßelement enthält, auf das unter Aussparung des Durchlaßbereiches (431) ein Reflexionsfilm (432) aufgebracht ist, und daß als Abschattungs­ vorrichtung an einer vorbestimmten Stelle des Durchlaßelementes ein Abschattungsfilm (57) aufgebracht ist.

11. Laservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschattungsvorrichtung ein Abschattungsfilm (581) ist, der an einer vorbestimmten Stelle eines zusätzlich zum Auskoppe­ lungsspiegel (41) vorgesehenen Austrittsfensters (58) angebracht ist.