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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Laser. Spezieller betrifft die vorliegende
Erfindung Systeme und Verfahren zum Verbessern des Leistungsverhaltens
von Hochleistungslasern.
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Beschreibung des Standes der Technik:
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In
Niederleistungssystemen ist räumliches
Filtern verwendet worden, um die Strahlqualität eines Laserstrahls zu verbessern.
Dieser Ansatz beseitigt einfach den Abschnitt des Strahls, der außerhalb
der gewünschten
mittigen Strahlungskeule im Fernfeld liegt, wodurch der Wirkungsgrad
des Lasers vermindert wird. Dieser Ansatz ist unglücklicherweise
für Hochleistungslaser
aufgrund der erforderlichen Überschussleistung und
dem Aufheizen der Blockieröffnung
unmöglich.
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Andere
Ansätze
haben eine Einstellung verschiedener Design-Parameter einbezogen,
um die Wiedergabetreue zu verbessern. Die Design-Parameter für Phasenkonjugations-Laser
umfassten eine Anzahl von Parametern des einfallenden Strahls, so
wie Strahldivergenz, Strahldurchmesser, Polarisationszustand, Pulsform
und -format, Wellenlänge,
Aberrationsform oder -ordnung, Kohärenz usw. Andere Design-Parameter,
die eingestellt werden könnten,
umfassen Parameter des Konjugators, so wie die Länge des nichtlinearen Mediums,
Geometrien der Strahlwechselwirkungen innerhalb des nichtlinearen
Mediums, so wie Fokus, Strahlschnittpunkt, Länge des Strahlüberlappbereiches,
Winkel zwischen Strahlen, Wahl des nichtlinearen Mediums, usw.
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Dieser
Ansatz erzwingt unglücklicherweise
ungewünschte
Kompromisse im Design. Darüber
hinaus ist dieser Ansatz bislang hinsichtlich der Erreichung der
erforderlichen Wiedergabetreue für
derzeitige und zukünftige
Anwendungen erfolglos geblieben.
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Es
besteht daher ein Bedarf im Stand der Technik an einem System oder
Verfahren zum Verbessern der Phasenkonjugations-Wiedergabetreue
in Hochleistungs-Phasenkonjugations-Lasern
und anderen elektro-magnetischen Systemen.
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Ein
Phasenkonjugations-Steueroszillator/Leistungsverstärker mit
einem Raumfilter ist aus
WO 88/07778 bekannt.
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ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Dem
Bedarf im Stand der Technik wenden sich die Lehren der vorliegenden
Erfindung zu, die in Anspruch 1 definiert ist. Ein Filter ist angepasst,
um die Winkelaufspreizung der nichtkonjugierten Energie in einem
Strahl zu erhöhen
und diese Energie zu unterdrücken,
um den Wirkungsgrad des Systems zu verbessern.
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Der
Filter kann erste und zweite Linsen, einen räumlich abhängigen Strahlabschneider, der
in dem Fokusbereich zwischen den Linsen angeordnet ist, um die nichtkonjugierte
Energie zu unterdrücken,
und einen Aberrator aufweisen, um die Winkelspreizung des Strahls
zu erhöhen.
Der räumlich
abhängige
Strahlabschneider kann eine opake Platte mit einer Lochblendenöffnung durch
diese hindurch aufweisen. Der Aberrator kann mit einer verzerrenden
Optik, einem Laser-Verstärker
oder einem anderen geeigneten Mechanismus implementiert sein. Ebenso
können
die Linsen und der räumlich
abhängige
Strahlabschneider durch ein hoch winkelselektives dickes Bragg-Gitter
oder eine andere geeignete Anordnung ersetzt sein. Ein Phasenkonjugations-Steueroszillator/Leistungsverstärker-Laser-Aufbau
wird offenbart. In einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel
umfasst der neue Aufbau Folgendes: einen Steueroszillator, der angepasst
ist, um einen Laserstrahl auszugeben; eine Leistungsverstärker-Strahllinie
in optischer Ausrichtung mit dem Strahl; einen Schleifen-Phasenkonjugationsspiegel
zum Erzeugen eines Strahls mit phasenkonjugierter Energie und nichtkonjugierter
Energie; und zumindest einen Raumfilter in Ausrichtung mit dem Verstärker. Der
Filter ist angepasst, um die Winkelspreizung der nichtkonjugierten
Energie in einem Strahl zu erhöhen
und diese Energie zu unterdrücken,
um den Wirkungsgrad des Systems zu verbessern. In einer speziellen
Implementierung umfasst die Strahllinie mehrere Verstärker, wobei
zwischen jedem einer der neuen Raumfilter angeordnet ist.
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Ein
Schleifen-Phasenkonjugations-Resonator wird ebenso offenbart. Ein
Resonator kann Folgendes umfassen: einen Mechanismus zum Bereitstellen
eines Interferenzmusters; einen Verstärker in Ausrichtung mit dem
Mechanismus zum Bereitstellen eines Interferenzmusters; und einen
Raumfilter in Ausrichtung mit dem Verstärker, und der angepasst ist,
um die Winkelspreizung der nichtkonjugierten Energie in einem Strahl zu
erhöhen,
der dadurch verstärkt
wird, und um die aufgespreizte nichtkonjugierte Energie in dem Strahl
zu unterdrücken.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
einen 2-Pass-Phasenkonjugations-Steueroszillator/Leistungsverstärker (PC
MOPA), der in Übereinstimmung
mit den herkömmlichen
Lehren implementiert ist.
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2 zeigt
ein optisches Schaltbild des Schleifen-Phasenkonjugationsspiegel-Schemas, das auf
thermischer Nichtlinearität
in Flüssigkeiten
basiert.
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3 ist
ein optisches Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines beispielhaften
PC-MOPA-Designs in Übereinstimmung
mit einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel der Lehren der
vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt
ein veranschaulichendes Ausführungsbeispiel
eines Raumfilters, der dazu ausgestaltet ist, die Wiedergabetreue
eines Konjugators in Übereinstimmung
mit den Lehren der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
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5 zeigt
ein alternatives Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Lehren, bei dem die Aberration durch mehrere Verstärker herbeigeführt wird.
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6 zeigt
ein optisches Schaltbild eines Schleifen-PCM mit einem Aberrator
und einem Raumfilter, der in den Schleifen-Resonator in Übereinstimmung
mit einem alternativen Ausführungsbeispiel
der Lehren der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Veranschaulichende
Ausführungsbeispiele
und beispielhafte Anwendungen werden nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, um die vorteilhaften Lehren der vorliegenden Erfindung
zu offenbaren.
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Während die
vorliegende Erfindung hierin mit Bezug auf veranschaulichende Ausführungsbeispiele
für spezielle
Anwendungen beschrieben wird, versteht es sich, dass die Erfindung
nicht hierauf beschränkt
ist. Fachleute, die Zugang auf die hierin bereitgestellten Lehren
haben, werden zusätzliche
Modifikationen, Anwendungen und Ausführungsbeispiele innerhalb des
Umfangs derselben und zusätzliche
Gebiete erkennen, in denen die vorliegende Erfindung von signifikanter
Nützlichkeit
sein wird.
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Nichtlineare
optische Phasenkonjugation ist ein Echtzeit-Prozess, der einen konjugierten
optischen Strahl erzeugt (andere verwendete Namen sind „zeitumgekehrter" und „wellenfront-
oder phasenumgekehrter" Replika-Strahl),
der eine umgekehrte Wellenfront (Phase) aufweist und sich relativ
zu dem einfallenden optischen Strahl rückwärts ausbreitet. Der Prozess
der nichtlinearen optischen Phasenkonjugation ist bekannt im Stand
der Technik und in vielen Referenzen beschrieben, einschließlich bspw.: „Nonlinear
Optical Phase Conjugation" [„nichtlineare
optische Phasenkonjugation"],
veröffentlicht
von D. M. Pepper in Optical Engineering, Band 21, Nr. 2, Seite 156,
1982, und Optical Phase Conjugation [„optische Phasenkonjugation"], veröffentlicht von
R. A. Fisher (Herausgeber), in Academic Press, New York, 1983.
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Nichtlineare
optische Verfahren, hauptsächlich
nichtlineare dynamische Holographie und Verfahren der stimulierten
Streuung werden typischerweise für
die nichtlineare optische Phasenkonjugation verwendet. Mit mathematischen
Ausdrücken
wird ein idealer Phasenkonjugations-Prozess wie folgt beschrieben:
wobei E
IN und
E
C die elektro-magnetischen Vektorfelder
des einfallenden bzw. konjugierten Strahls sind;
E(r) die komplexe
Vektoramplitude ist;
A(r) die Vektoramplitude ist;
φ(r) die
Phase ist; und
ω und
k die Winkelfrequenz bzw. die Wellenzahl sind.
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Der
Phasenkonjugations-Prozess spielt eine wichtige Rolle in der Laserphysik
und -optik. Eine Vorrichtung, die den Phasenkonjugations-Effekt
realisiert, wird als Phasenkonjugationsspiegel (PCM) bezeichnet, was
bedeutet, dass sie wie ein Spiegel wirkt, der eine „Reflexion" eines einfallenden
Strahls bewirkt, jedoch mit den oben beschriebenen Phasenkonjugations-Merkmalen.
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Jeder
reale Phasenkonjugations-Prozess ist nicht ideal, und der reflektierte
Strahl (E
OUT), der von einem Phasenkonjugationsspiegel
kommt (rückwärts in Bezug
auf den einfallenden Strahl, E
IN), trägt den konjugierten
Strahl gleichzeitig räumlich
vermischt mit nichtkonjugierten Komponenten. Phasenkonjugations-Wiedergabetreue
ist ein quantitativer Parameter, der die Fähigkeit eines PCM charakterisiert,
einen Strahl mit einer Phasenfront zurücklaufen zu lassen, der eine
exakte Konjugierte des Eingabe-Strahls ist. Eine exakte Definition
der Phasenkonjugations-Wiedergabetreue (x) ist wie folgt gegeben:
wobei E
IN und
E
OUT die Vektorprofile der komplexen Amplitude
der elektrischen Felder des einfallenden und reflektierten Strahls
und P
IN und P
OUT die
einfallende und reflektierte Leistung sind.
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Die
Phasenkonjugations-Wiedergabetreue ist der Bruchteil der in einem
reflektierten Strahl enthaltenen Leistung, der zu dem einfallenden
Strahl konjugiert ist. Der maximal erreichbare Wert der Phasenkonjugations-Wiedergabetreue
ist offensichtlich 100%.
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Phasenkonjugations-MOFA-Aufbau
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Nichtlineare
optische Phasenkonjugation wird herkömmlicherweise dazu verwendet,
die optischen Aberrationen in einem verzerrenden Medium zu korrigieren,
so wie einem stark gepumpten Festkörperverstärker oder einer Kette von Verstärkerelementen,
die auch als Verstärker-„Strahllinie” bekannt
ist. Ein Laser-Aufbau, der einen Phasenkonjugationsspiegel in dieser
Anwendung verwendet, ist in 1 dargestellt.
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1 zeigt
einen 2-Pass-Phasenkonjugations-Steueroszillator/Leistungsverstärker (PC
MOPA), der in Übereinstimmung
mit herkömmlichen
Lehren implementiert ist. Die wesentlichen Merkmale und die Theorie der
Funktionsweise des PC-MOPA-Aufbaus
sind beschrieben in „Correction
of Phase Aberrations via Stimulated Brillouin Scattering" [„Korrektur
von Phasenaberrationen mittels stimulierter Brillouin-Streuung"], veröffentlicht
von V. Wang und C. R. Guiliano in Optics Letters 2, Seite 4 (1978); „Solid-State
Laser Power Scaling Using Phase Conjugation” [„Festkörperlaser-Skalierung unter Verwendung von Phasenkonjugation"], veröffentlicht
von D. A. Rockwell und D. S. Sumida in SPIE, Band 739, Phase Conjugation,
Beam Combining and Diagnostics, [Phasenkonjugation, Strahlvereinigung
und -diagnostik], Seiten 2–6,
1987; und in
US-Patent Nr. 4,734,911 mit
dem Titel EFFICIENT PHASE CONJUGATE LASER [„WIRKSAMER PHASENKONJUGATIONS-LASER"], erteilt am 29.
März 1988
an H. W. Bruesselbach.
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In
dem PC-MOPA-Aufbau gibt ein Laser-Steueroszillator einen beugungsbegrenzten
Referenzstrahl an das Ausgabeende eines Leistungsverstärkers durch
ein Ausgabe-Koppler-Element (Auskoppler) ab, das ein Standard-Strahlteiler,
eine Kombination aus einem Polarisator und einem Polarisationsdrehelement,
eine Kombination aus einem Interferometer und einem Wellenlängenschieber
oder andere im Stand der Technik bekannte Mittel sein kann. Dieser
Referenzstrahl wird dann in zwei Durchgängen durch die Verstärker-Strahllinie verstärkt, die
einen signifikanten Anteil der in den Verstärkermedien (Besetzungsumkehr)
gespeicherten optischen Leistung herauszieht. Durch thermische Linseneffekte
verursachte Phasenverzerrungen und durch thermische/strukturelle
Nachgiebigkeit in der optischen Bank, den optischen Elementen und
Fassungen verursachtes Strahlwandern und Verstärker-Spitzenwerte innerhalb
der Verstärker-Strahllinie
werden durch den PCM phasenumgekehrt (konjugiert). Die ursprüngliche
beugungsbegrenzte Phasenfront wird wiederhergestellt, wenn sie durch
die Verstärkerkette
zurückläuft. Durch
Design sind die Strahlintensitäten
innerhalb der Verstärker-Strahllinie
gut unterhalb des Schwellwertes für nichtlineare Prozesse (SBS,
SRS, nichtlinearer Index), wodurch Leistungs- und Phaseninformationsverluste
minimiert werden. Eine Relais-Abbildung wird typischerweise verwendet,
um den Verlust an Phaseninformation durch Beugung und Abschneiden
an den Verstärker-Öffnungen
zu minimieren, wodurch gewährleistet
ist, dass die für
eine angemessene Korrektur benötigte
Phaseninformation nicht verloren geht. Die Relais-Abbildungslinsen
müssen
leicht gekippt werden, um die Intensität an den Fokusbereichen zu
reduzieren, wodurch die Zersetzung von Luft vermieden wird, während der
induzierte Astigmatismus automatisch korrigiert wird, wie von Matthews
in dem
US-Patent 5,228,051 ,
erteilt am 13. Juli 1993, gelehrt wird. Gekühlte Streulicht-Abschirmplatten
und Strahlfallen können
ebenso verwendet werden, um das nicht absorbierte Pumplicht und
großwinkelige
Fluoreszenz zu kontrollieren.
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2 zeigt
ein optisches Schaltbild des Schleifen-Phasenkonjugationsspiegel-Schemas, das auf
thermischer Nichtlinearität
in Flüssigkeiten
basiert. Dieses Schema ist von Betin et al. in: 1) „Phase
Conjugation Based On Thermal Nonlinearity", [„Phasenkonjugation auf der
Basis von thermischer Nichtlinearität"], veröffentlicht von A. A. Betin
in Artikel NThB1 in Nonlinear Optics: Materials, Fundamentals, and
Applications Conference, Maui, Hawaii, Juli 1996, Techn. Digest,
Band 11, Seiten 336–339;
2) „Energy
Characteristics of a Loop Laser with a Thermal Holographie Mirror
Using Millisecond Pulses at 1.06 μm", [„Energiecharakteristiken
eines Schleifenlasers mit einem thermischen holographischen Spiegel
unter Verwendung von Millisekunden-Pulsen bei 1,06 μm"], veröffentlicht
von A. A. Betin, S. C. Matthews und M. S. Mangir in „Nonlinear
Optics: Materials, Fundamentals, and Applications Conference", Maui, Hawaii, Juli
1996, Techn. Digest, Band 11, Seiten 92–93; 3) „Q-switched Nd:YAG Loop Laser
with a Thermal Holographie Mirror", [„Gütegeschalteter Nd:YAG-Schleifenlaser
mit einem thermischen holographischen Spiegel"], veröffentlicht von A. A. Betin
und M. S. Mangir in Artikel CThN4, CLEO'96, Anaheim, Juni 1996, Proc. Seite
448; 4) „Aberration
Correction of ms Pulses at 1.06 μm
Using a Loop Conjugator with Thermal Gratings", ["Aberrationskorrektur
von ms-Pulsen bei
1,06 μm
unter Verwendung eines Schleifenkonjugators mit thermischen Gittern"], veröffentlicht
von S. C. Matthew, A. A. Betin und M. S. Mangir in Artikel CFF8,
CLEO'96, Anaheim,
Juni 1996, Proc. Seite 510; und 5) „1 ms Long Pulse Nd:YAG Laser
with Loop PCM",
[„1 ms
Lang-Puls-Nd:YAG-Laser mit Schleifen-PCM"],
veröffentlicht
von A. A. Betin, R. Forber, S. C. Matthews und M. S. Mangir in CLEO'97, Baltimore, Mai
1997, Proc. Seite 283, beschrieben.
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Der
Schleifen-PCM ist als ein Ein-Richtungs-Schleifen-Resonator mit
einem hochverstärkenden
Laser-Verstärker
ausgestaltet. Der aberrierte Eingabe-Strahl, der von der Verstärker-Strahllinie
kommt, der in 2 als E1 bezeichnet ist, tritt
in das nichtlineare Medium von rechts ein und durchquert die Schleife
im Uhrzeigersinn. Ein gerichteter Abschwächer, der einen Faraday-Rotator
und zwei Polarisator-Elemente
aufweist, wird verwendet, um eine Sättigung des Verstärkermediums
(Verstärker)
in dieser Richtung zu vermeiden. Der im Uhrzeigersinn umlaufende
Strahl wird in das nichtlineare Medium gerichtet, wo seine Interferenz
mit dem Eingabe-Strahl ein optisches Gitter in das nichtlineare
Medium schreibt.
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In
einem speziellen Ausführungsbeispiel
ist das nichtlineare Medium ein absorbierendes flüssiges Medium,
und die Interferenzstreifen erzeugen Bereiche von hoher und niedriger
Temperatur (T), die entsprechende Bereiche niedrigen und hohen Brechungsindexes
(n) durch den Kopplungsparameter dn/dT hervorrufen, der ein Charakteristikum
des Mediums ist. Dieser Prozess ist im Stand der Technik als „thermische
Nichtlinearität" oder „thermisches
Streuen" bekannt.
Dieses Gitter ist ein Echtzeit-holographischer Spiegel, der in Verbindung
mit den feststehenden Spiegeln in der Schleife für eine ausreichende optische
Rückkopplung
für eine resonante
Lasermode sorgt, um sich aus Rauschen im Gegenuhrzeigersinn um die
Schleife herum aufzubauen. Der Faraday-Rotator ist so aufgebaut,
dass er eine hohe Transmission in dieser Richtung aufweist.
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Ein
Teil des Strahls wird über
das Gitter in dem nichtlinearen Medium ausgekoppelt und tritt nach rechts,
der Richtung des Eingabe-Strahls entgegengesetzt, aus. Die Mode
niedrigster Ordnung dieses Resonators ist die Phasenkonjugations-Mode,
und mit einer geeigneten Moden-Diskriminierung ist der Ausgabe-Strahl
das Phasenkonjugations-Replika des Eingabe-Strahls.
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Depolarisation,
die bspw. durch thermisch-induzierte Spannungsdoppelbrechung innerhalb
der Verstärker-Strahllinie
induziert wird, kann auch unter Verwendung eines „Vektor"-Schleifen-PCM-Aufbau
kompensiert werden. Dieser Ansatz ist von Betin et al. in „Vector
Phase Conjugation with Loop Laser Geometry", [„Vektor-Phasenkonjugation mit Schleifen-Lasergeometrie"], veröffentlicht
in Proceedings for CLEO'97,
Artikel CtuL4, Seiten 202–203,
Mai 1997 von A. A. Betin, S. C. Matthews und M. S. Mangir; „Phase
Conjugation of Depolarized Light with a Loop PCM" [„Phasenkonjugation
von depolarisiertem Licht mit einem Schleifen-PCM"], veröffentlicht
in „Nonlinear
Optics: Materials, Fundamentals, and Applications Conference", Kauai, Hawaii,
August 1998, Techn. Digest, Seiten 288–290 von A. A. Betin, S. C.
Matthews und M. S. Mangir; und in
US-Patent
5,729,380 mit dem Titel „LOOP PHASE-CONJUGATE MIRROR
FOR DEPOLARIZED BEAMS", [„SCHLEIFEN-PHASEN-CONJUGATIONS-SPIEGEL
FÜR DEPOLARISIERTE
STRAHLEN”],
erteilt am 17. März
1998 an A. A. Betin und M. S. Mangir beschrieben. Dieser Ansatz
verwendet einen Polarisationsteiler außerhalb der Schleife und Polarisatorelemente
innerhalb der Schleife, um zwei unterschiedliche holographische
Gitter in dem nichtlinearen Medium zu erzeugen, und zwar eins für jeden
Polarisations-Eigenzustand. Ein Polarisationsmischer wird ebenso
innerhalb der Schleife verwendet, um ein vorgeschriebenes Maß an Übersprechen
zwischen den zwei Polarisationsfaden bereitzustellen, dass sie veranlasst,
phasenzuverriegeln. Wenn die zwei orthogonal-polarisierten phasenkonjugierten
Strahlen an dem äußeren Polarisationsteiler
rekombinieren, ist die relative Phase dieselbe wie bei dem Eingabe-Strahl
vor dem Teilen. Dies gewährleistet, dass
die ursprüngliche
Polarisation des Steueroszillatorstrahls wiederhergestellt ist,
nachdem der phasenkonjugierte Strahl seinen Pfad durch die Depolarisationselemente
zurückläuft.
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Die
besonderen Merkmale des Schleifen-PCM mit thermischer Nichtlinearität umfassen:
eine sehr hohe Leistungsskalierbarkeit; ein Schleifen-Resonator
mit hoher Ausdehnung (typischerweise ~100 x DL-Korrektur); hohe
Reflektivität
(typischerweise > 100%);
ein breites Wellenlängenband
(sichtbar durch langwelliges IR); schnelles Ansprechen auf Wellenfrontänderungen
(typischerweise < 0,1
ms); und eine Wellenformflexibilität von Güte-geschaltet bis echtem CW.
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Die
vorliegende Erfindung wendet sich dem allgemeinen Problem zu, eine
hohe Strahlqualität
in einem 2-Pass-Phasenkonjugations-Steueroszillator/Leistungsverstärker(PC
MOPA)-Laser-Aufbau zu erreichen. Selbstgepumpte Phasenkonjugationsspiegel,
die in Hochleistungs-Laseranwendungen nützlich sind, basieren auf nichtlinearen
optischen Phänomenen,
die von einem stochastischen optischen Rauschen ausgehen. Unter den
richtigen Bedingungen der Verstärkung
und der Modenselektion dominiert die phasenkonjugierte Mode den
reflektierten Strahl, jedoch gibt es nichtsdestoweniger allgemein
einige Komponenten von Rauschen oder einer Mode höherer Ordnung,
die die Wiedergabetreue des Phasenkonjugations-Prozesses vermindern. Während der
nichtkonjugierte Anteil in der Leistungs-Verstärker-Strahllinie verstärkt wird,
korrigiert er nicht die Aberrationen in dem Verstärkungsprozess
und vermindert die Strahlqualität
des verstärkten
Laserstrahls. Die vorliegende Erfindung vermindert speziell den
Anteil der Ausgangsleistung, der den nichtkonjugierten Moden entspricht,
ohne den Gesamtwirkungsgrad des Leistungsverstärkers signifikant zu vermindern.
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Ein
Element der vorliegenden Erfindung verwendet eine Kombination aus
einem Aberrator und einem Raumfilter innerhalb eines Schleifen-Phasenkonjugationsspiegels,
um die nichtkonjugierten, hochdivergenten Raumkomponenten des innerhalb
des Schleifen-Resonators erzeugten Laserstrahls zu unterdrücken, wodurch
der Wert der Phasenkonjugations-Wiedergabetreue erhöht wird.
Ein weiteres Element der vorliegenden Erfindung verwendet Raumfilter
großer
Ausdehnung in Verbindung mit den Relais-Abbildungsoptiken, die zwischen
den mehreren Leistungsverstärkerstufen
der Verstärker-Strahllinie
innerhalb eines Phasenkonjugations-Steueroszillator-Leistungsverstärker-Laser-Systems
angeordnet sind, um einen signifikanten Bruchteil der Leistung der
nichtkonjugierten Komponente des Laserstrahls vor einer nennenswerten
Verstärkung
abzuschneiden, wodurch die Qualität des Ausgabe-Strahls ohne
signifikante Verminderung des Gesamtwirkungsgrades des Lasers verbessert
wird.
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In
der unten angegebenen veranschaulichenden Ausgestaltung wird ein
verbessertes System und Verfahren der Phasenkonjugations-Wiedergabetreue
in einem 2-Pass-Phasenkonjugations-Steueroszillator-Leistungsverstärker-Laser-System
durch die Verwendung einer räumlichen
Filterung und einer optischen Aberration gelehrt: (1) in Verbindung
mit einer Relais-Abbildungsoptik, die zwischen aufeinanderfolgenden
Laser-Verstärkerstufen
der Leistungsverstärker-Strahllinie
und/oder zwischen der Leistungsverstärker-Strahllinie und dem PCM
angeordnet ist; (2) innerhalb des Laser-Resonatorabschnittes eines Schleifen-Phasenkonjugationsspiegels;
oder (3) einer Kombination des obigen. Diese allgemeinen Ausführungsbeispiele
werden einzeln unten beschrieben.
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1. Räumliches Filtern innerhalb
der Relais-Abbildungsoptik der Verstärker-Strahllinie
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3 ist
ein optisches Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines beispielhaften
PC-MOPA-Designs in Übereinstimmung
mit einem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel der Lehren der
vorliegenden Erfindung. Das Ausführungsbeispiel
in 3 verwendet ein räumliches Filtern in Verbindung
mit der Relais-Abbildungsoptik,
die zwischen den Stufen einer vielstufigen Leistungsverstärker-Strahllinie und zwischen
der Leistungsverstärker-Strahllinie
und dem PCM angeordnet ist, um die Konjugations-Wiedergabetreue
mit einem sehr kleinen Verlust in der Ausgangsleistung oder dem
Gesamtwirkungsgrad des Lasersystems zu verbessern.
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In
dem System 10 in 3 gibt ein
Steueroszillator 12 einen beinahe beugungsbegrenzten Referenzstrahl 14 an
das Ausgabeende einer 3-stufigen Leistungsverstärker-Strahllinie durch einen
Geradeaus-Keil-Strahlteiler (Auskoppler) 26 ab. Dieser
Strahl 14 wird dann in zwei Durchgängen durch die Strahllinie 30 verstärkt, wobei über 50%
der gespeicherten Leistung herausgezogen wird. Durch thermische
Linsenwirkung und Depolarisierung, die durch thermische Doppelbrechung
innerhalb der Verstärker 31, 36 und 42 verursacht
sind, verursachte Phasenverzerrungen werden durch den Schleifen-PCM 50 phasenumgekehrt
(konjugiert). Die ursprüngliche
beugungsbegrenzte Phasenfront wird wiederhergestellt, wenn sie durch
die Verstär ker-Strahllinie 30 zurückläuft, und
der Ausgabe-Strahl tritt bei ~30 kW Leistung mit beinahe beugungsbegrenzter
Strahlqualität
aus.
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Ein
Verfahren zum Verbessern der effektiven Konjugations-Wiedergabetreue
des PCM 50 (einschließlich
eines Schleifen-PCM) besteht darin, eine besondere Art eines äußeren Raumfilters
hinzuzufügen,
der nur den nichtkonjugierten Anteil des Rückkehrstrahles blockt.
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4 zeigt
ein veranschaulichendes Ausführungsbeispiel
eines Raumfilters, der dazu ausgestaltet ist, die Wiedergabetreue
eines Konjugators in Übereinstimmung
mit den Lehren der vorliegenden Erfindung zu verbessern. Der Filter 22 ist
unter Verwendung eines abbildenden Teleskops 80 mit einer
Lochblenden-Öffnung 82 an
seinem Fokus und einem Aberrator 86 implementiert. Die Öffnung 82 ist
in einer Platte oder einem Ring 84 vorgesehen. Die Platte 84 ist
in Sandwich-Anordnung zwischen Linsen 81 und 83 von
herkömmlichem Design
und Bauart angeordnet. In Übereinstimmung
mit den vorliegenden Lehren ist der Aberrator 86 (auch bekannt
als „Winkelvervielfacher" oder „Homogenisierer") zwischen dem Teleskop 80 und
dem PCM 50 angeordnet. Das Teleskop 80 kann eine
Platte aus Metall, Glas oder anderem geeigneten opaken Material
sein. In der besten Ausführung
ist die Größe (d) der
Lochblenden-Öffnung
so gewählt,
dass der Einfallsstrahl mit einer Winkeldivergenz „θ" ohne jegliche signifikante
Verluste hindurchgeht (d. h. d > f·θ, in der
besten Ausführung
d ≈ (2 bis
3)·f·θ, wobei „f" die Brennweite der
Linse ist). Der Aberrator 86 kann auch von herkömmlichem
Design und Bauart sein. Das bedeutet, dass der Aberrator typischerweise
mit einer bestimmten Winkelspreizung bei gegebener Strahlgröße gewählt wird.
Fachleute werden erkennen, dass die Parameter des Systems so gewählt sein
sollten, dass die Divergenz oder Winkelspreizung des aberrierten
Strahls innerhalb des Akzeptanzwinkels des Konjugators liegt, und
dass der Strahl nicht an einem beliebigen Punkt innerhalb des Konjugators
abgeschnitten wird. In äquivalenter
Weise sollten die Parameter des Systems so gewählt sein, dass das Produkt
aus Strahldivergenz und Strahlgröße am Eingang
zu dem Konjugator noch innerhalb der akzeptierbaren Ausdehnung (d.
h. des „d·θ") des Konjugators
liegt.
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Der
Aberrator 86 gewährleistet,
dass der Eingabe-Strahl weiterverzerrt wird, was seine Ausdehnung erhöht, bevor
er in den PCM 50 eintritt. Wie im Stand der Technik bekannt
ist, ist „Ausdehnung" ein Produkt aus
Strahlgröße und Strahldivergenz.
Die Ausdehnung ist als solches ein Maß für Strahlqualität. Große Ausdehnung
wird zu schwacher Strahlqualität.
Große
Ausdehnung bedeutet, dass die Strahldivergenz für eine gegebene Strahlgröße groß ist. In
der besten Ausführung
ist der Aberrator 86 so gewählt, dass sich die Divergenz des
einfallenden Strahls auf einen etwaigen Wert θA ≈ (2 bis 3)·θ erhöht, wenn
keine Vergrößerung im
Teleskop 80 angenommen wird.
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Da
die Schleifen-PCM-Wiedergabetreue nicht perfekt ist, gibt es eine
Komponente der reflektierten Energie, die zu dem Eingabe-Strahl
nicht konjugiert ist und eine Winkelspreizung ~θA aufweist.
Diese nichtkonjugierte Komponente wird während ihres zweiten Durchgangs
durch den Aberrator nicht korrigiert (sie wird tatsächlich ihre
Winkeldivergenz nach dem Zurücklaufen
durch den Aberrator erhöhen)
und wird an der Lochblende im Wesentlichen abgeschnitten. Die Energie,
die durch die Lochblende 82 hindurchgeht, ist diejenige, die
einer spitzen Mittelkeule im Fernfeld oder einer sehr geringen Strahldivergenz
entspricht. Da die konjugierte Komponente durch den Aberrator 86 eingeführte Verzerrungen
kompensiert, erfährt
sie keine zusätzlichen Verluste
auf ihrem Rückweg
durch die Lochblende. Die nichtkonjugierte Komponente, d. h. die
Aufspreizung mit einem Divergenzwinkel ~θA,
der größer ist
als θ,
wird im Wesentlichen durch die Lochblende geblockt (d < f·θ). Nur ein
geringer Anteil ~[(d/(f·θA)]2 wird hindurchgehen.
Die konjugierte Komponente geht mit minimalem Verlust hindurch.
Dies resultiert in einem Rücklaufstrahl,
der durch die konjugierte Komponente dominiert wird. Die effektive
Konjugations-Wiedergabetreue
aus der Kombination aus Raumfilter und PCM-Vorrichtung kann daher
im Wesentlichen höher
sein als die Wiedergabetreue des PCM allein.
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Eine
Abschätzung
x der Verbesserung der Phasenkonjugations-Wiedergabetreue kann unter
Verwendung einer vereinfachten Relation vorgenommen werden: χ = χPCM/(χPCM + TNC(1 – χPCM)) [6]wobei: χPCM die Phasenkonjugations-Wiedergabetreue
eines PCM ist; und TNC der Bruchteil der
Leistung innerhalb der nichtkonjugierten Komponente ist, die durch
die Lochblende transmittiert wird.
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5 zeigt
ein alternatives Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Lehren, bei dem die Aberration durch mehrere Verstärker geliefert
wird. 5 zeigt dieselbe beispielhafte Verstärker-Strahllinie
wie in 3, wobei die erfindungsgemäßen Raumfilter 18, 20 und 22 zwischen
den Verstärkern
in der Verstärker-Strahllinie 31, 36 und 42 und
zwischen der Verstärker-Strahllinie 30 und
dem PCM 50 hinzugefügt
sind, um eine verstärkte
spontane Emission (ASE) und ein parasitäres Lasern zu unterdrücken und
nichtkonjugierte Moden abzustreifen. Man bemerke, dass nur ein Aberrator 86 erforderlich
ist. Dies ist durch die Tatsache bedingt, dass die Verstärker die
für den
ersten und zweiten Filter 18 und 20 erforderliche
Aberration bereitstellen, um in Übereinstimmung
mit den vorliegenden Lehren zu arbeiten. Ein beugungsbegrenzter
Oszillatorstrahl tritt in die Eingabe-Öffnung des ersten Verstärkers 31 der
Verstärker-Strahllinie 30 ein.
Der Eingabe-Strahl wird in einer ersten Verstärkungsstufe verstärkt und
mit einem Relais-Abbildungsteleskop durch eine Lochblendenöffnung in dem
ersten Raumfilter 18 abfokussiert. In dem ersten Filter 18 ist
der Lochblendendurchmesser relativ zur Größe der Aberrationen des Strahls
vorzugsweise groß.
Wenn der Eingabe-Strahl nach Verstärkung durch den Verstärker 31 bspw.
5-mal beugungsbegrenzt (xDL) ist, kann der Raumfilteröffnungsdurchmesser
10-mal beugungsbegrenzt sein. Dies gilt für die zweite und dritte Stufe
der Verstärkung
und Filterung ebenso, so dass der Eingabe-Strahl durch die Leistungsverstärker im
Wesentlichen ohne Beeinträchtigung
durch die Raumfilter verstärkt
und aberriert wird, und er trägt
alle Informationen, die er über
die durch die Strahllinie induzierte Aberration erfahren hat, auf
dem ersten Durchgang dort hindurch, bis er den Phasenkonjugationsspiegel 50 erreicht.
In der besten Ausführung
haben die Raumfilter 2- bis 3-mal die Ausdehnung des einkommenden Strahls.
Bei einem Eingabe-Strahl von 1-mal DL bspw. würde der Strahl nach der ersten
Verstärkungsstufe 5 xDL
sein, und der Raum filter würde
daher eine Öffnungsgröße von 10–15 xDL
benötigen.
In 5 ist somit der erste Raumfilter 18 mit
einer Öffnungsgröße von 10
xDL gezeigt. Die Öffnungsgröße jedes
Raumfilters sollte, kurz gesagt, größer sein als das Strahlprodukt
oder die Ausdehnung des einkommenden Strahls mit ausreichendem Spielraum,
um den Leistungs- und Phaseninformationsverlust in dem Erstdurchgangsstrahl
zu minimieren. Der Strahl tritt in den PCM ein und bei Rückkehr von
diesem wird ein signifikanter Anteil des Strahls (in diesem Beispiel
bspw. 60%) in Abhängigkeit
der Wiedergabetreue des PCM die korrekte Wellenfront aufweisen,
so dass er auf dem Weg aus dem PCM heraus korrigiert ist, und der
verbleibende Anteil (d. h. 40% des Strahls) wird nicht die korrekte
Wellenfront aufweisen. Der Letztere wird eine Zufallsphase aufweisen,
die durch Rauschen in dem Phasenkonjugations-Prozess verursacht
wird. Der Anteil mit der korrekten Wellenfront wird durch die erfindungsgemäßen Raumfilter 22, 20 und 18 hindurchgehen
und den Strahl im Ziel darstellen. Der letztere Anteil wird stark
divergent sein. Er wird nicht einfach 20 xDL sein, wie es bei dem
60%-Anteil mit der korrekten Wellenfront der Fall ist, er könnte bspw.
50, 60, 70 xDL sein. Die meiste dieser Energie (d. h. die Energie
außerhalb
des 20 xDL-Kegels) wird folglich durch den neuartigen Filter 22 abgestreift,
bevor sie in den Verstärker 42 eintritt.
Mehr von dieser unkorrekten Wellenfrontenergie wird durch den zweiten
und ersten Filter 20 und 22 vor Verstärkung abgestreift,
wodurch diese Energie daran gehindert wird, durch die Strahllinie 30 verstärkt zu werden.
Die Strahlqualität
wird somit mit einem geringeren Leistungsverlust als denjenigem
aufrechterhalten, der in Übereinstimmung
mit herkömmlichen
Lehren zu erwarten ist.
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In
dem Ausführungsbeispiel
in 5 kann ein herkömmlicher PCM verwendet werden.
Die Verstärker können von
herkömmlichem
Design und Bauart sein. Wie in jedem gut gestalteten PC-MOPA-System
können die
Verstärker
dazu ausgestaltet sein, ein Abschneiden des Strahls zu vermeiden.
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Die
Nahfeld- und Fernfeld-Strahlprofile am Eingang und Ausgang der Laserverstärker sind
ebenso in 5 gezeigt. Diese Profile wurden
aus einem Computer-Wellenfortpflanzungsmodell
für eindimensionale Wellenoptik
in MATLAB abgeleitet. Für
diese Analyse wurde der Eingabe-Strahl als beugungsbegrenzt (nahezu
zylinder hutförmige
Intensität
und flache Phasenprofile) angenommen, und die Wiedergabetreue des
PCM wurde gemäß der vorher
bereitgestellten Definition mit 60% angenommen. Durch die Verwendung
der erfindungsgemäßen Raumfilter
wurde die resultierende Wiedergabetreue des PC-MOPA-Lasersystems
auf über 80%
erhöht,
was eine wesentliche Verbesserung gegenüber einer typischen inhärenten 60%-Wiedergabetreue des
PCM darstellt. Die Modellierung hat ebenfalls gezeigt, dass die
Reduktion in der Gesamtwirksamkeit des Lasersystems nur um 1% durch
die Hinzufügung
der Raumfilter reduziert wurde.
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Fachleute
werden anerkennen, dass ein Raumfilter herkömmlicherweise nur vor dem Leistungsverstärker 31 vorgesehen
ist. In diesem Fall würden
die Verstärker
den Eingabe-Strahl aberrieren, und der PCM würde den Strahl reflektieren,
während
er mit Ausnahme der stark divergenten Moden die Aberration korrigiert. Diese
stark divergenten Moden sind primär für den Verlust an Wiedergabetreue
verantwortlich. Die stark divergenten Moden würden typischerweise in zwei
Durchgängen
durch die Strahllinie ebenso verstärkt. Der einzelne Raumfilter
im Ausgang würde
den verstärkten,
stark aberrierten Anteil abstreifen, wodurch eine festgelegte Strahlgröße am Ziel
erhalten würde.
Dieser Ansatz verschwendet unglücklicherweise
die Leistung im Verstärker
durch Verstärken
eines Anteils des Strahls, der anschließend beseitigt wird.
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Eine
Beschränkung
der vorliegenden Lehren ist die Ausdehnung des Konjugators und das
Ausmaß, in
dem der Strahl aberriert wird. Wenn der Konjugator bspw. nur Aberrationen
so stark wie 70-mal DL akzeptieren kann und der einkommende Strahl
70 DL ohne Raumfilterung ist, dann kann ein unzureichender Freiraum
hinsichtlich der Fähigkeit
vorhanden sein, einen stärker
aberrierten Strahl in dem Konjugator zu akzeptieren, insofern als
das vorliegende Verfahren den Strahl tatsächlich verschlechtert, um ihn
vom Standpunkt der Leistungsausnutzung gesehen besser zu machen.
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2. Optische Aberration und
Raumfilterung innerhalb des Schleifen-PCM
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Eine
Raumfilterungstechnik zur Verbesserung der inhärenten Phasenkonjugations-Wiedergabetreue der
Schleifen-PCM-Vorrichtungen wird offenbart. Es gibt viele Faktoren,
die die Phasenkonjugations-Wiedergabetreue in einem Schleifen-PCM
mit thermischer Nichtlinearität
beeinflussen. Diese Faktoren umfassen: (1) Eingabe-Strahl-Charakteristiken
(Strahlleistung, -größe, -divergenz
und -polarisation); (2) Geometrie der nichtlinearen Wechselwirkung
(Strahlschnittpunktwinkel und Länge
des nichtlinearen Mediums); (3) Eigenschaften des nichtlinearen
Mediums (bspw. dn/dT, Wärmeleitfähigkeit);
(4) nichtlineares Zellendesign (thermische Last auf einem nichtlinearen
Medium und der Optik); (5) Rauschen, Instabilitäten und parasitäre Effekte
im holographischen Prozess; und (6) Diskrimination von Moden höherer Ordnung
in dem Schleifen-PCM-Resonator. Der Vorteil der Verwendung einer
Raumfilterung innerhalb des Resonators besteht darin, dass sich
nichtkonjugierte Moden nicht aufbauen können und daher nicht die Verstärkung des
Schleifen-PCM-Verstärkers verringern.
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6 zeigt
ein optisches Schaltbild eines Schleifen-PCM mit einem Aberrator
und einem Raumfilter, der in einen Schleifen-Resonator eingesetzt
ist. Dieses Beispiel ist ähnlich
zu der herkömmlichen
Implementierung in 2 mit der Ausnahme, dass der
Laserverstärker
in 2 als zwei Verstärker in 6 gezeigt
ist, wobei das nichtlineare Medium durch eine Zelle mit thermischer
Nichtlinearität
ersetzt ist, und wobei ein Raumfilter 110 in Übereinstimmung
mit den vorliegenden Lehren in den Resonator eingesetzt ist. Die
Zelle 102 mit thermischer Nichtlinearität arbeitet nach dem Prinzip,
dass wenn ein Strahl mit einem Raummuster durch eine Flüssigkeit
mit einem absorbierenden Medium hindurchgeht, der Anteil des Strahls,
der eine höhere
Intensität aufweist,
die Flüssigkeit
erwärmt
und einen Bereich mit einem unterschiedlichen Brechungsindex in Übereinstimmung
mit dem Kopplungsparameter 'dn/dT' erzeugt. Dieses
Intensitätsmuster
wird durch die Interferenz zwischen zwei Strahlen in einem Echtzeit-Holographie-Prozess
erzeugt. Das Hologramm wird in den Brechungsindex des nichtlinearen
Mediums geschrieben und beugt Licht wie eine Spiegeloberfläche. Mit
diesem holograpischen „Spiegel", den anderen Spiegeln,
die innerhalb der Schleife angeordnet sind, und einem Verstärkermedium
wird eine Oszillationsbedingung errichtet, derart, dass sich eine
Laserwirkung aus Rauschen in der Schleife aufbauen kann. Der holographische
Spiegel ist ein Typ, der notwendig ist, um einem phasenkonjugierten
Rücklaufstrahl
zu erzeugen. In Übereinstimmung
mit den vorliegenden Lehren ist der Raumfilter 110 enthalten,
um die Moden höherer
Ordnung durch räumliches
Abschneiden zu unterdrücken.
Der Raumfilter 110 umfasst eine erste und zweite Linse 112 und 116,
zwischen denen eine Lochblendenöffnung 114 in optischer
Ausrichtung mit diesen angeordnet ist. Eine dritte Linse 120 ist
enthalten, um den Strahl innerhalb des Wechselwirkungsbereiches
der Zelle 102 mit thermischer Nichtlinearität einzugrenzen
und die Stabilität des
Schleifen-PCM-Resonators
zu steuern, und ein Aberrator 118 ist zwischen der zweiten
Linse und der dritten Linse angeordnet.
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Strahlintensitätsprofile
sind ebenso an verschiedenen Punkten innerhalb des Schleifen-PCM-Weges gezeigt,
die aus einer Computer-Modellierung mit 2-dimensionaler Wellenoptik
in MATLAB abgeleitet wurden. Eine Verbesserung der Konjugations-Wiedergabetreue
des Schleifen-PCM von 61% auf 85% ist in 6 dargestellt.
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Im
Betrieb tritt ein Eingabe-Strahl E1 in die
Schleife durch die Zelle 102 mit thermischer Nichtlinearität ein und
läuft im
Uhrzeigersinn um die Schleife ohne wesentliches Abschneiden herum,
da die Lochblendenöffnung 114 innerhalb
des Raumfilters 110 relativ zu den im Uhrzeigersinn laufenden
Strahl übergroß sein sollte. Der
Schleifen-Resonator würde
jedoch, ohne dass der erfindungsgemäße Aberrator und die Raumfilterelemente
eingesetzt sind, in der Lage sein, viele Moden zu unterstützen, die
sich aus Rauschen in der entgegengesetzten Gegenuhrzeigersinn-Richtung aufbauen
können.
Diese in 6 mit E4 bezeichneten Moden
umfassen die gewünschte
phasenkonjugierte Mode sowie eine oder mehrere nichtkonjugierte
Moden. Der Aberrator 118 spreizt den Winkel der nichtkonjugierten
Moden auf, wodurch die Modengröße am Fokus
des Raumfilters erhöht
und bewirkt wird, dass diese Moden an der Lochblendenöffnung 114 signifikant
abgeschnitten werden. Die abgeschnittenen, nichtkonjugierten Moden
sind daher verlustbehaftet und bauen sich nicht nennenswert in dem
Schleifen-Resonator auf. Die gewünschte
phasenkon jugierte Mode erfährt
andererseits nicht diesen Verlust durch Abschneiden, da die durch
den Aberrator 118 verursachten Verzerrungen durch den Phasenkonjugations-Prozess kompensiert
werden. Der Strahl E4 wird daher durch die
gewünschte
phasenkonjugierte Mode dominiert, derart, dass E4 zu
E3 konjugiert ist. Der Strahl E4 pflanzt
sich im Gegenuhrzeigersinn um die Schleife herum aus, um E2 zu werden, und wird aus dem Schleifen-Resonator
durch die Zelle 102 mit thermischer Nichtlinearität als reflektierter
Strahl EOUT ausgekoppelt, der durch die
Mode dominiert wird, der zu E1 konjugiert
ist (EOUT ≈ E1*).
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Es
sollte anerkannt werden, dass die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung beispielhaft sind, und dass unterschiedliche
Konfigurationen des Schleifen-PCM-Resonators, unterschiedliche Konfigurationen
des Leistungsverstärkers
(einschließlich
kohärent
kombinierter Medien und Fasermedien), unterschiedliche Relais-Abbildungsschemata
(einschließlich
reflektiver und beugender), unterschiedliche Raumfilter (Lochblendenöffnungen,
mit Linsen oder im freien Raum, oder stark winkelselektive dicke
Bragg-Gitter), unterschiedliche Öffnungselemente
(einschließlich
sowohl harter und weicher Öffnungsmittel)
und unterschiedliche optische Aberratorelemente (einschließlich periodischen
Strukturen und zugeschnittene Phasenfolien mit speziellen Zernike-Stärken) verwendet
werden können.
Zusätzlich
können
andere nichtlineare optische Phasenkonjugations-Prozesse verwendet
werden, so wie stimulierte Brillouin-Streuung, stimulierte Raman-Rückstreuung,
Foto-Refraktion und nichtlineare Verstärkung.
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Die
Erfindung kann des Weiteren mit reflektierenden, brechenden oder
beugenden Elementen implementiert werden. Die vorliegenden Lehren
sind nicht auf das optische Spektrum beschränkt. Die vorliegenden Lehren
können
unter Verwendung von Energie in anderen Abschnitten des elektro-magnetischen
Spektrums implementiert werden, wie von Fachleuten anerkannt werden
wird. Die vorliegende Erfindung wurde somit hierin mit Bezug auf
ein spezielles Ausführungsbeispiel
für eine
spezielle Anwendung beschrieben. Fachleute und solche mit Zugang
zu den vorliegenden Lehren werden zusätzliche Modifikationen, Anwendungen
und Ausführungsbeispiele
innerhalb des Rahmens derselben erkennen.
