DE60220768T2

DE60220768T2 - Mehrstrahlig prallgekühlter pumpenkopf für bandleiterlaser

Info

Publication number: DE60220768T2
Application number: DE60220768T
Authority: DE
Inventors: Alexander A. Manhattan Beach BETIN; William S. Manhattan Beach GRIFFIN
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2022-11-13
Also published as: IL156895A0; WO2003043145A1; US6859472B2; US20040028094A1; EP1371116A1; EP1371116B1; DE60220768D1; IL156895A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Laser. Im Einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zur Kühlung eines Festkörperlasers hoher Energie.
Beschreibung des zutreffendes Standes der Technik
Festkörperlasertechnologie ist zu einem Punkt fortgeschritten, bei welchem die thermische Handhabung von Hochenergielasern im Betrieb ein begrenzender Faktor bei der Einordung solcher Systeme in höhere Leistungsniveaus ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn Hochenergielasersysteme mit ihren Konstruktionsparametern hinsichtlich begrenzter Größe und begrenzten Gewichtes eine Einschränkung erfahren. Ein Technologiefortschritt bezüglich der thermischen Handhabung ist daher ein Schlüsselfaktor bei der Vergrößerung von Ausgangsleistungsniveaus bei Festkörperlasern hoher Energie.
Gegenwärtige Konstruktionen von Festkörperlasern verwenden ein Lasermedium mit dotiertem Isolator, welcher durch eine Pumplichtquelle in Gestalt einer Diodenanordnung mit hoher Lichtemissionsleistung angetrieben wird. Das Lasermaterial enthält typischerweise einen Hostkristall, welcher mit einem Ion dotiert ist, beispielsweise einem mit Ytterbium dotierten Yttrium-Aluminium-Granat (Yb:YAG). Stabförmige Lasermedien wurden bereits verwendet, sind jedoch bezüglich der Leistung aufgrund der begrenzten Oberflächengröße beschränkt, die sie für das Einkoppeln von Pumplicht in das Medium darbieten und für das Abführen von Verlust-Wärmeenergie aufweisen. Es werden nun Platten mit hohem Seitenverhältnis verwendet, um einige der Beschränkungen zu vermeiden, die bei stabförmigen Laser anzutreffen sind. Laserstrahlung erzeugende Platten werden mit einem hohen Seitenverhältnis gebildet, welches zwei Enden, zwei lange und zwei schmale Ränder und zwei breite Seitenflächen definiert.
Moderne Plattenlaser werden optisch durch Laserdiodengruppen mit schmalem Spektralband und hoher Helligkeit gepumpt. Hohe Helligkeitsniveaus solcher Laser-Diodenpumpquellen gestatten es, dass Laserplatten mit hohem Seitenverhältnis entweder über die schmalen Ränder der Platte in einer Richtung im Allgemeinen quer zu dem Laserstrahl, oder über die schmalen Enden der Platte in Richtung im Allgemeinen gleichgerichtet mit dem Laserstrahl gepumpt werden. Das Pumpen der Laserplatte entweder vom Ende her oder vom Rande her ermöglicht es, dass die breiten Seitenflächen gekühlt werden, ohne dass das Kühlsystem auch eine Beschränkung bezüglich der Einleitung des Pumplichtstrahles in die Platte bedingt, wodurch im Allgemeinen das Kühlsystem vereinfacht wird, da es nicht notwendig ist, dass das Kühlmittel den Pumplichtstrahl überträgt. Der Laserwirkungsgrad wird auch dadurch verbessert, dass eine Pumpkonfiguration gewählt wird, welche in der optimalen Absorption und Verteilung der Pumpenergie in dem Lasermedium resultiert.
Im Betrieb wird die Pumplichtenergie in die Laserplatte eingekoppelt und dient zum Anregen von Ionen in dem Lasermedium, welche ihren Energiezustand ändern, um die Laserstrahlenergie zu erzeugen. Wie sämtliche Energieumwandlungsprozesse kann der Wirkungsgrad des Laserprozesses nicht 100% betragen. Energie, welche nicht in Laserstrahlenergie umgewandelt wird, ist Verlustenergie, welche in der Erzeugung von wahrnehmbarer Wärmeenergie und von Fluoreszenz-Lichtenergie resultiert. Die wahrnehmbare Wärmeenergie muss zu den Oberflächen des Plattenkörpers zur Abführung geleitet werden, während die Fluoreszenzenergie durch die Plattenoberflächen als strahlende Lichtenergie übertragen werden muss. Beide Formen von Verlustenergie müssen von dem System abgeführt werden. Ein Versagen der Abführung der Verlustenergie erzeugt verschiedene schädliche Effekte, welche schließlich die maximale Laserstrahlqualität und die Energieerzeugungsfähigkeit des Systems begrenzen.
Im Allgemeinen vermindert eine Zunahme der Betriebstemperatur innerhalb des Lasermediums den Wirkungsgrad des Laserprozesses. Umgekehrt vermehrt eine Verminderung der Betriebstemperatur des Lasers den Verstärkungsgewinn und den Wir kungsgrad der Leistungsentnahme. Genauer gesagt erhöht eine Verminderung der Betriebstemperatur den Querschnitt der angeregten Emission des aktiven Lasermediums. In entsprechender Weise vermindert dies auch die Sättigungsintensität, wodurch es leichter wird, Leistung aus kontinuierlichen Systemen und Systemen mit hoher Impulsrate ohne eine Beschädigung der optischen Komponenten des Systems zu extrahieren. Es ist also klar, dass Lasersysteme hoher Leistung von einer effektiven thermischen Behandlung Nutzen haben. Es gab verschiedene Lösungsvorschläge im Stande der Technik zur Abführung von Verlustenergie.
Im Allgemeinen bedingt ein Abführen von Wärme und Energie einen Energiefluss von innerhalb der Platte des Lasermediums nach außen. Der Strom fühlbarer Energie erzeugt einen Temperaturgradienten innerhalb der Laserplatte. Der Temperaturgradient verursacht mechanische Spannungen innerhalb der Platte. Wenn das Medium unter Spannung gesetzt wird, dann erfährt der Kristall eine Doppelbrechung. Eine Doppelbrechung verursacht eine Energie in dem Laserstrahl, die, wenn sie in einer Richtung polarisiert ist, welche weder längs noch quer zu dem Spannungsgradienten ist, gegenüber der gewünschten Strahlpolarisation depolarisiert wird. Eine in dieser Weise eingeführte Doppelbrechung ist daher unerwünscht insbesondere bei Anwendungen mit hoher Energie. Ein typisches Lasersystem mit Mehrfachdurchgangshauptoszillator-Leistungsverstärker verwendet einen Polarisator und eine 90° -Polarisationsdrehungseinrichtung zur Trennung des Hauptoszillatoreingangsstrahls von dem verstärkten Ausgangsstrahl. Wenn die Strahlpolarisation verschlechtert wird, nämlich wegen durch thermische Spannungen induzierter Doppelbrechung, dann wird ein Teil des Ausgangsstrahles in den Hauptoszillator zurückgegeben. Eine solche Rückkopplung kann möglicherweise die Oszillatorkomponenten beschädigen. Die Depolarisation vermindert auch die Ausgangsleistung und prägt dem Ausgangsstrahl ein nicht gleichförmiges Intensitätsprofil auf, was nachteilig die Strahlqualität beeinflusst. Es ist daher wünschenswert, einen eindimensionalen Temperaturgradienten innerhalb der Laserplatte aufrechtzuerhalten und die Polarisation des Strahles so zu orientieren, dass sie gleiche Erstreckung wie dieser Gradient oder orthogonal zu ihm ist, um eine Depolarisation und einer durch thermische Spannung induzierten Doppelbrechung zu vermeiden.
Bei seitlich gepumpten Plattenlaserkonfigurationen wird Wärme von dem Lasermedium durch Kühlmechanismen abgeführt, die auf die breiten Seitenflächen der Platte einwirken. Verfahren nach dem Stande der Technik zur Kühlung der breiten Plattenflächen umfassen Luftkühlsysteme, Flüssigkeitskühlsysteme und Kühlung durch Ableiten über metallische Wärmesenken. Ähnliche Lösungen hat man zur Kühlung von Yb:YAG-Laserstäben hoher Leistung angewendet, welche kleine Strahlen verwenden, die flüssiges Kühlmittel direkt auf die Oberfläche des Stabes treffen lassen, wodurch sie die Wärmeübergangseigenschaften verbessern. Siehe hierzu beispielsweise Phillips u.a. US-Patent 5,471,491 und Bruesselbach u.a., US-Patent 5,636,239 . Das Kühlen heißer Scheiben von Glas mit vielfachen Strömungsmittelstrahlen, welche dort auftreffen, ist auf dem Gebiet der Technik bekannt, welche das getemperte Glas betrifft. Das Kühlen mit dem Auftreffenlassen einer Vielzahl von Strahlen erzeugt eine Vielfalt von Kühlmittelströmungssituationen, welche nicht leicht zu beherrschen sind, wenn die Kombination mit dem Bedarf zu berücksichtigen ist, dass die thermischen Gradienten in der Platte gesteuert werden sollen. Weiter richten sich die Maßnahmen nach dem Stande der Technik nicht auf das Problem der Entfernung der Fluoreszenzenergie, was in Anwendung auf die oben gepumpte Festkörperlaser notwendig ist.
Es besteht somit im Stande der Technik der Bedarf an einem System und einem Verfahren zur Entfernung von Verlustenergie aus Laserplatten unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik, während eine kompakte Größe, hoher Wirkungsgrad und eine geringe Verzerrung des Laserstrahls aufrechterhalten werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Verschiedene Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
An dem Bedarf im Stande der Technik richten sich die Systeme und die Verfahren nach der vorliegenden Erfindung. Ein System zur Abführung von Verlustenergie aus einem Festkörperlasermedium, welches eine breite Oberfläche aufweist, wird hier offenbart. Das System enthält ein Vielfachanschlussteil, welches um das Lasermedium angeordnet ist. Das Vielfachanschlussteil enthält eine Mehrzahl von darin gebildeten Einlassdüsen. Ein Kühlungsfluid wird durch die Mehrzahl von Einlassdüsen umgewälzt, um auf die breite Oberfläche des Lasermediums aufzutreffen, wodurch Verlustenergie durch Konvektion von dem Lasermedium auf das Kühlungsfluid übertragen wird.
In der erläuternden Ausführungsform wird das Kühlungsfluid weiter umgewälzt, um über eine Mehrzahl von Auslassöffnungen aus dem Vielfachanschlussteil zurückzukehren. Das System enthält auch einen Wärmetauscher, der in den Kühlungsfluid-Umlaufweg eingekoppelt ist, um die Verlustenergie aus dem Kühlungsfluid abzuziehen. Bei einer Ausführungsform wird das Kühlungsfluid kontinuierlich umgewälzt. Das Lasermedium kann als Flachkörper ausgebildet sein, das mindestens einen Rand aufweist. In solch einer Ausführungsform tritt das Pumplicht über den Rand ein und die breite Oberfläche bestimmt mindestens eine Seite des Flachkörpers. Das Lasermedium kann ein hohes Seitenverhältnis bezüglich der Bemessung der breiten Oberfläche aufweisen. Das Lasermedium kann mit einer Plattengeometrie versehen sein, welche die breite Oberfläche bestimmt. Das Lasermedium kann mit einer im Wesentlichen rechteckigen Gestalt zur Definition der breiten Oberfläche versehen sein. Das Lasermedium kann mit einer sich verjüngenden Gestalt unter Definition der breiten Oberfläche ausgebildet sein. Bei einer verfeinerten Form der Erfindung tritt das Laserpumplicht in das Lasermedium längs einer Oberfläche ein, welche verschieden von der breiten Oberfläche ist und die Verlustenergie wird von der breiten Oberfläche abgeführt. Das Lasermedium kann aus mit Ytterbium dotiertem Laserträgermaterial oder aus mit Neodym dotiertem Laserträgermaterial oder irgendeinem anderen aktiven Medium zur Bildung eines Festkörperlasers hergestellt sein, wie dies bekannt ist oder von den Fachleuten gefunden werden kann. Bei einer anderen Verfeinerung ist die breite Oberfläche im Wesentlichen planar. Bei einer erläuternden Ausführungsform ist die Verlustenergie fühlbare Wärme, welche im Lasermedium erzeugt wird.
In einer anderen Weiterentwicklung ist die Verlustenergie Fluoreszenzenergie, welche von dem Lasermedium abgestrahlt wird, und das System enthält weiter einen Absorber, welcher innerhalb des Vielfachanschlussteiles an einem Ort befindlich ist, um von der Fluoreszenzenergie getroffen zu werden. Das System arbeitet in der Weise, dass es die abgestrahlte Fluoreszenzenergie in fühlbare Wärme umwandelt. Das Kühlungsfluid zirkuliert um den Absorber herum, um die umgewandelte fühlbare Wärme von dem Absorber durch Zwangskonvektion abzuführen. In einer Weiterentwicklung ist der Absorber ein im Wellenlängenband liegender Absorber mit Bezug auf die Laserwellenlänge. Der Absorber kann ein Partikelmaterial als schüttfähiges Gut oder eine lösliche Farbe sein, die in dem Kühlungsfluid dispergiert ist. In einer anderen Ausführungsform ist der Absorber als eine Schicht zwischen den vielen Auslassöffnungen und dem Lasermedium angeordnet und ist aus der Materialgruppe gewählt, welche aus Folgendem besteht: poröses Material, gesintertes Metall, ein metallischer Schaum, ein Fasermaterial, Körnermaterial, ein gewebtes Material oder ein Gitter. Der Absorber kann mehrere Materialschichten enthalten. In einer anderen Weiterbildung ist der Absorber in einem endlichen Abstand von der breiten Oberfläche positioniert und die fluoreszente Energie wird durch das Kühlungsfluid zu dem Absorber hin übertragen. Das Kühlungsfluid kann durch eine Pumpe umgewälzt werden. Das Kühlungsfluid kann Ammoniak, Wasser, Äthanol, Methanol, eine Wasser-/Äthanol-Glykolmischung, eine Wasser/Alkohol-Mischung, Cryogenflüssigkeit, beispielsweise flüssiges CO₂, LN₂ oder flüssiges Argon sein, welche für die Übertragung von Wärme geeignet sind.
In einer anderen erläuternden Ausführungsform hat das Vielfachanschlussteil eine Anzahl von darin ausgebildeten Auslasskanälen, so dass mehrere Teile der Mehrzahl von Auslassöffnungen das Kühlungsfluid an jeden der Anzahl von Auslasskanälen ankoppelt, bevor das Kühlungsfluid zu den Mitteln zur Umwälzung zurückkehrt. In einer Weiterbildung dieser Ausbildungsform sind die Strömungsachse der Mehrzahl von Auslassöffnungen und der Mehrzahl von Auslasskanälen im Wesentlichen längs unterschiedlicher Richtungen ausgerichtet. In einer besonderen Ausführungsform sind die unterschiedlichen Richtungen der Ausrichtung senkrecht zueinander. Um eine Vielfachanschlusskonstruktion zu schaffen, welche leichter herzustellen ist, haben die mehreren Auslassöffnungen eine Öffnung an einem ersten Ende und eine Öffnung an einem zweiten Ende und die Öffnung am ersten Ende ist so positioniert, dass sie das Kühlungsfluid nahe der breiten Oberfläche des Lasermediums aufnimmt. Die Öffnung am zweiten Ende ist gegenüber der Strömung des Kühlungsfluids abgeschlossen und die Mehrzahl von Öffnungen haben eine dritte Ausmündung, welche an einen der Mehrzahl von Auslasskanälen gekoppelt ist. Die Öffnung am zweiten Ende kann mittels eines O-Ringes abgedichtet sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein funktionelles Blockschaltbild eines Vielfachdurchgangs-Plattenlasers mit Hauptoszillator und Leistungsverstärker gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Darstellung des Plattenlaser-Verstärkermediums gemäß einer illustrativen Ausführungsform der Erfindung.
3 ist eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Darstellung eines Pumpenkopfes eines vielfachstrahl-prallgekühlten Plattenlasers gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung.
4 ist ein Teilausschnitt des Kühlungsfluid-Vielfachanschlussteiles, wobei die Figur die Anordnung von Pralldüsen und Auslassöffnungen gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung wiedergibt.
5 ist ein Schnitt des Einlass-Vielfachanschlusses, des Kühlmittel-Vielfachanschlusses und der Laserplatte gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine Teil-Schnittansicht des Kühlungsfluid-Vielfachanschlusses, wobei die Anordnung von Einlass- und Auslassöffnungen gezeigt ist, gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Teil-Schnittdarstellung des Einlass-Vielfachanschlusses, wobei die Anordnung der Kühlungsfluid-Einlassöffnungen gezeigt ist, gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Schnittansicht des Einlass-Vielfachanschlusses, des Kühlmittel-Vielfachanschlusses und der Laserplatte gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung.
9 ist eine Darstellung der Pralldüsen und der Auslassöffnungen in Ausrichtung mit der Laserplatte gemäß einer illustrativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine Querschnittsdarstellung des Pumpenkopfes eines vielfachstrahlprallgekühlten Plattenlasers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
11 ist ein Querschnittsdetail des Pumpenkopfes eines vielfachstrahlprallgekühlten Plattenlasers gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung.
12 ist ein Diagramm der thermischen Eigenschaft einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Beispielsweise Ausführungsformen und beispielsweise Anwendungen werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, um die vorteilhaften Techniken gemäß der Erfindung darzustellen.
Während die Erfindung hier unter Bezugnahme auf beispielsweise Ausführungsformen für bestimmte Anwendungen dargestellt ist, versteht es sich, dass die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist. Die Fachleute auf diesem Gebiete, welche Zugang zu der hier gegebenen Lehre haben, erkennen, dass zusätzliche Modifikationen, Anwendungen und Ausführungsformen im Umfange der Erfindung gegeben sind und zusätzliche Gebiete vorhanden sind, in welchen die vorliegende Erfindung beträchtlichen Nutzen hat.
Die beispielsweise Ausführungsform der Erfindung findet Anwendung auf einem kontinuierlich betriebenen Yb:YAG-Laser der 100 kW-Klasse und der phasenkonjugierten Art mit Hauptoszillator und Leistungsverstärker ("PC MOPA"). Die Laserkonstruktion der beispielsweisen Ausführungsform verwendet einen Plattenverstärker von 6 mm × 58 mm × 53 mm, welcher annähernd 60 W/cm² fühlbare Wärme und 230 W/cm² von Verlustenergie in Form von Fluoreszenzlicht während der Betriebes erzeugt. Das Ausführungsbeispiel mit einem vielfachstrahl-prallgekühlten System liefert ein effektives Mittel zur Abführung der fühlbaren Wärme, welche durch den Laser an der Oberfläche der Platte erzeugt wird, während die Fluoreszenzenergie (das abgestrahlte Licht) durch die Platte hindurch und weg von dem Filmbereich nahe der Oberfläche übertragen werden kann, so dass an der kritischen Oberfläche die thermische Belastung nicht exacerbiert. Ein Betrieb gänzlich mit Flüssigkeit vermeidet die Probleme, welche mit einem punktförmigen Sieden verbunden sind, was Vibrationen der Platte, eine Streuung der Fluoreszenzenergie an den Bläschen und eine schlechte Materialabsorption der Fluoreszenzenergie innerhalb eines absorbierenden Kühlungsmediums umfasst.
Die beispielsweise Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet für die Plattenkühlung eine Lösung mit einer Vielfachstrahl-Prallkühlung sämtlich in der flüssigen Phase. Das Kühlungsfluid wird unmittelbar auf die breite Oberfläche der Platte gerichtet und trifft dort auf, um die Komponente der fühlbaren Wärme abzuführen. Weiter verwendet die beispielsweise Ausführungsform ein absorbierendes Material, welches in dem Kühlungsfluid angeordnet ist, um die fluoreszente Komponente in ei nem verteilten Volumen in einem bestimmten Abstand von der Plattenfläche weg zu absorbieren. Als solche tritt die fluoreszente Wärme nicht an der Plattenoberfläche auf und trägt nicht zu der fühlbaren Wärme an der Plattenoberfläche bei. Diese Lösung liefert einen exzellenten thermischen Übergang an der Oberfläche, vermeidet die vorerwähnten Probleme, welche mit einem punktweisen Sieden in einem in anderer Weise einphasigen Kühlsystem verbunden sind und ist mit dem kontinuierlichen Betrieb eines Lasergerätes hoher Leistung verträglich.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es dem Konstrukteur, effektiv Festkörperlaser für hohe Leistungen zu bauen. Wie hier zuvor erwähnt wurde, ist es wünschenswert das Laserverstärkermedium mit der Geometrie einer Platte hohen Seitenverhältnisses oder mit Scheibengeometrie herzustellen. Die Plattengeometrie bietet die folgenden wichtigen Vorteile. Die Wärmeströmung ist auf eine Richtung quer durch die dünne Dimension der Platte beschränkt, wodurch die Temperatur in der Mitte der Platte minimal gehalten wird. Dies ist insbesondere wichtig für Quasi-Vierniveau-Laser, biespielsweise Ytterbium-Laser. Die thermische Linsenbildung und thermisch eingeführte Spannungen sind auch in einer Richtung orientiert, was die Kompensation von optischer Aberration und Doppelbrechung vereinfacht. Das Diffusionsverbinden von Laserkristallen kann eingesetzt werden, um die körperliche Größe des Lasermediums über diejenigen Grenzen hinaus zu erhöhen, welche durch das Wachsenlassen einzelner Laserkristalle gegeben sind. Eine optische Beschichtung der Laser kann auch durch Diffusionsverbinden mit der Laserplatte geschehen, um eine optische Führung des Laserstrahls und/oder der Pumpstrahlen vorzunehmen und die Bruchfestigkeit des Ausgangsmediums zu erhöhen. Bei randgepumpten oder über das Ende gepumpten Konstruktionen werden die breiten Seitenflächen der Platte nicht für das Injizieren des Pumplichtes und nicht für das Extrahieren des Laserstrahls verwendet und können daher der kontinuierlichen Energieabfuhr vorbehalten bleiben, wodurch eine vergrößerte Oberfläche für die Zwangskonvektion für den Wärmeübergang geschaffen wird, ohne dass zerstörende Einwirkungen bezüglich der optischen Qualität auftreten.
Es sei auf 1 Bezug genommen, in welcher ein funktionelles Blockdiagramm eines Vielfachdurchgang-Festkörper-Plattenlasers mit Hauptoszillator und Leistungsverstärker gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Die beispielsweise Ausführungsform ist ein 100 kW-Yb:YAG-Lasersystem der phasenkonjugierten Art mit Hauptoszillator und Leistungsverstärker ("PC MOPA"). Die Fachleute auf diesem Gebiete erkennen die Komponenten, welche in 1 dargestellt sind. Grundsätzlich enthält der Laser nach dem Ausführungsbeispiel einen Hauptoszillator 2, welcher einen Strahl niedriger Leistung (im Bereich von 100 Watt bis 1000 Watt) an einen Faraday'schen Isolator 4 abgibt. Der Strahl durchläuft verschiedene optische Elemente 6, welche die Funktionen einer räumlichen Filterung und einer Strahlformung vornehmen. Ein Spiegel 8 richtet den Strahl auf einen Strahlaufspalter 10. Die Leistung in dem System an dem Punkt beträgt annähernd 10 Watt. Am anderen Ende des Vielfachdurchgangssystems befindet sich eine Schleife, die aus verschiedenen Elementen besteht. Diese umfassen verschiedene optische Linsen und Spiegelelemente 16, 20 und 24, die den Strahl um einen geschlossenen Weg herumführen. Die funktionellen Elemente innerhalb der Schleife umfassen eine Zelle 12 thermischer Nicht-Linearität, einen Faraday-Dämpfer 14 und ein Paar von Verstärkern 18 und 22. Der Energieausgang von der Schleife beträgt annähernd 1,5 kW. Dies wird zu einer Verstärker-Strahllinie an der ersten Leistungsverstärkerstufe 26 gegeben. Der Leistungsausgang von der ersten Leistungsverstärkerstufe 26 beträgt annähernd 8 kW, was in eine zweite Leistungsverstärkerstufe 28 eingegeben wird. Der Leistungsausgang von der zweiten Leistungsverstärkerstufe 28 beträgt annähernd 20 kW, was in eine dritte Leistungsverstärkerstufe 30 eingegeben wird. Der Leistungsausgang von der dritten Leistungsverstärkerstufe 30 ist annähernd 50 kW, was in eine vierte Leistungsverstärkerstufe 34 eingegeben wird. Der Leistungsausgang von der vierten Leistungsverstärkerstufe 34 beträgt annähernd 120 kW. In der beispielsweisen Ausführungsform sind die Leistungsverstärkerstufen hoher Leistung Festkörper-Laserverstärker-Pumpköpfe.
Der größte der vier Pumpköpfe, nämlich der Leistungsverstärker 34, in der Verstärkerstrahllinie erzeugt 21 kW an fühlbarer Wärme, wovon die Hälfte jeweils von jeder der Plattenflächen von 58 mm × 300 mm abgeführt wird, was einen Gesamtwär mefluss von 60,3 W/cm² je Oberfläche ergibt. Zusätzlich wird 230 W/cm² von abgestrahlter Fluoreszenzleistung ebenfalls von jeder Seitenfläche der Platte extrahiert.
Es sei nun auf 2 Bezug genommen, welche eine perspektivische Darstellung eines Plattenlaser-Verstärkermediums 34 gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die feste Laserplatte 34 ist diffusionsverbundenes, mit Ytterbium dotiertes Yttrium, welches den Kern 36 der Platte 34 bildet. Abdeckschichten 38 können angebracht sein, um die Platte zu verstärken und um die Brechung zu steuern. Ein Eingangsstrahl 40 durchläuft die Platte 34, wird verstärkt und wird dann bei 42 als Strahl größerer Leistung abgegeben. Jedes der Enden der Platte 34 kann mit Pumplicht 44 beaufschlagt werden oder jeder der Ränder der Platte 34 kann mit Pumplicht 36 beaufschlagt werden. Verlustenergie 48 tritt von den beiden breiten Flächen der Platte 34 in Gestalt von fühlbarer Wärmeenergie und von Energie des abgestrahlten Fluoreszenzlichtes aus.
3 zeigt eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht des vielfachstrahl-prallgekühlten Plattenlaser-Pumpkopfes gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zuvor erwähnte Laserplatte 34 befindet sich innerhalb eines Pumpenkopf-Vielfachanschlussteiles, das aus verschiedenen Komponenten besteht. Das Pumpenkopf-Vielfachanschlussteil dient zur Unterbringung der Platte 34 und zum Hinlenken der Strömung von Kühlungsfluid auf die Platte 34 hin und von der Platte 34 weg. Das Kühlungsfluid tritt in die zwei Einlassanschlüsse 50 in dem Vielfachanschlussgehäuse 61 ein. Ein Einlass-Vielfachanschlussteil 62 leitet den Strom von Kühlungsfluid durch eine Einzahl von Einlassbohrungen 54, welche Verbindung mit einer Vielzahl von Einlassdüsen (nicht dargestellt) herstellen, die sich in einem Kühl-Vielfachanschlussteil 60 befinden. Das Kühlungsfluid tritt aus der Vielzahl von Kühlungsdüsen aus und prallt auf die Platte 34. Zwischengelagert zwischen den vielen Einlassdüsen ist eine Vielzahl von Auslassöffnungen (nicht dargestellt), die sich auch innerhalb des Kühlungs-Vielfachanschlusses 60 befinden. Die Vielzahl von Auslassöffnungen haben Verbindung mit vielen Auslasskanälen 56, welche das Kühlungsfluid zu den Seiten des Pumpenkopf-Vielfachanschlusses führen, wo das Fluid über Auslassanschlüsse 52 austritt, die sich auf beiden Seiten des Pumpenkopf-Vielfachanschlusses befinden. Einzelheiten der Einlassdüsen, der Auslassöffnungen und der Auslasskanäle werden nachfolgend mehr ins einzelne gehend beschrieben.
Das Auftreffen des Kühlungsfluids gegen die Platte bewirkt den Übergang von kühlbarer Verlustwärme von der Platte auf das Kühlungsfluid durch Zwangskonvektion. Die regelmäßige und geometrische Anordnung der Anzahl von Einlassdüsen und von Auslassöffnungen stellt einen gleichmäßigen Energieübergang und eine gleichmäßige Kühlung der Platte sicher. Das Kühlungsfluid ist in der beispielsweisen Ausführungsform Ammoniak. Die Fachleute auf diesem Gebiet sind jedoch mit einer Vielzahl von geeigneten Kühlungsfluids vertraut, welche bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, beispielsweise Wasser, Äthanol, Methanol, Wasser-/Äthylen-Glykolgemische, Wasser-/Alkohol-Gemisch, Cryogen-Flüssigkeiten, wie flüssiges CO₂, LN₂ und flüssiges Argon. Der Übergang von fluoreszenter Verlustenergie auf das Kühlungsfluid wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen anderen Mechanismus bewirkt.
In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die fluoreszente Komponente von Verlustenergie von der Platte innerhalb eines Stoffes absorbiert, der im Kühlungsfluid aufgelöst oder darin suspendiert ist. Dies gestattet es, dass die Umwandlung von Fluoreszenzenergie von Licht in Wärme innerhalb eines verteilten Bereiches innerhalb des Kühl-Vielfachanschlussteiles stattfindet, der von der Oberfläche der Platte entfernt gelegen ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Fluoreszenzenergie an der Oberfläche einer porösen Struktur absorbiert, die sich innerhalb des Kühl-Vielfachanschlussteiles befindet, so dass das abgegebene Kühlungsfluid durch die Struktur strömt und dadurch die Verlustenergie als fühlbare Wärme abführt.
Es sei auf 4 Bezug genommen, welche einen Teilschnitt des Kühl-Vielfachanschlusses wiedergibt, wobei die Anordnung von Einlassdüsen und Auslassöffnungen gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung verdeutlicht ist. Die Ansicht von 4 ist eine solche, wie sie von der Oberfläche der Platte dargeboten wird.
Diese Darstellung wird gewählt, um die Ausrichtung der Düsen und Öffnungen mit den folgenden Schnittdarstellungen vorzugeben, welche nachfolgend diskutiert werden. Eine Anzahl von Einlassdüsen 66 ist zwischengelagert mit einer Anzahl von Auslassöffnungen 64 auf der Oberfläche des Kühl-Vielfachanschlussteiles 60 angeordnet. Es wird ein geometrisches Muster solcherart verwendet, dass jede zweite Öffnung längs der Diagonalen abwechselnd eine Einlassdüse und eine Auslassöffnung ist. Eine solche Diagonale ist durch die Linie A-A angedeutet. Auf diese Weise ist jede Einlassdüse 66 durch Auslassöffnungen 34 umgeben und umgekehrt. Hierdurch erzielt man einen organisierten Strom von Kühlungsfluid aus jeder Düse 66, welcher auf die Platte auftrifft oder aufprallt und dann zu den benachbarten Auslassöffnungen 64 zurückkehrt. Die zuvor erwähnten Auslasskanäle 56 sind in gestrichelten Linien in 4 angedeutet und sind so ausgerichtet, dass jeder Spalte von Auslassöffnungen 64 Verbindung zu einem einzigen Auslasskanal 56 hat. Die Nützlichkeit und der Vorteil dieser Anordnung wird weiter unten noch genauer diskutiert.
Es sei auf 5 Bezug genommen, in welcher eine Querschnittsansicht des Einlass-Vielfachanschlussteiles, des Kühl-Vielfachanschlussteiles und der Laserplatte gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Ein Diagonalschnitt wird gewählt, da diese Ansicht die Beziehung zwischen der Führung des Kühlungsfluideinlasses und des Kühlungsfluidauslasses durch den Kühl-Vielfachanschluss 60 und den Einlass-Vielfachanschluss 62 erkennen lässt. In der beispielsweisen Ausführungsform wird die Laserplatte 34 sowohl auf ihrer oberen breiten Oberfläche sowie auch auf ihrer unteren breiten Oberfläche gekühlt. Demgemäß zeigt 5 eine Gruppe von Kühl-Vielfachanschlüssen 60 und Einlass-Vielfachanschlüssen 62 sowohl oberhalb als auch unterhalb der Platte 34. Jeder Einlass-Vielfachanschluss 62 hat eine Anzahl von Einlassöffnungen 54, welche auf jeweilige Einlassdüsen 66 ausgerichtet sind, die sich in dem Kühl-Vielfachanschluss 60 befinden. Kühlungsfluid welches in den Pumpenkopf-Vielfachanschluss gedrückt wird, fließt natürlich in die Anzahl von Einlassöffnungen 54. Das Kühlungsfluid strömt in den Kühl-Vielfachanschluss 60, wo die Einlassöffnungen 54 sich auf den Durchmesser der Einlassdüsen 66 verengen, was eine Beschleunigung des Kühlungsfluids auf eine höhere Geschwindigkeit bewirkt. Das Kühlungsfluid prallt gegen die Platte 34 und kehrt dann in den Kühl-Vielfachanschluss 60 über die Anzahl benachbarter Auslassöffnungen 64 zurück. Die Auslassöffnungen 64 sind Bohrungen, die in dem Kühl-Vielfachanschluss gebildet sind und auf die Anzahl von Kühlungsfluidkanälen 56 treffen, welche in einer Richtung senkrecht zu den Auslassöffnungen 64 gebohrt sind. Die äußeren Enden der Auslassöffnungsbohrungen 64 werden durch den Einlass-Vielfachanschluss 62 abgedeckt, der keine mit den Auslassöffnungen fluchtende Bohrungen hat. Eine gute Abdichtung wird durch Zusammendrücken eines O-Ringes 70 zwischen dem Kühlungs-Anschluss 60 und dem Einlass-Vielfachanschluss 62 rund um jede äußere Mündung der Auslassöffnungen 64 in dem Kühl-Vielfachanschluss 60 erzielt, welcher einen Ansatz 68 hat. Somit wird das Kühlungsfluid, welches aus dem Vielfachanschlussteil austritt, durch die Auslasskanäle 56 getrieben, um den Pumpenkopf-Vielfachanschluss zu verlassen. In der beispielsweisen Ausführungsform wird eine Umwälzpumpe verwendet, um den Strom des Kühlungsfluids zu erzwingen. Ein Wärmetauscher dient zur Entfernung der Verlustenergie aus dem Kühlungsfluid, bevor es zu der Einlassseite des Pumpenkopf-Vielfachanschlusses zurückgeführt wird.
Einzelheiten der Konstruktion des Kühl-Vielfachanschlusses 60 sind in 6 gezeigt, welche eine ausschnittsweise Ansicht des Kühl-Anschlussteiles 60 wiedergibt und die Anordnung der Einlass- und Auslassöffnungen entsprechend der Schnittlinie B-B von 5 wiedergibt. In 6 ist gezeigt, dass der Kühl-Vielfachanschluss 60 eine Mehrzahl von Einlassöffnungen 54 aufweist, welche einen relativ großen Durchmesser im Vergleich zu den Einlassdüsen 66 haben, welche unterhalb gelegen sind. Zwischengelagert zwischen den Einlassöffnungen befindet sich eine Anzahl von Auslassöffnungen 64. Der Kühl-Vielfachanschluss 60 hat einen Ansatz 68, um jede Auslassöffnung herum. Dieser Ansatz 68 dient zur Aufnahme und Abstützung des O-Ringes (nicht dargestellt). Außerdem sind in 6 die Auslasskanäle 56 erkennbar.
Einzelheiten des Aufbaus des Einlass-Vielfachanschlusses 62 sind in 7 angegeben, welches eine ausschnittsweise Schnittansicht des Einlass-Vielfachanschlusses 62 wiedergibt und die Anordnung der Einlass- und Auslassöffnungen zeigt, wobei der Schnitt entsprechend der Schnittlinie C-C von 5 gelegt ist. In 7 sind innerhalb des Einlass-Vielfachanschlusses 62 die vielen Einlassöffnungen 54 zu sehen. Außerdem ist die Anzahl von Einlassdüsen 66 darunter erkennbar. Die Auslassöffnungen 64 und die Ansätze 68 sind so, wie sie darunter liegen, in gestrichelten Linien angegeben.
Die Aspekte der beispielsweisen Ausführungsform, wie sie unter Bezugnahme auf die 4, 5, 6 und 7 diskutiert werden, lehren die Verwendung des Kühlungsfluids zum Absorbieren der fühlbaren Wärme an der Oberfläche der Laserplatte unter Verwendung einer Zwangskonvektion. Auch lehren sie die Absorption der entweichenden Fluoreszenz durch die Materialabsorption des Materials, welche in dem Kühlungsfluid selbst suspendiert ist. Diese Lösung erfordert den Zusatz eines im Frequenzband liegenden Absorbers, der in dem Kühlugsfluid suspendiert ist. Abhängig von der Wahl des Kühlungsfluids kann es schwierig sein, einen zufrieden stellenden Absorber im Rohmaterial zu finden, welcher andere wünschenswerte Eigenschaften hat, beispielsweise, dass er sich nicht an der Plattenoberfläche ablagert oder Partikelklumpen bildet. Eine alternative beispielhafte Ausführungsform verwendet eine andere Lösung zur Handhabung der Fluoreszenzenergie. Diese Lösung ist in 8 aufgezeigt.
8 ist eine Querschnittsansicht des Einlass-Vielfachanschlusses, des Kühl-Vielfachanschlusses und der Laserplatte gemäß einer anderen beispielsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8 entspricht einer Schnittansicht entsprechend der in 4 angedeuteten Schnittlinie A-A. Der Aufbau in 8 ist derselbe, wie der, welcher in 5 gezeigt ist, soweit dies dem Einlass-Vielfachanschluss, die Einlassöffnungen 54, die Einlassdüsen 66, die Platte 34, den Kühl-Vielfachanschluss 60 allgemein, die Auslassöffnungen 64 und die Auslasskanäle 56 betrifft. Worin sich die Ausführungsform von 8 unterscheidet, ist das Vorhandensein einer Ausnehmung in der Fläche des Kühl-Vielfachanschlussteiles, um jede Auslassöffnung 64 herum und die Anordnung eines porösen Absorbers 72 darin. Dies ermöglicht es bei dem alternativen Verfahren, die entweichende Fluoreszenzenergie einzufangen. Anstatt einen Absorber in dem Kühlmittelfluid zu suspendieren, wird die poröse Schicht vor den Auslassöffnungen angeordnet. Es werden Bohrungen in der Absorberschicht hergestellt, so dass die zugeführten Düsenstrahlen durch die Schicht ungehindert treten können. Das Kühlungsfluid muss aber durch den Absorber auf seinem Wege zu den Auslassöffnungen hindurchtreten. Energie von der entweichenden Fluoreszenz wird in den Fasern der porösen Schicht eingefangen, was auf vielfachen Zusammenstößen und der letztlichen Absorption an der Faseroberfläche geschieht. Diese eingefangene Energie, welche nun die Form von fühlbarer Wärme hat, wird durch Konvektion auf das Kühlungsfluid übertragen, wenn dieses durch die poröse Schicht tritt. Aufgrund der sehr kleinen typischen Durchmesser der Fasern und/oder Perlen, welche zur Erzeugung der porösen Absorberschicht verwendet werden, ist die gesamte Wärmeübergangsfläche ziemlich groß und die resultierenden Leitungslängen für die Wärmeübertragung sind sehr klein. Beides wirkt in der Weise zusammen, dass die gesamte Temperaturdifferenz zwischen der Absorberschicht und dem Kühlungsfluid klein ist, in der Größenordnung von einigen wenigen Grad Celsius. Durch Verwendung dieser Lösung ist es möglich, die entweichende Fluoreszenzenergie in Hardware getrennt von der Laserplatte einzufangen und ohne die Verwendung von zusätzlichen Materialien, welche zu dem Kühlungsfluid zugegeben werden. Ein reines Kühlungsfluid, beispielsweise Ammoniak kann daher verwendet werden, was zu längeren mittleren Zeiten zwischen vorsichtshalber durchgeführten Wartungen führt. Dieses wünschenswerte Merkmal wird erreicht, während gleichzeitig immer noch die Platte davor geschützt wird, sehr heiße Strömungen an ihrer Außenoberfläche aufzunehmen. In der beispielsweisen Ausführungsform werden mehrfache Schichten von durch die Fusionsverbindung zusammengefügten Drahtgittern verwendet. Es können jedoch alternativ andere Absorber verwendet werden, beispielsweise gesintertes Pulvermetall oder metallischer Schaum.
Jetzt sei auf 9 Bezug genommen, in welcher die Zeichnung die Anzahl von Einlassdüsen 66 und die Anzahl von Aulassöffnungen 64 in Ausrichtung mit der Laserplatte 34 gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung zeigt. 9 vermittelt einen allgemeinen Eindruck der Anordnung der Platte 34, der Anzahl von Einlassdüsen 66 und der Anzahl von Auslassöffnungen 34, wie sie mit Bezug aufeinander und dem Vielfachanschlussgehäuse 61 ausgerichtet sind. 10 ist eine Querschnittsansicht des Pumpkopfes längs der in 9 angedeuteten Schnittlinie D-D. In
10 ist die Systemanordnung erkennbar. Die Laserplatte 34 ist zwischen die beiden Kühl-Vielfachanschlüsse 60 eingelagert, welche ihre jeweiligen Einlass-Vielfachanschlüsse 62 auf den Seiten gegenüberliegend der Platte 34 haben. Das Vielfachanschlussgehäuse 61 bildet einen Kammerbereich aus, in welchen über die Einlassöffnungen 50 Kühlungsfluid eingespeist wird. Die seitlichen Kühlungsfluid-Auslassanschlüsse sind in dieser Schnittansicht nicht sichtbar. In 11 sind einige Details der Vielfachanschluss-Anordnung gezeigt. Der Kühlungsfluid-Vielfachanschluss 60 enthält die Auslassöffnungen 66 und die Auslasskanäle 56. Die O-Ringdichtungen sind zwischen dem Einlass-Vielfachanschluss 62 und dem Kühl-Vielfachanschluss 60 angeordnet. Das Vielfachanschlussgehäuse 61 befindet sich darüber und die Anordnung ist durch eine Anzahl von Schrauben 74 zusammengehalten.
Bezüglich Überlegungen für die Herstellung ermöglicht diese Ausführungsform die Verwendung eines einzigen Stückes aus Aluminium als Kühl-Vielfachanschluss 60. Sämtliche Bohrungen werden von der Außenseite eingebracht. Die Auslassöffnungen 66, welche notwendigerweise sich bis zur Außenseite hin erstrecken müssen, sind gegen den Einlass-Vielfachanschluss 62 durch die O-Ringe 70 abgedichtet.
Es sei nun auf 12 Bezug genommen, in welcher ein Diagramm des thermischen Verhaltens dargestellt ist, das von einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung gezeigt wird. Es wurden Korrelationen zu bestehenden Daten hergestellt und für eine vorläufige Bemessung und Bewertung des Kühlprozesses verwendet (siehe beispielsweise Guyer, Handbook of Applied Thermal Design, McGraw Hill, New York, 1989 und H. Martin, „Heat and Mass Transfer Between Impinging Gas Jets and Solid Surfaces," Advances in Heat Transfer, Vol. 13, J.P. Hartnett and T. F. Irvine, Jr. (eds), Academic Press, New York, 1977). 12 zeigt die vorläufigen Wärmeübergangsbeziehungen wobei Temperaturanstieg, Strömungsrate und Pumpleistung als eine Funktion des Durchmessers der Düsenöffnung aufgezeichnet sind. Ein Durchmesser von 0,07 cm wurde in der beispielsweisen Ausführungsform gewählt, was klein genug ist, um einen kleinen Filmtemperaturanstieg (< 3,5°C) aufrechtzuerhalten, jedoch groß genug ist, um herstellbar zu sein.
Die vorliegende Erfindung wurde hier unter Bezugnahme auf eine bestimmte Ausführungsform für einen bestimmten Anwendungsfall beschrieben. Die Fachleute auf diesem Gebiet, welche Zugang zu der hier angegebenen Lehre haben, erkennen, dass zusätzliche Modifikationen, Anwendungen und Ausführungsformen innerhalb des Gedankens der hier gegebenen Lehre möglich sind. Es ist daher davon auszugehen, dass die anliegenden Ansprüche jedwede und sämtliche solche Anwendungen, Modifikationen und Ausführungsformen innerhalb des Umfanges der hier gegebenen Lehre abdecken.

Claims

System zum Abführen von Verlustenergie von einem Festkörper-Lasermedium (34) mit breiter Oberfläche, wobei das System folgendes enthält: ein Vielfachanschlussteil (60), welches um das Lasermedium (34) angeordnet ist und eine Mehrzahl von darin gebildeten Einlassdüsen (66) aufweist, die mit einer Mehrzahl in dem Vielfachanschlussteil gebildeten Auslassöffnungen (64) zwischengelagert sind; und eine Pumpe zum Umwälzen eines Kühlungsfluids durch die Mehrzahl von Einlassdüsen (66) derart, dass das Kühlungsfluid auf die breite Oberfläche des Lasermediums (34) auftrifft und hierdurch Verlustenergie durch Konvektion von dem Lasermedium (34) auf das Kühlungsfluid übertragt, welches dann über die genannten Auslassöffnungen zu dem Vielfachanschlussteil zurückkehrt.
System nach Anspruch 1, bei welchem das Lasermedium (34) als ein Flachteil ausgebildet ist, das mindestens eine Randoberfläche aufweist und wobei Pumplicht längs der mindestens einen Randoberfläche eintritt und die breite Oberfläche mindestens eine Seitenfläche des Flachkörpers bestimmt.
System nach Anspruch 1, wobei das Lasermedium (34) ein hohes Seitenverhältnis bezüglich der Bemessung der breiten Oberfläche aufweist.
System nach Anspruch 1, bei welchem das Lasermedium (34) mit im wesentlichen rechteckiger Gestalt bezüglich der Umgrenzung der breiten Oberfläche versehen ist.
System nach Anspruch 1, bei welchem das Laserpumplicht in das Lasermedium (34) längs einer Obefläche eintritt, welche von der breiten Oberfläche verschieden ist und die Verlustenergie von der breiten Oberfläche abgeführt wird.
System nach Anspruch 1, bei welchem die Verlustenergie Fluoreszenzenergie ist, welche von dem Lasermedium (34) abgestrahlt wird, wobei weiter innerhalb des Vielfachanschlussteiles (60) an einem Ort, auf welchen die Fluoreszenzenergie trifft, ein Absorber (72) vorgesehen ist, der in der Weise wirksam ist, dass er die abgestrahlte Fluoreszenzenergie in fühlbare Wärme umwandelt und wobei das Kühlungsfluid um den Absorber (72) strömt, um die umgewandelte sensible Wärme von dem Absorber durch erzwungene Konvektion abzuführen.
System nach Anspruch 6, bei welchem der Absorber (72) ein mit Bezug auf die Laserwellenlänge im Band liegender Absorber ist.
System nach Anspruch 6, bei welchem der Absorber (72) als eine Schicht zwischen mehreren der Auslassöffnungen (64) und dem Lasermedium (34) gelegen ist und aus einem der folgenden Materialien ausgewählt ist: poröses Material, gesintertes Metall, metallischer Schaumstoff, Fasermaterial, geperltes Material oder Granulat, gewebtes Material oder Gittermaterial.
System nach Anspruch 8, bei welchem der Absorber (72) mit bestimmtem Abstand von der breiten Oberfläche angeordnet ist und die Fluoreszenzenergie durch das Kühlungsfluid hindurch zu dem Absorber (72) übertragen wird.
System nach Anspruch 1, bei welchem das Vielfachanschlussteil (60) eine Mehrzahl von darin gebildeten Auslasskanälen (56) in der Weise aufweist, dass mehrere Teile der Mehrzahl von Auslassöffnungen (64) das Kühlungsfluid zu jeder der Anzahl von Auslasskanälen (56) leiten, bevor das Kühlungsfluid zu der Pumpe zurückkehrt.