DE69107649T2

DE69107649T2 - Einrichtung zum Erzeugen von blauem Laserlicht.

Info

Publication number: DE69107649T2
Application number: DE69107649T
Authority: DE
Inventors: Emmanuel Wilhelmus Johan Oomen
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1990-03-08
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2011-03-05
Also published as: NL9000532A; EP0450677A1; JPH04218986A; KR910017702A; US5067134A; DE69107649D1; EP0450677B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Erzeugen von blauem Laserlicht mit einer Wellenlänge von 445 bis 455 nm in einem Aufwärtsmischverfahren, wobei diese Anordnung einen Pumplaser und einen Schwingungsraum mit eine Glaszusammensetzung von Schwermetallfluoriden mit dreiwertigen Thuliumionen aufweist.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Erzeugen von blauem Laserlicht in einem Aufwärtsmischverfahren, wobei ein Pumplaser und ein Schwingungsraum verwendet werden, wobei dieser Schwingungsraum eine Glaszusammensetzung von Schwermetallfluoriden mit dreiwertigen Thuliumionen aufweist.
Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich beispielsweise als gedrängte Lichtquelle zur optischen Speicherung von Information und zur Telekommunikation mittels Glasfaser verwendet. Durch Anwendung kurzwelligen Lichtes kann die Informationsdichte gesteigert werden und die Möglichkeiten Information zu schreiben und zu lesen lassen sich durch die größere Photonenergie erweitern.
In einem Artikel von D.C. Nguyen u.a. in "Applied Optics 28 (17), Seiten 3553 bis 3555 (1989) werden ein Aufwärtsmischverfahren und eine Anordnung zum Durchführen desselben beschrieben, wobei ein Einkristall von Yttriumlithiumfluorid verwendet wird, der mit 1 Atom% dreiwertigem Thuliumioden dotiert ist. Der Kristall wird mittels zweier Laserlichtquellen mit Wellenlängen von etwa 781 nm und 649 nm bestrahlt. Es wird kohärentes blaues Laserlicht erzeugt mit einer Wellenlänge von etwa 450 nm. Das Licht wird in Form von Impulsen erzeugt.
In einem Artikel von J.Y. Allain u.a. in "Electronics Letters 26 (3), Seiten 166 bis 168 (1990) wird ein Aufwärtsmischverfahren in einer thuliumdotierten Fluorzirconatfaser beschrieben. Die genannte Faser wird mit zusammenarbeitenden Pumpwellenlängen von 647, 1 nm und 676,4 nm bestrahlt, wobei die Strahlen von einem Kr-Ionenlaser erzeugt werden. Es wird eine inkohärente fluoreszierende und impulsförmige Emission festgestellt bei 455 nm und 480 nm. Ein Nachteil der bekannten Anordnungen ist, daß gepulste Laserwirkung zur Anwendung bei Apparatur für optische Aufzeichung von Information ungeeignet ist. Ein Nachteil ist weiterhin, daß die Verwendung zweier (verschiedener) Laserlichtquellen zu einem komplizierten Entwurf und zu einer wenig gedrängten Anordnung führt.
Ein Problem bei der Herstellung der ersten Anordnung ist die Notwendigkeit, daß eine große Absorbtionslänge des Halbleiterlichtes geschaffen wird, was sich bei einem einzigen Kristall nur schwer verwirklichen läßt. Dies ist notwendig, weil die Konzentration der Thuliumionen relativ niedrig sein muß (weniger als 1 Mol%), weil angeregte Thuliumionen schnell zu wirksamen Kreuzrelaxationsverfahren führen, wodurch die Wirksamkeit des Aufwärtsmischverfahrens verringert wird.
Aufgabe der Erfindung ist u.a. eine Anordnung zum Erzeugen von blauem Laserlicht in einem Aufwärtsmischverfahren zu schaffen, wobei diese Anordnung einen einfachen und gedrängten Aufbau hat, sich auf einfache Weise herstellen läßt und geeignet ist zum kontinuierlichen Erzeugen von blauem Laserlicht.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe erfüllt such eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art, die das Kennzeichen aufweist, daß ein einziger Halbleiterlaser verwendet wird als Punplaser, der Licht einer Wellenlänge von 650 bis 665 nm ausstrahlt.
Ebenfalls nach der Erfindung kann diese Aufgabe erfüllt werden mit einer Anordnung der eingangs beschriebenen Art, wobei diese Anordnung das Kennzeichen aufweist, daß die Glaszusammensetzung außerdem Terbiumfluorid TbF&sub3; aufweist, und/oder Praseodymiumfluorid PrF&sub3;, in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 1 Mol%, und daß ein einziger Halbleiterlaser als Pumplaser verwendet wird, der Licht einer Wellenlänge von 640 bis 700 nm ausstrahlt.
Glaszusammensetzungen auf Basis von Schwermetallfluoriden, die zum Gebrauch bei der Anordnung und dem Verfahren nach der Erfindung geeignet sind, sind beispielsweise von J. Lucas in dem "Journal of Materials Science, 24, Seiten 1 bis 13 (1989) und in der US-Patentschrift US 4749666 beschrieben. Ein geeignetes Verfahren zum Herstellen fluoridhaltiger Glaszusammensetzungen ist in der US Patentschrift US 4666486 beschrieben. Durch die relativ geringe Menge verwendeten Thuliumfluorids, das in der Glaszusammensetzung beispielsweise Lanthanfluorid ersetzen kann, werden die Eigenschaften der Glaszusammensetzung kaum beeinflußt.
Ein wirksames Aufwärtsmischverfahren ist möglich bei der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der der Schwingungsraum eine Glasfaser umfaßt, mit einem Kern aus einer Glaszusammensetzung aus Schwermetallfluoriden und mit einem Mantel mit einer niedrigeren Brechzahl als der kern. Andere Vorteile der Verwendung einer Glasfaser liegen in der Tatsache, daß das blaue Licht in einem gut definierten Eellenleiter erzeugt wird und daß es möglich ist, die Absorbtionsweglänge innerhalb weiter Grenzen zu wählen. Außerdem sind mehrere Möglichkeiten bekannt, Licht von einem Halbleiterlaser in eine Glasfaser einzukoppeln und der austretende Lichtpunkt bei einer Glasfaser gut definiert, bei einer Monomode-Glasfaser beispielsweise zu einem Punktdurchmesser von 5um.
Ein geeignetes Verfahren zum Herstellen optischer Glasfasern aus Fluoridglaszusammensetzungen ist von H.W. Schneider in "Critical Reports on Applied Chemistry", 27 "Fluoride Glasses" (ed. A.E. Comyns), John Wiley & Sons, Chichester, Seiten 185 bis 199 (1989) und in der US Patentschrift US 4842627 beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung weist die Glaszusammensetzung 0,01 bis 1 Mol% Thuliumfluorid TmF&sub3; auf. Bei Mengen über 1 Mol% wird die Wirksamkeit des Aufwärtsmischverfahrens durch Kreuzrelaxationsverfahren zu gering. Dieses Phänomen wird in einem Artikel von C.Guery u.a. in "Journal of Luminescence" 42, Seiten 181-189 (1988) beschrieben. Bei Mengen von weniger als 0,01 Mol% wird die erforderliche Absorptionslänge unprkatisch groß, beispielsweise über 1 Meter. Außerdem finden zwischen den Thuliumatomen Energieübertrageungsprozesse statt, die zu dem Aufwärtsmischverfahren beitragen können. Bei einer zu geringen Konzentration wird die Gefahr von derartigen Energieübertragungsprozesse zu gering.
Eine weiter Aufgabe der Erfindung ist, ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zu schaffen zum Erzeugen von Blaulaserlicht unter Anwendung einfacher optischer Mittel.
Nach der Erfindung wird dies erreicht durch ein Verfahren, wie dies in dem zweiten Abschnitt beschrieben worden ist, wobei dieses Verfahren das Kennzeichen aufweist, daß zum Ausstrahlen von Licht einer Wellenlänge von 650 bis 665 nm ein einziger Halbleiterlaser verwendet wird, wobei Laserlicht einer Wellenlänge von 445 bis 455 nm erhalten wird.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung läßt sich diese Aufgabe ebenfalls erfüllen durch ein Verfahren, wie dies in dem zweiten Abschnitte beschrieben worden ist, wobei dieses Verfahren das Kennzeichen aufweist, daß die Glaszusammensetzung außerdem Terbiumfluorid TbF&sub3; und/oder Praseodymiumfluorid PrF&sub3; aufweist, und zwar in einer Menge von 0,01 bis 1 Mol%, und daß zum Ausstrahlen von Licht einer Wellenlänge von 640 bis 700 nm ein einziger Halbleiterlaser verwendet wird, wobei Laserlicht einer Wellenlänge von 445 bis 455 nm erhalten wird.
Die Anwendung eines fluorhaltigen Glases bietet eine Anzahl spezifischer Vorteile. Bei Glaszusammensetzungen auf Basis von Fluoriden ist ein wirtschaftlicheres Aufwärtsmischverfahren möglich als bei anderen Glaszusammensetzungen, beispielsweise bei Silikatgläsern. Bei den Glaszusammensetzungen befinden sich die Thuliumatome an verschiedenen energetischen Stallen, wodurch über einen etwas verbreiterten Wellenlängenbereich Absorption möglich ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dadurch und durch das kontrollierte Auftreten von strahlungslosen Prozessen die Möglichkeit geboten wird, mit einer einzigen Strahlungsquelle ein Elektron in einem Thuliumatom in zwei Schritten auf einen höheren Energiepegel zu bringen. Glaszusammensetzungen auf Basis von Schwermetallfluoriden sind, im Gegensatz zu Glaszusammensetzungen auf Basis von BeF&sub2;, nicht giftig und nicht hygroskopisch und sind in einer normalen Atmosphäre stabil. Zum Schluß hat die Verwendung von Glas den Vorteil, daß es sich auf einfache Weise verarbeiten läßt und beispielsweise in Form von Fasern herstellbar ist.
Zwar wird in der US Patentschrift US 3958970 die Anwendung von Aufwärtsmischverfahren bei fluoridhaltigem Glas oder bei Keramik mit Yb und Er oder Tm beschrieben, es wird aber mit Licht einer Wellenlänge von 980 nm gepumpt, was zum Gebrauch bei Halbleiterlasern ungünstig ist. Es tritt keine Laserwirkung auf und der Prozeß mit Tm ist wenig wirtschaftlich, weil es sich um ein 3-Photon-Verfahren handelt. Außerdem ist die Wellenlänge des erhaltenen Lichtes (470 nm) größer als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Der Prozeß mit Er ist ein 2-Photon-Verfahren, liefert aber Licht einer Wellenlänge von 540 nm.
Es sei bemerkt, daß in dem bereits genannten Artikel von C. Guery u.a. und von J. Sanz u.a. in "Journal of Non-Crystalline Solids" 93, Seiten 377-386 (1987) optische und spektroskopische Eigenschaften der thuliumhaltigen Fluoridglaszusammensetzungen beschrieben werden. Die Vorrichtung udn das Verfahren nach der Erfindung werden darin aber nicht beschrieben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Aufwärtsmischverfahrens nach dem Stand der Technik (a) und nach der Erfindung (b),
Fig. 3 Emissionsspektren, gemessen an einer Glaszusammensetzung, die sich zum Gebrauch in einer Anordnung nach der Erfindung eignet.

Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt schematisch eine Anordnung zum Erzeugen von blauem Laserlich in einem Aufwärtsmischverfahren mit einem Halbleiterlaser 1, der einen Lichtstrahl 2 einer Wellenlänge von 650 nm und einer Leistung von 10 mW aussendet. Zwischen zwei Spiegeln 3 und 4 befindet sich ein Schwingungsraum, in dem sich eine Glasfaser 5 befindet. Der austretende Lichtstrahl 6 hat eine Wellenlänge von 450 nm und eine Dauerleistung von maximal 0,5 nM.
Der Spiegel 3 ist transparent für das aus dem Halbleiterlaser 1 heraustretende Licht und reflektiert die gesamte blaue Lichtmenge. Der Spiegel 4 ist teildurchlässig (etwa 5%) für das in der Glasfaser 5 erzeugte blaue Licht.
Ein geeigneter Halbleiterlaser ist beispielsweise ein GaInP/AlGaInP-Laser. Andere geeignete Halbleiterlaser nach dem Stand der Technik lassen sich durchaus anwenden. Als Spiegel lassen sich handelsübliche Spiegel verwendem. Es ist ggf. möglich. die Spiegel in Form dünner Schichten auf einem Quarzglasträger oder an den Enden der Glasfaser 5 aufzudampfen. Der Spiegel 4 kann eine Durchlässigkeit von 0,2 bis 20% haben für das erzeugte blaue Licht. Geeignete Spiegel, die durch Aufdampfen bei einer Temperatur von weniger als 100ºC erhalten werden können, bestehen aus abwechselnden Schichten aus HfO&sub2; und SiO&sub2;, mit je einer Schichtdicke von λ/4, wobei λ die Wellenlänge des zu reflektierenden Lichtes ist. Bei diesen Spiegeln bestehen die äußeren Schichten aus HfO&sub2;. Bei Verwendung von insgesamt 31 abwechselnden Schichten hat der Spiegel 3 eine Reflexionsleistung von 99,98% für blaues Licht mit einer Wellenlänge von 450 nm. Bei Verwendung von 11 abwechselnden Schichten weist der Spiegel 4 eine Transmission von 8% auf für Licht einer Wellenlänge von 450 nm. In beiden Fällen beträgt die Transmission für rotes Licht einer Wellenlänge von 650 nm über 95%.
Der Kern der Glasfaser 5 besteht nach dem beispiel aus 53 Mol% ZrF&sub4;, 20 Mol% BaF&sub2;, 20 Mol% NaF, 3 Mol% A1F&sub3;, 3,9 Mol% LaF3 und 0,1 Mol% TmF&sub3;. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung weist die Glaszusammensetzung außerdem etwa 0,1 Mol% TbF&sub3; auf, wobei die menge LaF&sub3; entsprechend kleiner gewählt wird.
Glaszusammensetzungen auf Basis von Schwermetallfluoriden, die bei der erfindungsgemäßen Anordnung und bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandt werden können, sind Glaszusammensetzungen auf Basis von ZrF&sub4;, beispielsweise ZBLA und ZBLAN, und auf Basis von InF&sub3;, beispielsweise BIZYT. Diese Glaszusammensetzungen sind in dem Artikel von J. Lucas in "Journal of Materials Science" 24, Seiten 1 bis 13 (1989) sowie in der US Patentschrift US 4749666 beschrieben. Bei diesen Glaszusammensetzungen wird eine der vorhandenen Seltenermetallfluoride teilweise durch TmF&sub3; ersetzt.
Die Glasfaser nach dem Beispiel ist eine Monomodefaser mit einem kreisförmigen Querschnitt, mit einem Kern mit einem Durchmesser von 5um aus der genannten Schwermetallfluoridglaszusammensetzung und mit einem Mantel mit einem Durchmesser von etwa 125um. Der Mantel besteht aus einer fluorhaltigen Glaszusammensetzung mit einer Brechzahl, die niedriger ist als die des Kerns. Nach dem Beispiel besteht der Mantel aus 40 Mol% ZrF&sub4;, 20 Mol% BaF&sub2;, 13 Mol% HfF&sub4;, 20 Mol% NaF, 3 Mol% A1F&sub3; und 4 Mol% LaF&sub3;. Dabei ist in der Glaszusammensetzung, wie diese für den Kern verwendet wird, ein Teil des ZrF&sub4; durch HfF&sub4; ersetzt worden. In dem bereits genannten Artikel von J. Lucas wird angegeben, wie die Brechzahl durch Anpassung der Zusammensetzung der fluoridhaltigen Glaszusammensetzung geändert werden kann. Die Glasfaser wurde gemäß dem in dem bereits genannten Artikel beschriebenen "Rotational Casting"-Verfahren gefertigt. Auch andere an sich bekannte Verfahren lassen sich anwenden, eine geeignete Glasfaser zu schaffen.
Die Anordnung läßt sich in vielen anderen Ausführungsformen gestalten. Statt einer Glasfaser kann gewünschtenfalls ein Glasblöckchen verwendet werden. Die Anordnung kann mit Filtern versehen werden um das rote Licht und das Blaulicht einer größeren wellenlänge als etwa 455 nm aus dem heraustretenden Blaulichtstrahl herauszufiltern.
Fig. 2 zeigt einige Energiepegel der Elektronen in einem Thuliumatom In Fig. 2 ist ein Aufwärtsmischverfahren nach dem Stand der Technik dargestellt, wobei ein Elektron aus dem Bodenpegel ³H&sub6; mittels eines absorbierten Photons in einen angeregten Zustand ³F&sub4; gebracht wird. Für diesen Schritt, der in Fig. 2a mit dem Pfeil 10 angegeben ist, ist Licht einer Wellenlänge von etwa 780 nm erforderlich. Durch gleichzeitige Bestrahlung mit Licht einer Wellenlänge von etwa 650 nm kann das angeregte Elektron in einem zweiten Schritt 11 auf den ¹D&sub2; Pegel gebracht werden. Aus diesem Zustand kann das Elektron auf den ³H&sub4; Pegel zurückfallen unter Ausstrahlung eines Photons von 450 nm. Dieser Schritt ist in der Figur durch den Pfeil 12 angegeben. Weil das Elektron nicht in die Ausgangslage zurückfällt, ist die Laserwirkung einfach verwirklichbar. Der ³H&sub4; Pegel hat eine Lebensdauer von etwa 1 ins. Der ¹D&sub2; Pegel hat eine Lebensdauer von etwa 0,05 ms, siehe den bereits genannten Artikel von J. Sanz u.a.. Dadurch, daß der ³H&sub4; Pegel voll wird, ist nur gepulste Laserwirkung möglich.
Fig. 2b zeigt die Wirkung des Aufwärtsmischverfahrens nach der Erfindung. Ein Elektron wird aus dem Ausgangspegel ³H&sub6; mittels eines absorbierten Photons in einen angeregten Zustand ³F&sub2; gebracht. Für diesen Schritt, der in Fig. 2b mit dem Pfeil 13 angegeben ist, kann Licht mit Wellenlängen von 640 bis 700 nm verwendet werden. Die Breite des nutzbaren Wellenlängengebietes läßt sich dadurch erklären, daß die Thuliumatome in einer Glaszusammensetzung an einer Vielzahl energetisch unterschiedlicher Stellen vorhanden ist. Durch strahlungslose Verfahren, in der Figur durch den Pfeil 14 angegeben, fällt das Elektron auf den ³F&sub4; Pegel zurück. Es hat sich herausgestellt, daß derartige strahlungslose Prozesse bei Glaszusammensetzungen auf Basis von Schwermetallfluoriden im richtigen Ausmaß auftreten. Einerseits wird der ³F&sub4; Pegel aus den höheren Pegeln ³F&sub2; und ³F&sub3; schnell genug gefüllt. Andererseits wird dieser Pegel nicht zu schnell wieder geleert durch nachfolgende strahlungslose Prozesse zu den niedrigeren Energiepegeln ³H&sub5; und niedriger. Aus dem ³F&sub4; Pegel wird das angeregte Elektron in einem zweiten Absorptionsschritt 15 auf den ¹D&sub2; Pegel gebracht, wozu ebenso wie in dem ersten Schritt Licht mit einer Wellenlänge von 640 bis 700 nm geeignet ist. Aus diesem Zustand kann das Elektron zug den ³H&sub4; Pegel zurückfallen unter Ausstrahlung eines Photons von 450 nm. Dieser Schritt ist in der Figur durch den Pfeil 16 angegeben. Weil das Elektron dabei nicht in die Ausgangslage zurückfällt, ist Laserwirkung auf einfache Weise verwirklichbar.
Die Erfindung bietet die Möglichkeit, ständig Laserwirkung zu erhalten. Wenn der verwendete Pumplaser Licht einer Wellenlänge zwischen 640 und 665 nm ausstrahlt, können die Elektronen aus dem ³H&sub4; Pegel auf wirtschaffliche Weise zu dem ¹G&sub4; Pegel übertragen werden, siehe Pfeil 17, von woraus die Elektronen in die Ausgangslage ³H&sub6; zurückfallen, siehe Pfeil 18, unter Ausstrahlung eines Photons von 470 nm. Durch dieses Verfahren wird der ³H&sub4; Pegel geleert, wodurch die relativ lange Lebensdauer von Elektronen in dem ³H&sub4; Pegel (1 ms) kein Hemmung mehr für ständige Laserwirkung bildet. Die Belegung des ¹D&sub2; Pegels kann ständig größer sein als die des ³H&sub4; Pegels.
Ein anderes Verfahren zur Verkürzung der Lebensdauer von Elektronen in dem ³H&sub4; Pegel besteht darin, daß die Glaszusammensetzung mit Tb und/oder Pr dotiert wird, außer dem bereits vorhandenen Tm. Durch Energieübertragung von Thuliumatomen zu Terbiumatomen oder Praseodymiumatomen wird das Zurückbringen von Elektronen in die Ausgangslage gefördert. Die kleinste wirksame Menge dieser Dotierungen beträgt etwa 0,01 Mol%. Mengen über 1 Mol% tragen nicht zu einem besseren Ergebnis bei und verursachen Entleerung des ¹D&sub2; Pegels durch Absorption. Der in Fig. 2b durch die Pfeile 17 und 18 angegebene Prozeß und die Hinzufügung von Tb und/oder Pr können einzeln sowie gleichzeitig verwendet werden um dafür zu sorgen, daß der ³H&sub4; Pegel geleert wird.
Fig. 3 zeigt Emissionsspektren, in denen die Intensität I je nach der Wellenlänge λ des ausgestrahlten Lichtes wiedergegeben ist. Es wurde an einem Glasblöckchen mit der Zusammensetzung wie bereits für das Kernmaterial der Glasfaser beschrieben wurde, unter Bestrahlung mit einem Kryptonlaser gemessen.
Die Kurve 20 ist bei Bestrahlung mit Licht einer Wellenlänge von 676 nm gemessen. Die Spitze bei 450 nm wird durch den Übergang von ¹D&sub2; zu ³H&sub4; verursacht, die Spitze bei 470 nm durch den Übergang von ¹G&sub4; zu ³H&sub4;. Die Kurve 21 ist bei Bestrahlung mit Licht einer Wellenlänge von 647 nm gemessen. Die Spitze bei 470 nm hat gegenüber der in der Kurve 20 relativ stark zugenommen, woraus es sich zeigt, daß Bestrahlung mit Licht einer Wellenlänge von 647 nm auf wirtschaftliche Weise zu der Entleerung des ³H&sub4; Pegels beiträgt.
Um festzustellen, welche mengen TmF&sub3; in der Schwermetallfuoridglaszusammensetzung zum Erhalten von Aufwärtsmischung geeignet sind, wurd ein Blöckchen Glas mit Licht von 700 nm bestrahlt. Bei dieser Wellenlänge gibt es kaum Anregung von dem ³H&sub4; Pegel zu dem ¹G&sub4; Pegel. Die Zusammensetzung des Glasblöckchens war 53 Mol% ZrF&sub4;, 20 Mol% BaF&sub2;m 3 Mol% AlF&sub3;, 20 Mol% NaF, (4-x) Mol% LaF&sub3; und x Mol% TmF&sub3;, in der x Werte aufwies, wie diese in der naxchfolgenden Tabelle angegeben sind. In der Tabelle ist I die relative Effektivität der Aufwärtsmischverfahrens, wobei blaues Licht einer Wellenlänge von 450 nm erhalten wird. TABELLE
Aus der Tabelle geht hervor, daß durch das Auftreten von Kreuzrelaxiation die Effektivität des Aufwärtsmischverfahrens über etwa 0,5 Mol% TmF&sub3; stark abnimmt und von etwa 1 Mol% einen kaum verwendbaren Wert hat. Die untere Grenze der geeigneten Menge TmF&sub3; wird durch die erforderliche Absorptionslänge bestimmt, die bei 0,01 Mol% TmF&sub3; etwa 1 m betragen kann.

Claims

1. Anordnung zum Erzeugen von blauem Laserlicht mit einer Wellenlänge von 445 bis 455 nm in einem Aufwärtsmischverfahren, wobei diese Anordnung einen Pumplaser und einen Schwingungsraum mit einer Glaszusammensetzung von Schwermetallfluoriden mit dreiwertigen Thuliumionen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Halbleiterlaser verwendet wird als Pumplaser, der Licht einer Wellenlänge von 650 bis 665 nm ausstrahlt.

2. Anordnung zum Erzeugen von blauem Laserlicht mit einer Wellenlänge von 445 bis 455 nm in einem Aufwärtsmischverfahren, wobei diese Anordnung einen Pumplaser und einen Schwingungsraum mit einer Glaszusammensetzung von Schwermetallfluoriden mit dreiwertigen Thuliumionen aufweist, dadurch gekennzeichnet daß die Glaszusammensetzung außerdem Terbiumfluorid TbF&sub3; aufweist, und/oder Praseodymiumfluorid PrF&sub3;, in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 1 Mol%, und daß ein einziger Halbleiterlaser als Pumplaser verwendet wird, der Licht einer Wellenlänge von 640 bis 700 nm ausstrahlt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsraum eine Glasfaser umfaßt, mit einem Kern aus einer Glaszusammensetzung aus Schwermetallfluoriden und mit einem Mantel mit einer niedrigeren Brechzahl als der Kern.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, Glaszusammensetzung 0,01 bis 1 Mol% Thuliumfluorid TmF&sub3; aufweist.

5. Verfahren zum Erzeugen von blauem Laserlicht in einem Aufwärtsmischverfahren, wobei ein Pumplaser und ein Schwingungsraum verwendet werden, wobei dieser Schwingungsraum eine Glaszusammensetzung von Schwermetallfluoriden mit dreiwertigen Thuliumionen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausstrahlen von Licht einer Wellenlänge von 650 bis 665 nm ein einziger Halbleiterlaser verwendet wird, wobei Laserlicht einer Wellenlänge von 445 bis 455 nm erhalten wird.

6. Verfahren zum Erzeugen von blauem Laserlicht in einem Aufwärtsmischverfahren, wobei ein Pumplaser und ein Schwingungsraum verwendet werden, wobei dieser Schwingungsraum eine Glaszusammensetzung von Schwermetallfluoriden mit dreiwertigen Thuliumionen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaszusammensetzung außerdem Terbiumfluorid TbF&sub3; aufweist, und/oder Praseodymiumfluorid PrF&sub3;, in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 1 Mol%, und daß ein einziger Halbleiterlaser als Pumplaser verwendet wird, der Licht einer Wellenlänge von 640 bis 700 nm ausstrahlt, wobei Laserlicht einer Wellenlänge von 445 bis 455 nm erhalten wird.