DE69206315T2

DE69206315T2 - Laserresonatoranordnung.

Info

Publication number: DE69206315T2
Application number: DE69206315T
Authority: DE
Inventors: John Rusty Harris; John Kelly Johnson; John Lawrence Nightingale
Original assignee: Coherent Inc
Current assignee: Coherent Inc
Priority date: 1991-05-09
Filing date: 1992-05-06
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2012-05-07
Also published as: EP0512816B1; DE69206315D1; US5170409A; EP0512816A3; EP0512816A2; JPH05152649A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Resonatoranordnung, die insbesondere für einen diodengepumpte Festkörper-Laser geeignet ist.

Hintergrund der Erfindung

Über die Jahre hinweg wurde ein beträchtliches Maß an Anstrengungen auf die Entwicklung von Laser-Resonatoranordnungen gerichtet. Für kommerzielle Anwendungen sollten Resonatoranwendungen stabil, robust und einfach aufzubauen sein, und sollten weiterhin hinsichtlich der Herstellungskosten niedrig sein.
Auf dem Gebiet der mit Hilfe von Dioden gepumpten Festkörper-Lasem sind die Resonatorelemente oftmals in einer bearbeiteten oder gegossenen Halterung abgestützt. Genauer gesagt wurden metallische Halterungen für die Aufnahme und Halterung des Laserverstärkungsmediums und der Resonator-Spiegel entwickelt. Beispiele derartiger Resonatoranordnungen lassen sich in den nachstehend genannten US-Patenten mit den Nummern 4,730,335; 4,731,795; 4,890,296; 4,653,056; 4,656,635; und 4,665,529 finden.
Alle diese zuletzt genannten Gestaltungen haben eine Mehrzahl von Nachteilen. Zum Beispiel erfordern die bearbeiteten oder gegossenen Teile relativ komplexe Herstellungsschritte, bei denen enge mechanische Toleranzvorgaben vorgesehen sind. Zusätzlich weisen übliche Metalle, die zur Bildung der Anordnungen eingesetzt werden, relativ hohe thermische Ausdehnungskoeffizienten auf. Zum Beispiel liegt der Koeffizient für Aluminium bei 24 x 10&supmin;&sup6; / Cº, während er für Messing bei 19 x 10&supmin;&sup6; / Cº liegt. Auch wenn manche Metallverbindungen wie etwa Invar sehr viel niedrigere thermische Ausdehnungskoeffizienten besitzen, sind sie schwierig zu bearbeiten und werden nicht allgemein für diese Anwendungen eingesetzt.
Wenn die üblicheren Metalle wie etwa Messing oder Aluminium für die Aufnahme der Laserelemente eingesetzt werden, verändern sich die Abmessungen des Resonators bei Änderungen der Temperatur beträchtlich. Wenn sich die Abmessungen des Resonators ändern, unterliegt der Laser-Modus-Sprüngen (mode hops). Diese Modus-Sprünge können dazu führen, daß Instabilitäten der Amplitude bei hohlraumintern frequenzverdoppelten Lasern (intracavity frequency doubled lasers) und Unstetigkeiten bei der Frequenzabstimmung bei abstimmbaren Einzelfrequenz-Lasern auftreten.
In der US-A-4,749,842 ist ein laserdioden-gepumpter, monolithischer Festkörper-Ring- Laser offenbart, der einen Laserkristall aufweist, der an einem Cu-Block über ein UV- härtendes Element angebracht ist. Der Block aus Cu ist mit einer Heizeinrichtung über eine Lage aus Lötmittel mit niedrigem Schmelzpunkt verbunden. Die Heizeinrichtung ist mit einer Basisplatte mit Hilfe eines UV-härtbaren Elements verbunden.
Die vorliegende Erfindung ist durch die unabhängigen, nachfolgenden Ansprüche definiert, auf die nun Bezug genommen wird.
Merkmale von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung stellen bereit: eine neue optische Anordnung, die mechanisch starr ist;
eine optische Anordnung, die einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt und daher im Hinblick auf Schwankungen der Temperatur sehr stabil ist; eine Resonatoranordnung, die einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der an das Verstärkungsmedium angepaßt ist, 50 daß die Änderung bei dem Spiegelabstand eine Verschiebung in der Hohlraum-Axialmodus-Frequenz hervorruft, die der durch die Temperatur bedingten Frequenzverschiebung des Verstärkungsmediums nachfolgt (diese thermische Anpassung ermöglicht eine kontinuierliche Abstimmung eines Einzelfrequenz-Lasers durch Veränderung der Temperatur des Lasers. Die thermische Anpassung minimiert auch Instabilitäten bei einem frequenzverdoppelten Laser);
eine optische Gestaltung, deren Kosten niedrig sind und die leicht zusammenzubauen ist; und
ein Montage- bzw. Halteelement zum Abstützen eines optischen Elements, wobei das Halteelement mit der Laserstrahlung ausgerichtet und für diese transparent ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung weist eine Resonatoranordnung auf, die eine plane Trägerplatte besitzt, die aus einem transparenten Material hergestellt ist. Ein Paar von Spiegelhalterungen ist an der Trägerplatte durch ein UV-härtbares Klebmittel angebracht. Das Klebmittel besteht aus einer Art, die so lange viskos bleibt, bis sie einer UV-Strahlung ausgesetzt wird. Demgemäß kann die Position der Spiegelhalterungen während der Herstellung der Anordnung kontinuierlich so lange eingestellt werden, bis sie korrekt ausgerichtet sind. Danach wird eine UV-Strahlung durch die transparente Trägerplatte gerichtet, um das Klebmittel zu härten und die Halterungen in ihrer Position zu befestigen.
Die Resonatorspiegel können dann an den Spiegelhalterungen angebracht werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Spiegelhalterungen ebenfalls transparent und es wird ein UV-härtbares Klebmittel eingesetzt, um die Spiegel mit den Halterungen zu verbinden. Bei dieser Ausgestaltung kann die Position der Spiegel während des Zusammenbaus solange eingestellt werden, bis der Hohlraum ausgerichtet ist. Danach wird UV-Strahlung durch die Spiegelhalterungen hindurchgeleitet, um die Position der Spiegel festzulegen.
Es läßt sich somit erkennen, daß der vorliegende Ansatz den Zusammenbau und die Ausrichtung des Resonators erleichtert. Zusätzlich ist das Halterungssystem mechanisch stark. Weiterhin erlauben die transparenten Spiegelhalterungen das Eintreten und Austreten der Strahlung in den bzw. aus dem Resonanzhohlraum.
Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Ansatzes besteht darin, daß die Trägerplatte und die Spiegelhalterungen aus Materialien mit verhältnismäßig niedrigen therrnischen Ausdehnungskoeffizienten hergestellt werden können, wodurch die Stabilität des Systems weiter verbessert wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die transparente Trägerplatte aus Glas hergestellt, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient erheblich niedriger ist als der üblicher Metalle. Falls eine maximale Stabilität für einen Betrieb mit Einzelfrequenz gewunscht wird, wird die Trägerplatte aus geschmolzenem Silica oder anderen, kommerziell erhältlichen Verbundgläsern hergestellt.
Alternativ kann das Material dev Trägerplatte derart ausgewählt werden, daß, wenn die Temperatur des Verstärkungsmediums geändert wird, um die Ausgangsfrequenz des Lasers zu ändern, die axialen Moden in dem Resonanzhohlraum in ihrer Frequenz mit ungefähr der gleichen Rate geändert werden, so daß ein Modus-Springen minimiert werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eines diodengepumpten Nd:YAG-Lasers ist die Trägerplatte aus Pyrex hergestellt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die plane Trägerplatte ihrerseits für den Aufbau von planaren und nahezu planaren Ring-Resonatoren geeignet ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Lasers zeigt, der einen Resonator aufweist, der in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt ist.

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Dort ist ein Laser 10 dargestellt, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Der Laser 10 ist ein unidirektionaler, diodengepumpter, frequenzverdoppelter Nd: YAG-Laser. Eine planare Ringgestaltung wird durch ein Paar von Spiegeln und eine im Winkel angeordnete, strahlenbrechende Oberfläche geschaffen, die auf dem Verstärkungsmaterial ausgebildet ist. Weitere Einzelheiten bezüglich der Eigenschaften des Lasers selbst lassen sich in der Europäischen Patentanmeldung Nr.91303076.3 (Veröffentlichungsnummer 0 452 069) finden.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist der Resonator des Lasers 10 auf einer planaren Trägerplatte 20 angebracht. Die planare Trägerplatte 20 ist gegenüber einer UV-Strahlung transparent. Mit dem Ausdruck "transparent" ist gemeint, daß das Material mindestens 5 % der UV-Strahlung durchläßt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Platte aus Glas hergestellt.
Bei diesem Laser ist der Resonator durch ein Paar von Spiegeln 22 und 24 definiert. Diese Spiegel werden durch Spiegelhalterungen 26 bzw. 28 gehalten. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Spiegelhalterungen aus geschmolzenem Silica hergestellt, das gegenüber UV-Strahlung transparent ist.
Die Spiegel 22, 24 sind an den Halterungen 26, 28 befestigt und die Halterungen sind an der Trägerplatte 20 befestigt, wobei ein UV-härtbares Klebmittel eingesetzt wird. Im Handel sind eine Anzahl von UV-härtbaren Klebmitteln erhältlich. Diese Klebmittel liegen in einer Vielzahl von Viskositäteii vor. Ein Klebmittel, das als geeignet für den Einsatz in vorliegendem Zusammenhang geflinden wurde, ist Norland 61. Dieses Klebmittel ist recht gut fur das Verbinden von planaren Teilen. Falls die Teile nicht planar sind, ist ein etwas viskoseres Klebmittel wie etwa Norland 68 bevorzugt. Die primären bzw. hauptsächlich gebundenen Oberflächen des Resonators sind sämtlich planar, um die mechanische Festigkeit zu maximieren.
Die vorstehend erläuterten, grundlegenden Elemente wären zur Bildung eines herkömmli chen, linearen Resonators in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausreichend. Bei dem bevorzugten Verfahren werden die Spiegelhalterungen 26 und 28 auf der Trägerplatte so nahe wie möglich an der gewünschten Position angeordnet. Eine Lehre kann zur Positionierung der Spiegelhalterungen eingesetzt werden. Zwischen der Trägerplatte und den Spiegelhalterungen wird eine ausreichende Menge an UV-härtbarem Klebmittel aufgebracht. Da das Klebmittel ungehärtet bleibt, kann die Position der Teile kontinuierlich einjustiert werden, bis eine korrekte Ausrichtung erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt kann eine UV-Strahlung durch die Trägerplatte gerichtet werden, um das Klebmittel auszuhärten. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein optisches Faserkabel für die Zuführung von Licht, das von einer Bogenlampe stammt, zu einem Punkt unterhalb der Trägerplatte und zum anschließenden Richten des Lichts nach oben derart, daß die UV- Strahlung durch die Trägerplatte nach oben durchdringt, eingesetzt. Wenn das Klebmittel einer UV-Strahlung ausgesetzt wird, härtet es in ungefähr einer Minute aus.
Sobald die Spiegelhalterungen in ihre Position gebracht sind, können die Spiegel 22 und 24 an diesen befestigt werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Spiegel plankonkav. Die planare Seite der Spiegel wird an einer der planaren Seiten der Spiegelhalterungen angebracht.
In einer Weise, die gleichartig ist wie die vorstehend erläuterte Methode, werden die Spiegel in ihrer ungefähren Position angeordnet, wobei sich das UV-Klebmittel zwischen dem Spiegel und der Halterung befindet. Die Positionierung des Spiegels kann dann dadurch eingestellt werden, daß seine ebene Oberfläche über die bzw. entlang der ebenen Oberfläche der Spiegelhalterung gleitend verschoben wird. Es ist bekannt, daß durch Verschiebung eines plankonkaven Spiegels in dieser Weise die winkelmäßige Ausrichtung des Resonators geändert werden kann. Zur Erzielung optimaler Ergebnisse kann der Ausrichtungsvorgang durchgeführt werden, während der Laser betrieben wird. Sobald der Hohlraum ausgerichtet ist, kann UV-Strahlung durch die Spiegelhalterungen durchgesandt werden, um das Klebmittel auszuhärten und die Position des Spiegels festzulegen. Durch den Einsatz einer dünnen, ebenen Klebmittelschicht werden Änderungen der Abmessung, die mit dem Vorgang der Aushärtung des Klebmittels verknüpft sind, auf ein Minimum gebracht.
Es läßt sich erkennen, daß durch diesen Ansatz eine Resonatoranordnung geschaffen wird, die eine hervorragende strukturelle Festigkeit besitzt. Zusätzlich können die Teile leicht ausgerichtet und mit geringen Kosten hergestellt werden. Die Stützplatte kann ebenfalls aus einem Material mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hergestellt werden, so daß die Stabilität des Lasers verbessert ist.
Im folgenden wird der übrige Teile der Elemente, die in den Zeichnungen dargestellt sind und bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, erläutert.
Der Laser 10 enthält ein Festkörper-Verstärkungsmedium, das durch einen Block aus Nd:YAG 40 definiert ist. Eine Oberfläche 42 des Verstärkungsmediums 40 ist in einer solchen Weise winklig angeordnet, daß der Laserstrahl 44 durch Lichtbrechung abgelenkt wird. Die im Winkel stehende Fläche 42 wirkt in Verbindung mit den Spiegeln 22 und 24 zur Festlegung des Ringpfads des Strahls zusammen.
Das Verstärkungsmedium 40 ist in einem Magneten 48 angebracht. Der Magnet 48 besitzt eine U-förmige Gestalt, wobei das Verstärkungsmedium in einem Schlitz 50 des Magneten 48 untergebracht ist. Der Magnet wird zur Erzeugung einer nichtreziproken Polarisationsdrehung des Strahls auf der Grundlage des Faraday-Effekts eingesetzt. Der Magnet 48 ist an der Trägerplatte unter Einsatz eines UV-härtbaren Klebmittels angebracht. Bei dem bevorzugten Ausfülrrungsbeispiel werden die Positionen der beiden Spiegel 22 und 24 und des Verstärkungsmediums 40 einjustiert und ausgerichtet, bevor die Klebmittel festgelegt werden.
Damit der Laser zu einem unidirektionalen Betrieb gezwungen wird, ist weiterhin ein Element erforderlich, das eine reziproke Polarisation hervorruft. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dieser Effekt dadurch erreicht, daß eine Drehplatte 54 aus Quarz in den Pfad des Strahls im Brewster-Winkel angebracht wird. Die Platte 54 ist an einer Halterung 56 befestigt, die ihrerseits wieder an der Trägerplatte 20 angebracht ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Halterung 56 aus Aluminium hergestellt und ist mit der Trägerplatte mit Hilfe eines UV-härtbaren Klebmittels verbunden.
Das letzte dargestellte Element innerhalb des Resonanzhohlraums ist ein KTP-Kristall 58 zur Erzeugung der zweiten Oberwelle. Der Kristall 58 ist mit einem Peltier-Kühlelement 60 verbunden, um eine Temparatursteuerung des KTP zu errnöglichen. Die Verbindung ermöglicht weiterhin die Einstellung des Winkels des Kristalls relativ zu der Trägerplatte 20, um optimale Phasenanpassungsbedingungen sicherzustellen. Das Kühlelement ist seinerseits an der Trägerplatte angebracht.
Das Verstärkungsmedium 40 wird durch Licht, das von einer Laserdiode 70 erzeugt wird, optisch gepumpt. Die Laserdiode 70 ist an einer Wärmesenke 72 montiert. Die Wärmesen ke 72 ist an der Stützplatte angebracht. Das von der Diode 70 stammende Licht 74 wird durch eine Linse 76 kollimiert und dann in den Hohlraum durch ein Paar von anamorphotischen Prismen 78 und 80 und eine fokussierende Linse 82 gerichtet. Die Prismen 78 und 80 sind mit der Trägerplatte durch ein UV-härtbares Klebmittel verbunden und bewirken eine Formung des Diodenstrahls, um eine bessere Modusanpassung bezüglich des Strahls, der in dem Resonator umläuft, zu erreichen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, läuft der von dem Diodenlaser 70 abgegebene Strahl 74 direkt durch die transparente Spiegelhalterung 26 hindurch und tritt in den Resonanzhohlraum ein. Da die Halterung transparent ist, kann sie als ein festes Element ausgebildet sein, ohne daß irgendeine Öffnung für den Durchlaß des Pumpstrahls vorzusehen ist. Auf diese Weise wird die strukturelle Festigkeit der Halterung verbessert.
Der umlaufende Grundstrahl 44 wird durch den Kristall 58 aus KTP hinsichtlich seiner Frequenz verdoppelt. Der verdoppelte Strahl 90 tritt aus dem Hohlraum durch den Ausgangskopplerspiegel 24 und direkt durch die transparente Spiegelhalterung 28 aus. Eine Linse 92 kann zum Kollimieren des verdoppelten Strahls 90 vorgesehen sein. Die Linse 92 ist mit einer Halterung 94 aus Aluminium verbunden, die ihrerseits in verklebter Weise mit der Trägerplatte verbunden sein kann.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Photozelle 96 vorgesehen, um die Ausgangsleistung des verdoppelten Strahls 90 zu überwachen. Die Photozelle ist in einer solchen Weise angebracht, daß sie eine Rückrefiexion von der Linse 92 erfaßt. Die Photozelle ist mit einer Halterung 98 verbunden, die ihrerseits durch Verkleben an der Trägerplatte 20 angebracht ist. Die Halterung 98 ist aus einem Schott-Filterglas #BG 40 gebildet, das jegliches Licht von dem fundamentalen Strahl oder Pumplicht, das aus dem Hohlraum austritt, filtert, wobei es einen Eintritt des verdoppelten, grünen Lichts bei 532 nm in die Linse 92 ermöglicht. Die Photozelle 96 ist an der Rückseite der Halterung derart befestigt, daß das Licht zweimal gefiltert wird.
Wie vorstehend angegeben, besteht ein Vorteil der vorliegenden Resonatoranordnung darin, daß die Glas-Trägerplatte eine größere mechanische Stabilität hinsichtlich Änderungen der Temperatur bereitstellt, verglichen mit Stützstrukturen aus Metall, die bei dem Stand der Technik eingesetzt werden. Falls eine maximale Stabilität bei einer festgelegten Wellenlänge gewünscht wird, kann die Platte aus einem Material wie etwa geschmolzenem Silica hergestellt sein, das einen Ifhermischen Ausdehnungskoeffizienten von 4,0 x 10&supmin;&sup7;/C&sup0; aufweist. Eine weitere Möglichkeit ist ein Verbundglas, das unter der Marke "Zerodur" durch das Schott-Glaswerk verkauft wird und das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von weniger als 1,5 x 10&supmin;&sup7;/Cº aufweist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Trägerplatte aus Pyrex hergestellt, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 3,3 x 10&supmin;&sup6;/Cº besitzt, was größer ist als derjenige von geschmolzenem Silica, jedoch gut an das Leistungsverhalten des Verstärkungsmediums aus Nd:YAG angepaßt ist. Wie vorstehend angegeben, wird die Ausgangsfrequenz bei diesen Arten von Lasern üblicherweise durch Änderung der Temperatur des Verstärkungsmediums abgestimmt. Falls der Spiegelabstand festgelegt ist, führt die Änderung der Temperatur des Verstärkungsmediums eventuell zu einem Modus-Springen (Springen zu einem anderen Schwingungsmodus). Falls jedoch der Resonatorabstand in einer solchen Weise geändert werden kann, daß er der Änderung der Ausgangsfrequenz seitens des Verstärkungsmediums nachfolgt, kann die Bandbreite, die vor dem Auftreten eines Modusspringens abgetastet bzw. überstrichen werden kann, vergrößert werden.
Zur Erreichung dieses Zieles wird der Laser durch Änderung der Temperatur sowohl des Verstärkungsmediums als auch der Trägerplatte mit Hilfe einer herkömmlichen Temperatursteuereinrichtung (nicht gezeigt) abgestimmt. Wenn die Ausgangsfrequenz des Verstärkungsmediums durch Erhöhung von dessen Temperatur verringert wird, dehnt sich die Trägerplatte derart aus, daß sich der Abstand zwischen den Spiegeln 22 und 24 ebenfalls vergrößert, was dazu führt, daß die Frequenz der axialen Lasermodi verringert und das Auftreten von Modussprüngen reduziert wird.
Ein weiterer Vorteil des Einsatzes einer ebenen Trägerplatte besteht darin, daß sie selbst zu einer einfachen Herstellung von ebenen und nahezu ebenen Ring-Resonatorgestaltungen und auch für das Anbringen von anderen optischen Elementen geeignet ist, die vor oder nach dem Resonator angeordnet sind. Eine Ausrichtung der optischen Elemente kann in einfacher Weise dadurch erreielit werden, daß jedes der Elemente in einem ähnlichen Abstand von der Ebenenoberfläche der Trägerplatte montiert wird. Die optische Ebene der Elemente liegt dann parallel zu der Ebene der Trägerplatte. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Ebene des in Resonanz stehenden Rings 6 mm oberhalb der Ebene der Platte.
Auch wenn eine Bereitstellung der verbundenen Oberflächen mit ebenem Aufbau bevorzugt ist, ist es ebenfalls möglich, das UV-härtbare Klebmittel in Verbindung mit kardanisch aufgehängten Montagestrultturen einzusetzen. Zum Beispiel kann der Boden der Spiegelhalterungen mit einer sphärischen Gestalt versehen sein, die die ebene Trägerplatte kontaktiert. Der Winkel der Spiegelhalterung kann dann in die gewunschte Orientierung eingestellt und danach durch Bestrahlung des Klebemittels mit UV-Strahlung festgelegt werden.
Wenn ein UV-härtbares Klebmittel eingesetzt wird, ist es lediglich notwendig, daß eines der Teile transparent ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind sowohl die Trägerplatte als auch die Spiegelhalterungen transparent. Auf diese Weise können die Spiegel an den Halterungen mit Hilfe des UV-Klebmittels befestigt werden. Weiterhin kann der eingangsseitige Pumpstrahl und der verdoppelte Ausgangsstrahl direkt durch die transparenten Halterungen hindurchlaufen.
Ein Ringlaser, der in Übereinstimmung mit der vorstehenden Beschreibung zusammengebaut ist, wurde unidirektional (lediglich in einer Richtung) betrieben und durch von einer Laserdiode einfallendes Licht mit 450 mW gepumpt. Wenn der Laser ohne ein nichtlineares optisches Material in dem Hohlraum betrieben wurde, wurde eine stabile Abgabe mit einziger Frequenz und 120 mW bei 1064 nm erzielt. Wenn ein 5 mm langer KTP- Kristall in den Ring eingefügt wurde, wurde eine stabile Einzelfrequenzabgabe bei 532 nm mit 19 mW erhalten.
Auch wenn die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf einen Laser beschrieben wurde, kann sie auch bei anderen optischen Gestaltungen wie etwa einem externen Resonanzring eingesetzt werden. Zusätzlich könnte der vorliegende Ansatz auch zur Herstellung der optischen Gestaltung bei einer Struktur eingesetzt werden, die für direktverdoppelnde Dioden benutzt wird.
Zusammenfassend ist ein neuer Ansatz bezüglich des Aufbaus eines Resonators offenbart, der insbesondere für einen diodengepumpten Festkörper-Laser geeignet ist. Die Anordnung enthält eine transparente, ebene Trägerplatte. Mindestens zwei transparente Spiegelhalterungen sind an der Platte unter Einsatz eines UV-härtbaren Klebmittels angebracht. Die Resonatorspiegel sind ihrerseits an den Halterungen unter Einsatz eines gleichartigen Klebmitteis befestigt. Der Aufbau ist einfach auszurichten und zusammenzubauen und ist weiterhin hinsichtlich der Kosten niedrig. Zusätzlich kann die Anordnung aus Materialien hergestellt werden, die einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, so daß die Stabilität verbessert werden kann. Weiterhin schaffen die transparenten Spiegelhalterungen eine verbesserte Stabilität, während sie zugleich auch den Durchgang der Laserstrahlung ermöglichen.
Auch wenn die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, können andere Änderungen und Modifikationen hierbei durch den Fachmann vorgenommen werden, ohne daß der Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, geändert wird.

Claims

1. Resonatoranordnung mit einer planen Trägerplatte (20) und einem Paar Resonatorspiegelanordnungen, die jeweils einen Spiegel (22, 24) und eine Spiegelhalterung (26, 28) aufweisen, wobei entweder die plane Trägerplatte (20) oder die Resonatorspiegelhalterungen (26, 28) aus einem bezüglich einer UV-Strahlung transparenten Material gebildet sind, und weiterhin ein UV-härtbarer Klebstoff vorhanden ist, der die Spiegelhalterungen (26, 28) mit der Platte (20) verbindet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der sowohl die Platte (20) als auch die Spiegelhalterungen (26, 28) gegenüber UV-Strahlung transparent sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, bei der in jeder Spiegelanordnung entweder der Spiegel (22, 24) oder die Spiegelhalterung (26, 28) gegenüber UV-Strahlung transparent ist, und bei der der Spiegel (22, 24) eine plane Montageoberfläche und eine gegenüberliegende, gekrümmte Oberfläche besitzt, und bei der die Spiegelhalterung (26, 28) eine plane Montageoberfläche aufweist und wobei die planen Montageoberflächen des Spiegels (22, 24) und der Spiegelhalterung (26, 28) mittels eines UV-aushärtenden Klebstoffs miteinander verbunden sind.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Trägerplatte (20) aus Glas oder geschmolzenem Silica gebildet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, die weiterhin ein Festkörper-Verstärkungsmedium (40) aufweist, das mit der Trägerplatte (20) zwischen den Spiegelanordnungen (22, 26; 24, 28) verbunden ist.

6. Verfahren zum Herstellen einer Resonatoranordnung, mit den Schritten:

Bilden einer planen Trägerplatte (20),

Bilden eines Paars Spiegelanordnungen, die jeweils einen Spiegel (22, 24) und eine Spiegelhalterung (26, 28) enthalten, wobei entweder die Trägerplatte (20) oder die Spiegelhalterungen (26, 28) aus einem gegenüber UV-Strahlung transparenten Material gebildet sind,

Einbringen eines UV-härtbaren Klebstoffs zwischen die Trägerplatte (20) und die Spiegelhalterungen (26, 28), und

Richten einer UV-Strahlung auf den Klebstoff durch die Trägerplatte (20) oder die Spiegelhalterungen (26, 28), um den Klebstoff auszuhärten.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Resonator einen Spiegel (22, 24) mit einer gekrümmten reflektierenden Oberfläche und einer gegenüberliegenden, planen Anbringungsoberfläche besitzt, die Spiegelhalterung (26, 28) eine plane Anbringungsoberfläche aufweist und entweder der Spiegel (22, 24) oder die Halterung (26, 28) aus einem Material besteht, das gegenüber UV-Strahlung transparent ist, wobei das Verfahren die Schritte enthält:

Anordnen der planen Anbringungsoberfläche des Spiegels (22, 24) an der planen Anbringungsoberfläche der Spiegelhalterung (26, 28), wobei ein UV-härtbarer Klebstoff dazwischen angeordnet ist,

Einstellen der Position des Spiegels (22, 24) durch Gleitverschiebung des Spiegels (22, 24) bezüglich der Halterung (26, 28) entlang der gegenüberliegenden, planen An bringungsoberflächen, bis die gewünschte winkelmäßige Ausrichtung des Resonators erreicht ist, und

Richten von UV-Strahlung durch das transparente Material auf den Klebstoff, um den Klebstoff auszuhärten und den Spiegel (22, 24) mit der Halterung (26, 28) in der gewünschten Position zu verbinden, wodurch die winkelmäßige Ausrichtung der Resonatoranordnung erleichtert ist.