DE69318601T2

DE69318601T2 - Laserlichtstrahlerzeugende Vorrichtung

Info

Publication number: DE69318601T2
Application number: DE69318601T
Authority: DE
Inventors: Naoya Eguchi; Michio Oka
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-03-02
Filing date: 1993-03-02
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2013-03-03
Also published as: US5418810A; CA2090591A1; US5367531A; EP0560179A1; KR930020782A; CA2090591C; JP3564705B2; DE69318601D1; EP0560179B1; AU3391593A; KR100302814B1; AU663563B2; JPH05243661A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Laserstrahlerzeugung. Sie bezieht sich insbesondere auf eine laserstrahlerzeugende Vorrichtung, in der die Wellenlänge eines Laserstrahls mittels eines nichtlinearen optischen Kristall- bzw. Quarzelements umgewandelt wird.
Es wurde bereits vorgeschlagen, eine Wellenlängenumwandlung durchzuführen, indem man sich die hohe Leistungsdichte innerhalb eines Resonators zunutze macht. Um die Effizienz der Wellenlängenumwandlung zu verbessern, hat man beispielsweise einen Weg beschritten, bei dem mit einem Resonator mit externer Resonanz oder mit einem nichtlinearen optisches Kristallelement, das in einem Resonator angeordnet ist, die zweite Harmonische erzeugt wird, ein Verfahren, das im folgenden kurz als SHG (second harmonic generation) bezeichnet wird.
Für die SHG mit einem den Resonator bildenden nichtlinearem optischen Kristallelement, ist ein Resonator bekannt, der wenigstens ein Spiegelpaar, ein Lasermedium und ein nichtlineares optisches Kristallelement aufweist. In diesem Resonator sind das Lasermedium und das nichtlineare optische Kristallelement zwischen dem Spiegelpaar angeordnet. Bei einer laserstrahlerzeugenden Vorrichtung dieses Typs wird der Laserstrahl der zweiten Harmonischen effektiv durch Phasenanpassung des zweiten harmonischen Laserstrahls an den Laserstrahl der Grundwellenlänge mittels des in dem Resonator angeordneten nichtlinearen optischen Kristallelements ausgekoppelt.
Es ist außerdem ein Verfahren mit äußerer Resonanz bekannt, bei dem ein Laserstrahl aus einer Laserlichtquelle als Grundwellenlängen-Laserstrahl in einen externen Resonator eingekoppelt wird, in welchem er sich durch ein nichtlineares optisches Kristallelement in Rückwärts- und Vorwärtsrichtung ausbreitet und Resonanz bewirkt, wobei ein Laserstrahl der zweiten Harmonischen erzeugt wird.Bei diesem mit externer Resonanz arbeitenden Verfahren wird der Finesse-Wert des Resonators, der dem Q-Wert der Resonanz entspricht, auf einen größeren Wert von beispielsweise etwa 100 bis 1000 gesetzt, um die Lichtintensität in dem Resonator auf einen Wert zu bringen, der Hunderte mal so groß ist wie die Dichte des einfallenden Lichts. Infolgedessen kann ein Resonator dieses Typs die nichtlinearen Effekte des nichtlinearen optischen Kristallelements in dem Resonator wirksam nutzen.
Für die Erzeugung von Laserstrahlen der zweiten oder höherer Harmonischen oder der sog. Summenfrequenz nach dem Verfahren mit externer Resonanz ist jedoch eine extrem feine Positionssteuerung erforderlich, um Änderungen oder Fehler der optischen Weglänge des Resonators auf weniger als 1/1000 oder 1/10000 der Wellenlänge, d. h. weniger als 1Å, zu begrenzen.
Die herkömmliche Praxis zur Begrenzung der Resonatorlänge bestand darin, die reflektierenden Spiegel des Resonators mit einem Stapel von piezoelektrischen Elementen, sog. PZT, zu halten und ein den Änderungen der Resonatorlänge proportionales Fehlersignal zu dem Stapel von piezoelektrischen Elementen rückzukoppeln so daß eine geschlossene Servoschleife für die automatische Steuerung und Stabilisierung der Resonatorlänge gebildet wird.
Im allgemeinen haben piezoelektrische Elemente Mehrfachresonanzen in Frequenzintervallen von einigen Kilohertz bis einigen zehn Kilohertz. Durch ihre Eigenkapazität verursachen sie außerdem eine Phasenverzögerung über den gesamten Frequenzbereich. Es ist deshalb schwierig, den Frequenzumfang des Servobereichs auf einige Kilohertz auszudehnen. Da der Stapel von piezoelektrischen Elementen eine hohe Treiberspannung von einigen hundert bis einigen tausend Volt benätigt, ist die zugehörige elektrische Treiberschaltung kompliziert und kostenaufwendig.
Ein Artikel von M. Oka et al. in "Japanese Journal of Applied Physics" 31(2B), Seiten 513-518 beschreibt eine laserstrahlerzeugende Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine laserstrahlerzeugende Vorrichtung zu schaffen, mit der das oben beschriebene Problem gelöst wird.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine laserstrahlerzeugende Vorrichtung zu schaffen, mit der die Steuerung zur Begrenzung der Änderungen oder Fehler der optischen Weglänge des Resonators verbessert wird.
Diese Ziele werden erfindungsgemäß durch die von den Merkmalen des Anspruchs 1 vermittelte Lehre erreicht. Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Lehre der abhängigen Ansprüche.
Da als Treiber für die hochgenaue Steuerung der optischen Weglänge des Resonators ein elektromagnetisches Stellglied verwendet wird, kann der Servobereich auf einige zehn Kilohertz ausgedehnt werden, so daß eine stabile Steuerung und eine sehr effiziente Wellenlängenumwandlung möglich sind. Da für das elektromagnetische Stellglied nur ein kleiner Treiberstrom benötigt wird, wird es möglich, die Schaltung zu vereinfachen und ihre Herstellkosten zu verringern.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der laserstrahlerzeugenden Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine grafische Darstellung der Änderungen der Leistungsreflexion in Abhängigkeit von der Phasendifferenz des optischen Weges für einen in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 benutzten Resonator,
Fig. 3 zeigt eine grafische Darstellung der Phasenänderungen der Reflexion in Abhängigkeit von der Phasendifferenz des optischen Wegs für den in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 verwendeten Resonator,
Fig. 4 zeigt ein Wellenformdiagramm von Detektorsignalen des reflektierten Lichtstrahls aus dem Resonator,
Fig. 5 zeigt ein Wellenformdiagramm einer Leistungskomponente der Detektorsignale des reflektierten Lichtstrahls,
Fig. 6 zeigt ein Wellenformdiagramm der modulierten Signalkomponente der Detektorsignale des reflektierten Lichtstrahls,
Fig. 7 zeigt ein Wellendiagramm, in dem eine sin(ωmt)-Welle der modulierten Signalkomponente der Detektorsignale des reflektierten Lichtstrahls dargestellt ist,
Fig. 8 zeigt ein Wellendiagramm, in dem eine cos(ωmt)-Welle der modulierten Signalkomponente der Detektorsignale des reflektierten Lichtstrahls dargestellt ist,
Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines praktischen Beispiels für ein elektromagnetisches Stellglied, wobei Teile dieses Stellglieds weggebrochen sind,
Fig. 10 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht einer Spiralfederplatte in dem elektromagnetischen Stellglied von Fig. 9,
Fig. 11 zeigt ein Bode-Diagramm der Verstärkungskennlinie des Stellglieds von Fig. 9,
Fig. 12 zeigt ein Bode-Diagramm der Phasenkennlinie des Stellglieds von Fig. 9,
Fig. 13 zeigt ein Blockdiagramm der schematischen Anordnung eines Servosteuersystems,
Fig. 14 zeigt ein Blockdiagramm einer schematischen Schaltungsanordnung zur Detektierung von Fehlersignalen bezüglich der optischen Weglänge des Resonators,
Fig. 15 zeigt ein Bode-Diagramm der Frequenzkennlinien eines Servosystems mit geschlossener Schleife,
Fig. 16 zeigt ein Wellenformdiagramm der Fehlersignale und der Detektorsignale des reflektierten Lichts, wenn die reflektierende Fläche des Resonators in Richtung der optischen Achse Abweichungen aufweist, wenn keine Servosteuerung wirksam ist,
Fig. 17 zeigt ein Wellendiagramm der Fehlersignale und der Detektorsignale des reflektierten Lichts, wenn die Servosteuerung wirksam ist,
Fig. 18 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels der laserstrahlerzeugenden Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 19 zeigt ein beispielhaftes schematisches Blockdiagramm einer ersten Grundanordnung der laserstrahlerzeugenden Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 20 zeigt ein beispielhaftes schematisches Blockdiagramm einer zweiten Grundanordnung der laserstrahlerzeugenden Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 21 zeigt ein beispielhaftes schematisches Blockdiagramm einer dritten Grundanordnung der laserstrahlerzeugenden Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 22 zeigt ein beispielhaftes schematisches Blockdiagramm einer vierten Grundanordnung der laserstrahlerzeugenden Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 23 zeigt ein beispielhaftes schematisches Blockdiagramm einer fünfte Grundanordnung der laserstrahlerzeugenden Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt ein schematischen Blockdiagramms eines Ausführungsbeispiels der laserstrahlerzeugenden Vorrichtung.
In der Anordnung von Fig. 1 wird von einer Laserlichtquelle 11, wie einer Halbleiterlaservorrichtung, z. B. einer Laserdiode, oder einer Laserlichtquelle zur Erzeugung der zweiten Harmonischen (SHG-Laserlichtquellenanordnung) ein Laserstrahl mit einer Grundwellenlänge ausgesendet. Der Laserstrahl mit der Grundwellenlänge wird von einem Phasenmodulator 12 phasenmoduliert, der eine elektro-optische Einrichtung oder eine akusto-optische Einrichtung aufweist, bevor er über ein optisches Element 13 und eine konvergierende Linse 14 auf einen externen Resonator 15 auftritt, wobei das optische Element 13 dazu dient, das reflektierte Lichts aus dem Resonator 15 zu detektieren. Der externe Resonator 15 besteht aus der reflektierenden Fläche 16 eines konkaven Spiegels, der reflektierenden Fläche 17 eines ebenen Spiegels und einem dazwischen angeordneten nichtlinearen optischen Kristallelement. Es tritt Resonanz auf, wenn die optische Weglänge LR zwischen den reflektierenden Flächen 16, 17 des Resonators 15 eine vorbestimmte Länge hat und die Phasendifferenz Δ des optischen Weges ein ganzzahliges Vielfaches von 2π ist, wobei sich die Reflexion und die Reflexionsphase in unmittelbarer Nähe der Resonanzphase scharf ändern. Wenigstens eine der reflektierenden Flächen 16, 17 des Resonators 15, z. B. die reflektierende Fläche 17, kann mittels eines elektromagnetischen Stellglieds 19 in Richtung der optischen Achse bewegt werden.
Wenn als Laserlichtquelle 11 eine SHG-Laserlichtquelle verwendet wird, um einen Ein-Moden-Laserstrahl der Wellenlänge 532 nm zu erzeugen, der dann dem externen Resonator 15 zugeführt wird, benutzt man als nichtlineares optisches Kristallelement 18 in dem Resonator 15 ein Element aus Bariumborat (BBO). Durch die Ausnutzung der nichtlinearen optischen Effekte dieses Elements wird ein Laserstrahl mit der Wellenlänge 266 nm erzeugt, der der zweiten Harmonischen Welle des Eingangslaserstrahls der Wellenlänge 532 nm entspricht (oder der vierten harmonischen Welle, wenn der Eingangslaserstrahl der SHG-Laserstrahl ist). Die reflektierende Fläche 16 des konkaven Spiegels in dem externen Resonator 15 ist ein dichroitischer Spiegel, der den Eingangslaserstrahl mit der Wellenlänge 532 nm im wesentlichen vollständig reflektiert, während die reflektierende Fläche 17 des ebenen Spiegels ein dichroitischer Spiegel ist, der den Eingangslaserstrahl im wesentlichen ganz reflektiert und den Ausgangslaserstrahl mit der Wellenlänge 266 nm im wesentlichen ganz durchläßt.
Ein Oszillator 21 liefert über einen Treiber 22 ein modulierendes Signal mit einer Frequenz fm von beispielsweise 10 MHz an den optischen Phasenmodulator 12. Der reflektierte oder rückkehrende Laserstrahl, der zu dem Resonator 15 übertragen wird, wird über die reflektierende Fläche 13 und einen Fotodetektor 23, z. B. eine Fotodiode, detektiert. Das Detektorsignal des reflektierten Lichtstrahls wird einer Synchrondetektorschaltung 24 zugeführt. Die Modulationssignale aus dem Oszillator 21 werden, gegebenenfalls nach einer Wellenformung, Phasenverzögerung usw., der Synchrondetektorschaltung 24 zugeführt und zur Synchrondetektierung mit dem Detektorsignal des reflektierten Lichts multipliziert. Die Detektorausgangssignale der Synchrondetektorschaltung 24 werden einem Tiefpaßfilter 25 zugeführt, dessen Ausgangssignal das weiter unten erläuterte Fehlersignal der optischen Weglänge des Resonators darstellt. Dieses Fehlersignal wird einem Treiber 26 zugeführt, dessen Treiberausgangssignal das Stellglied 19 betätigt, mit dem die reflektierende Fläche 17 in einer Servosteuerung in Richtung der optischen Achse so bewegt wird, daß das Fehlersignal auf Null zurückgeführt wird. Auf diese Weise wird die optische Weglänge LR des externen Resonators so geregelt, daß sie einem lokalen Minimum der Reflexionskurve (Resonanzpunkt) entspricht.
Das elektromagnetische Stellglied 19 kann ein Stellglied mit einem sogenannte Tauchspulenantrieb sein, und die doppelte Frequenz kann auf einige Zehn oder einige Hundert Kilohertz oder mehr gebracht werden. So wird die Resonanzfrequenz der Servoschleife angehoben, wobei Phasenabweichungen minimiert werden. Der Servobereich (die Grenzfrequenz) kann z. B. bis 20 kHz oder einige Zehn Kilohertz angehoben werden. Da für den Betrieb des elektromagnetischen Stellglieds 19 ein niedrigerer Treiberstrom von einigen Zehn bis zu einigen Hundert Milliampere ausreicht, kann die elektrische Treiberschaltung vereinfacht und verbilligt werden. Infolgedessen kann das Verfahren zur wirksamen Nutzung der nichtlinearen Effekte unter Verwendung eines Lasers mit externem Resonator mit einem kostengünstigen System realisiert werden, das die Änderungen der Resonatorlänge mit hoher Stabilität auf weniger als 1/1000 oder 1/10000 der Wellenlänge, d.h. auf weniger als 1Å, reduziert.
Im folgenden wird das Prinzip erläutert, nach dem ein Laserstrahl in den externen Resonator 15 oder einen sogenannten Fabry-Perot-Resonator eingekoppelt und die Fehlerdetektierung durchgeführt wird. Ein solcher Resonator gelangt in den Resonanzzustand, wenn die Phasendifferenz Δ des optischen Weges gleich einem ganzzahligen Vielfachen von 2π ist, wobei sich die Reflexionsphase in der Nähe der Resonanzphase scharf ändert. Die Frequenzsteuerung des Resonators durch Ausnutzung der Phasenänderungen ist beispielsweise in der Literaturstelle "Laser Phase and Frequency Stabilization Using an Optical Resonator" von R. W. P. Drever et al., Applied Physics B 31.97-105 (1983), beschrieben. Das Prinzip der nach diesem Verfahren arbeitenden Fehlersignaldetektierung wird im folgenden erläutert.
Wenn in einem Fabry-Perot-Resonator ein nichtlineares optisches Element mit einem Brechungsindex n und einer Dicke L vorhanden ist, ist die Phasendifferenz des optischen Weges Δ im allgemeinen gleich 4πnL/λ. Wenn der Transmissionsgrad für einfachen Durchgang mit T, die SHG-Umwandlungseffizienz für einfachen Durchgang mit η, das Reflexionsvermögen an der Eintrittsfläche mit R&sub1; und die Reflexion an der Austrittsfläche mit R&sub2; bezeichnet werden, wird die komplexe Reflexion r zu
worin Rm = R&sub2; [T(1 - η)]² ist. Der Absolutwert von (Leistungsreflexion) und die Phase (Reflexionsphase) sind in Fig. 2 bzw. 3 dargestellt. Durch die Ausnutzung dieser Phasenänderungen werden die Werte der Referenzfrequenz fo des externen Resonators 15 und die Frequenz fc der Grundwellenlängen-Laserlichtquelle 11 in eine ganzzahlige Beziehung zueinander gebracht.
Der Laserstrahl der Laserlichtquelle 11 mit der Frequenz fc von beispielsweise etwa 500 bis 600 THz wird in dem Phasenmodulator 12 mit der Frequenz fm von beispielsweise 10 MHz phasenmoduliert, so daß Seitenbänder fc ± fm erzeugt werden. Durch Detektierung der Interferenz oder Schwebung zwischen den Frequenzen fc und fc ± fm des rückkehrenden Lichts aus dem externen Resonator mit der Resonanzfrequenz f&sub0; wird ein Fehlersignal gewonnen, das die Polaritäten enthält.
Das heißt, wenn das elektrische Feld E der Grundwellenlängen-Laserlichtquelle 11 mit E&sub0; exp(iωct) bezeichnet wird, wird das elektrische Feld nach der Modulation zu E&sub0; exp(i (ωct+ sin(ωmt))), worin ωc die Kreisfrequenz der Laserlichtquelle mit der Grundwellenlänge, ωm die Kreisfrequenz des Modulationssignals des Phasenmodulators 12 und β der Modulationsindex ist. Wenn der Modulationsindex genügend klein ist, β < 0,2, genügt es, ωc und die beiden Seitenbänder ωc ± ωm zu berücksichtigen und erhält dann die folgende Gleichung (2)
(2) E = E&sub0;[J&sub0;(β)eiωct + J&sub1;(β)ei(ωc+ωm)t - J&sub1;(β)ei(ωc-ωm)t]
worin J&sub0;(β) und J&sub1;(β) Besselfunktionen erster bzw. zweiter Ordnung sind.
Da die komplexen Reflexionen für ωc und die beiden Seitenbänder ωc ± ωm die betreffenden Terme verändern, wird das elektrische Feld des aus dem externen Resonator 15 reflektierte Licht zu
(3) E = E&sub0;[J&sub0;(β)r(Δc)eiωct + J&sub1;(β)r(Δc+m)ei(ωc+ωm)t - J&sub1;(β)(Δc-m)ei(ωc-ωm)t]
worin
Da β < 0,2, J&sub0;(β) = [(1 - β²)/2] und J&sub1;(β) = β/2 ist, erhält man die folgende Formel (4)
Wenn die Terme zweiter und höherer Ordnung von β unberücksichtigt bleiben, erhält man für die Intensität E ²
(5) E ² = E E(*)
= E&sub0;² [ r(Δc) ² + β/2 [r(Δc)r(*)(Δc+m)e-iωmt + r(*)(Δc)r(Δc+m)eiωmt)] - β/2 [r(Δc)r(*)(Δc-m)eiωmt + r(*)(Δc)r(Δc-m)e-iωmt)]] = A(Δc,Δc±m)cos(ωmt) + B(Δc,Δc±m)sin(ωmt)) + E&sub0;² r(Δc) ²
worin
(6) A(Δc,Δc±m) = βE&sub0;² Re{r(Δc)r(*)(Δc+m) - r(Δc)r(*)(Δc-m)}
(7) B(Δc,Δc±m) = βE&sub0;² Im{r(Δc)r(*)(Δc+m) - r(Δc)r(*)(Δc-m)}
Die Synchrondetektierung des reflektierten Lichts mit einer geeigneten Phase, der das originale Modulationssignal (mit der Kreisfrequenz ωm) unterzogen wird, ergibt die obigen Formeln (6) und (7), die die Koeffizienten von cos (ωmt) und sin(ωmt) sind. Das oben erwähnte Fehlersignal kann aus der Formel (7) gewonnen werden, die den Koeffizienten von sin(ωmt) darstellt.
Das heißt, Fig. 4 zeigt das Detektorsignal des rückkehrenden (reflektierten) Lichts aus dem Resonator 15, das von dem Fotodetektor 23 detektiert wird. Dieses Detektorsignal ist die Si-
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Das heißt, Fig. 4 zeigt das Detektorsignal des rückkehrenden (reflektierten) Lichts aus dem Resonator 15, das von dem Fotodetektor 23 detektiert wird. Dieses Detektorsignal ist die Signalkomponente von Fig. 5 als Intensitätssignal des reflektierten Lichts, das der Signalkomponente von Fig. 6 überlagert ist, die dem Modulationssignal entspricht. Die Modulationssignalkomponente von Fig. 6 kann mittels Übertragung durch ein Bandpaßfilter mit einer Durchlaßmittenfrequenz von 10 MHz gewonnen werden, die die Frequenz des oben erwähnten Modulationssignals ist. Wenn die Modulationssignalkomponente von Fig. 6 mit einem Signal multipliziert ist, das dem originalen Modulationssignal eine geeignete Phase verleiht, und dann die Synchrondetektierung durchgeführt wird, erhält man die in Fig. 7 dargestellte Signalkomponente sin(ωmt). Wenn das Signal mittels des Tiefpaßfilters von der Modulationsträgerfrequenz von 10 MHz befreit wird, erhält man das in Fig. 7 mit einer dicken Linie dargestellte Fehlersignal, das das Signal der Formel (7) ist. Fig. 8 zeigt als Referenz die Signalkomponente cos(ωmt) und das Signal nach der Formel (6).
Fig. 9 zeigt eine typische Konstruktion für das elektromagnetische Stellglied 19 in einer perspektivischen Ansicht.
Wie aus Fig. 9 hervorgeht, ist die reflektierende Fläche 17 von Fig. 1, z. B. durch Beschichtung, auf einem reflektierenden Spiegel 31 ausgebildet, der auf einem ringförmigen oder zylinderförmigen Spulenkörper 32 aus Keramik oder einem ähnlichen Isolierstoff angebracht ist. Eine Spule (eine sog. Tauchspule) 33 ist in Form eines Solenoids um den Spulenkörper 32 gewickelt. Der Spulenkörper 32 ist auf spiralförmigen Federplatten 34 montiert, wie sie in Fig. 10 dargestellt sind. Die spiralförmigen Federplatten 34 sind über einen Permanentmagneten 35 an einem ringförmigen Joch 36 befestigt und werden von diesem gehalten. Der Magnet 35 ist so montiert, daß er die zylindrische Spule 33 des Spulenkörpers 32 umschließt, und so magnetisiert, daß seine innere Peripherie den Nordpol und seine äußere Peripherie den Südpol bildet. Der Magnet 35 ist mit seiner äußeren Peripherie an dem Joch 36 befestigt, das aus Eisen oder einem ähnlichen ferromagnetischen Werkstoff besteht. Die Federplatten 34 sind z. B. durch Kleben an der oberen und unteren Fläche des Spulenkörpers 32 befestigt. Die Federplatten 34 werden mit ihrer äußeren Umfangsfläche von dem Joch 36 gehalten. Die oben beschriebenen Komponenten sind sandwichartig zwischen Abschirmplatten 37, 38 aus Eisen oder einem ähnlichen ferromagnetischen Werkstoff gehalten. Diese Abschirmplatten 37, 38 bilden zusammen mit dem Joch 36 auch den Rückpfad für den magnetischen Fluß des Magneten 35. Zur Erleichterung der Handhabung sind die Komponenten insgesamt von den Abschirmplatten 37, 38 umgeben.
Bei dem elektromagnetischen Stellglied, das in der in Fig. 9 und 10 dargestellten Weise angeordnet und aufgebaut ist, hat der Magnetkreis einen im wesentlichen geschlossenen magnetischen Pfad, obwohl in der Spule 33 kein elektrisch leitfähiges Material oder magnetisches Material vorgesehen ist. Es lassen sich Kennlinien erzielen, die eine große Druckkraft (Antriebskraft) in Richtung der optischen Achse und geringere Phasenabweichungen zeigen. Auf der anderen Seite besteht der Spulenkörper 32 aus Keramik, um das Gewicht der beweglichen Komponenten zu verringern, so daß die doppelte Resonanzfrequenz auf 100 kHz oder mehr gesetzt werden kann.
Fig. 11 und 12 zeigen Bode-Diagramme der Übertragungskennlinien eines versuchsweise hergestellten elektromagnetischen Stellglieds zeigen. Und zwar ist in Fig. 11 der Verstärkungsgrad und in Fig. 12 die Phase dargestellt. Ein Spiegel halter (Spulenkörper 32) des Stellglieds besteht aus Keramik, wobei der Widerstand, die Induktivität und das Gewicht des Stellglieds 8 Ω, 50 uH bzw. 1,25 g und die Federkonstante und der Viskositätskoeffizient der Federplatte 34 570 Nm/rad bzw. 0,057 Nm/s betragen. In den Zeichnungsfiguren ist die Resonanz bei 100 kHz bis zu nahe 100 kHz von f&sub0; nicht dargestellt. Die Phasenabweichungen in dem höheren Frequenzbereich werden durch Induktivitäten der Spulen verursacht.
Fig. 13 zeigt das Blockdiagramm eines Servosteuersystems. In der dargestellten Anordnung werden einem Eingang 41 Signale für die Justierung einer Anfangsposition oder einer gewünschten Position zugeführt, die zu einem Subtrahierer 42 übertragen werden. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 42 wird von einer Phasenkompensationsschaltung 43 in der Servoschleife phasenkompensiert und von einem Treiber 44 in ein Treibersignal umgewandelt, das dem elektromagnetischen Stellglied 45 zugeführt wird. Der Treiber 44 und das elektromagnetische Stellglied 45 entsprechen dem Treiber 26 bzw. dem elektromagnetischen Stellglied 19. Die Position der reflektierenden Fläche 17 des Resonators 15 entlang der optischen Achse wird durch das elektromagnetisch Stellglied 45 gesteuert, und ein Positionsdetektorsignal zur Position der reflektierenden Fläche wird als Subtraktionssignal dem Subtrahierer 42 zugeführt und in diesem von dem gewünschten Positionssignal subtrahiert, um ein Positionsfehlersignal zu erzeugen, das dem in Fig. 7 dargestellten Fehlersignal entspricht.
Fig. 14 zeigt das Blockdiagramm einer typischen Anordnung zur Detektierung des Fehlersignals. In dieser Anordnung wird das dem reflektierten Licht entsprechende Detektorsignal aus dem in Fig. 4 dargestellten Fotodetektor 23 dem Eingang 46 eines Tiefpaßfilters 47 zugeführt, in welchem es von der oben erwähnten Modulationsträgerkomponente befreit wird. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 47 wird einem Addierer 48 zugeführt, in welchem es zu einem Offset-Gleichstrompegel aus einer Offset-Ausgabeschaltung 49 addiert wird, um ein Reflexionssignal (Signal, das die Intensität des reflektierten Lichts kennzeichnet) zu erzeugen, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Dieses Signal wird an einem Ausgang 50 abgenommen.
Auf der anderen Seite wird das dem Eingang 46 zugeführte Detektorsignal des reflektierten Lichts über ein Bandpaßfilter (BPF) 51, das die phasenmodulierte Trägerfrequenz fm von beispielsweise 10 MHz aussiebt, einer Abtast- und Halteschaltung 52 zugeführt, in welcher ein mit der Synchrondetektierung vergleichbarer Prozeß durchgeführt wird, um den Term sin(ωmt) von Formel (5) zu extrahieren. Weiterhin wird in einem Tiefpaßfilter (LPF) 53 die Modulationsträgerkomponente entfernt, so daß, wie in Fig. 7 dargestellt, die Komponente des Koeffizienten von sin(ωmt) an einem Ausgang 54 ausgegeben wird. Das Modulationssignal (fm = 10 kHz) aus dem Oszillator 21, das dem Eingang 55 zugeführt wird, wird von einem Taktgenerator 56 in Pulssignale umgeformt, die um eine vorbestimmte Phase, z. B. 90º, verzögert und dann der Abtast- und Halteschaltung 52 zugeführt werden. Die Trägerfrequenzkomponente aus dem Bandpaßfilter 51 wird mit dem phasenverzögerten Modulationssignal abgetastet und gehalten, um eine Synchrondetektierung herbeizuführen, mit der die oben erwähnte Signalkomponente sin(ωmt) extrahiert wird.
Fig. 15 zeigt ein Bode-Diagramm, in dem die Kennlinie der geschlossenen Schleife des Gesamtsystems, einschl. der Servoschaltung von Fig. 13, für den Fall dargestellt ist, daß das oben in Verbindung mit Fig. 9 bis 12 erläuterte elektromagnetische Stellglied verwendet wird. In dieser Darstellung repräsentieren die Kurven A und B die Verstärkung bzw. die Phase. Durch Einstellen des Verstärkungsgrads in der elektrischen Schaltung kann die Grenzfrequenz auf 20 kHz angehoben werden. Der Phasenabstand beträgt hier etwa 34º. Dies bedeutet, daß auf diese ein stabiles geschlossenes Schleifensystem realisiert werden kann.
Fig. 16 zeigt das Fehlersignal (A) und das Detektorsignal (B) des reflektierten Lichts für den Fall, daß das elektromagnetische Stellglied ohne Servosteuerung zur Verschiebung der reflektierenden Fläche 66 in Richtung der optischen Achse betrieben wird, wobei der Abstand von Spitze zu Spitze des Fehlersignals (A) etwa 1 Å entspricht. Fig. 17 zeigt das Fehlersignal (A) und das Detektorsignal (B) des reflektierten Lichts bei Anwendung der Servosteuerung mit geschlossener Schleife. Man sieht, daß die Fluktuationen des Fehlersignals (A) auf einen Wert heruntergedrückt ist, der nicht mehr als ±0,1 Å beträgt, während das Detektorsignal (B) des reflektierten Lichts etwa gleich Null ist, so daß im wesentlichen der gesamte Laserstrahl in den externen Resonator 15 eingeleitet wurde.
Fig. 18 zeigt eine Abwandlung der laserstrahlerzeugenden Vorrichtung gemäß der Erfindung. Bei dieser wird der Laserstrahl mit der Grundwellenlänge, der von einer Laserlichtquelle 61 ausgesendet wird, in einem Phasenmodulator 62 phasenmoduliert und trifft dann über eine konvergierende Linse 64 auf einen externen Resonator 65. Der externe Resonator 65 besteht aus der reflektierenden Fläche 66 eines konkaven Spiegels, der reflektierenden Fläche 67 eines konkaven Spiegels und einem dazwischen angeordneten nichtlinearen Kristallelement 68, so daß der optische Pfad des Resonators 65 durch diese reflektierenden Flächen 66, 67 und die reflektierende Fläche 63 eines ebenen Spiegels bestimmt wird. Der Resonator 65 befindet sich im Resonanzzustand, wenn seine optische Weglänge LR so geändert wird, daß die Phasendifferenz des optischen Weges gleich einem geradzahligen Vielfachen von 2π ist, so daß die Reflexion und die Reflexionsphase eine ausgeprägte Änderung erfahren. Die reflektierende Fläche 66 des Resonators 65 wird von dem elektromagnetischen Stellglied 69 in Richtung der optischen Achse 69 angetrieben.
Die Anordnung von dem Oszillator 21 bis zu dem Treiber 26 ist die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1, so daß sich ihre erneute Beschreibung hier erübrigt.
Die laserstrahlerzeugende Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch in anderer Weise aufgebaut sein als in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen. Im folgenden werden anhand von Fig. 19 bis 23 einige Grundanordnungen der laserstrahlerzeugenden Vorrichtung gemäß der Erfindung erläutert.
Fig. 19 zeigt eine erste Grundanordnung der Erfindung, in der ein sog. SHG-Laserresonator, ein Festkörper-Laserresonator, als Laserlichtquelle 11 von Fig. 1 verwendet wird. Die Anordnung von Fig. 19 besitzt einen Resonator 91 für die Erzeugung eines SHG-Laserstrahls mit einem Lasermedium 94, wie z. B. Nd:YAG und einem nichtlinearen optischen Kristallelement 95, z. B. aus KTP (KTiOPO&sub4;), die zwischen zwei reflektierenden Flächen 92, 93 arrayförmig angeordnet sind. Ein Anregungslichtstrahl, der von einer Anregungslichtquelle, z. B. einem Halbleiterlaser 101, ausgesendet wird, wird über eine Sammellinse 102 auf dem Lasermedium 94 des Resonators 91 zur Konvergenz gebracht. Der Laserstrahl, dessen Grundwellenlänge beispielsweise 1064 nm beträgt, wird von dem Lasermedium 94 ausgesendet und durch das nichtlineare optische Kristallelement 95 in dem Resonator 91 zur Resonanz gebracht, um den SHG-Laserstrahl mit der Wellenlänge 532 nm zu erzeugen. Der SHG-Laserstrahl wird von dem in Fig. 1 dargestellten Phasenmodulator 12 phasenmoduliert und trifft auf eine reflektierende Fläche 13 und gelangt dann über die Sammellinse 14 in einen externen Resonator 75, wobei die reflektierende Fläche 13 zur Detektierung des reflektierten Lichts aus dem Resonator dient. Eine der reflektierenden Flächen 76, 77 des externen Resonators 75, z. B. die reflektierende Fläche 76, wird von dem elektromagnetischen Stellglied 79 kontrolliert in Richtung der optischen Achse angetrieben. In dem externen Resonator 75 wird ein Laserstrahl mit der Wellenlänge 266 nm, d. h. der zweiten Harmonischen des eintreffenden Laserstrahls bzw. der vierten Harmonischen des ursprünglichen Laserstrahls mit der Wellenlänge 1064 nm, erzeugt und aus dem externen Resonator 75 ausgekoppelt. Die Anordnung des Oszillators 21, des Treibers 22, des Fotodetektors 23, der Synchrondetektorschaltung 24, des Tiefpaßfilters 25 und des Treibers 26 ist die gleiche wie bei dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel und wird deshalb nicht erneut beschrieben.
Fig. 20 zeigt eine zweite Grundanordnung der Erfindung, bei der ein Festkörper-Laserresonator mit zwei reflektierenden Flächen 72, 73 und einem zwischen diesen angeordneten Lasermedium 74 aus Nd:YAG usw. als Laserlichtquelle verwendet wird. In diesen Resonator wird der Laserstrahl mit der Grundwellenlänge von beispielsweise 1064 nm von der Laserlichtquelle durch ein nichtlineares optisches Kristallelement 78, z. B. aus Lithiumniobat (LiNbO&sub3;) eingekoppelt, das zwischen den reflektierenden Flächen 76, 77 des externen Resonators 75 angeordnet ist, um die zweite Harmonische mit der Wellenlänge 532 nm zu erzeugen. Eine der reflektierenden Flächen des externen Resonators 75, z. B. die reflektierende Fläche 76, wird bezüglich ihrer Position auf der optischen Achse mittels des oben erwähnten elektromagnetischen Stellglieds 79 gesteuert.
Fig. 21 zeigt eine dritte Grundanordnung der vorliegenden Erfindung, bei der ein Festkörper- Laserresonator mit zwei reflektierenden Flächen 82, 83 und einem zwischen diesen angeordneten Lasermedium 84 aus Nd:YAG usw. als Laserlichtquelle verwendet wird. Der Laserstrahl mit der Grundwellenlänge von beispielsweise 1064 nm wird von der Laserlichtquelle durch ein nichtlineares optisches Kristallelement 88 eingekoppelt, das beispielsweise aus Lithiumniobat (LiNbO&sub3;) besteht und zwischen den reflektierenden Flächen 86, 87 des externen Resonators 85 angeordnet ist, um die zweite Harmonische mit der Wellenlänge 532 nm zu erzeugen, wobei eine der reflektierenden Flächen des externen Resonators, z. B. die reflektierende Fläche 86, mittels des oben erwähnten elektromagnetischen Stellglieds 89 bezüglich ihrer Position auf der optischen Achse gesteuert wird. Bei dieser dritten Grundanordnung ändert sich die Reflexion des Laserstrahls relativ zu dem externen Resonator 85, wenn die Schwingungsfrequenz des Grundwellenlängen-Laserstrahls aus der Laserlichtquelle geändert wird und führt damit zu einem stabilen Zustand, bei dem die Einführung des Laserstrahls in den externen Resonator 85 verbessert wird.
Bei den in Fig. 20 und 21 dargestellten Grundanordnungen kann zusätzlich zu Nd:YAG auch Nd:YVO&sub4;, LNP, Nd:BEL usw. für die Lasermedien 74, 84 verwendet werden. Die nichtlinearen optischen Kristallelemente 78, 88 können außer aus LN (Lithiumniobat) auch aus KTP, QPM LN, LBO oder BBO bestehen.
Wie bei der oben erwähnten ersten Grundanordnung kann auch hier wieder einer der reflektierenden Spiegel des als Laserlichtquelle dienenden SHG-Laserresonators durch das elektromagnetische Stellglied bewegt werden, obwohl dies nicht dargestellt ist. Wenn der SHG- Laserresonator, der in dem Resonator den Laserstrahl der zweiten Harmonischen erzeugt, als Laserlichtquelle benutzt und der Laseroszillator ein Typ mit homogener Linienverbreiterung ist wie der Festkörper-Laserresonator, wird eine Polarisationsschwingung erzeugt, deren Mode der Spitze der Verstärkungskurve (Frequenzkennlinie der Verstärkung) sehr nahe liegt, und die Verstärkung ist gesättigt, so daß eine Ein-Mode-Schwingung erzeugt wird. In Wirklichkeit wird jedoch wegen der Lochbrenneffekte eine Multi-Mode-Schwingung erzeugt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß in dem Laserresonator 13 eine stehende Welle auftritt und die Verstärkung in dem Knoten der stehenden Welle nicht voll gesättigt ist, so daß unterschiedliche Schwingungsmoden erzeugt werden. Falls eine longitudinale Multimode des Laserstrahls mit der Grundwellenlänge in der gleichen Polarisationsmode auftritt, besteht die Gefahr, daß aufgrund der Modenkopplung ein und derselben Polarisationsmode Modensprungrauschen verursacht wird. In der Beschreibung und den Zeichnungen der japanischen Patentanmeldung Nr. 2-125854 hat die Inhaberin der vorliegenden Anmeldung vorgeschlagen, eine optische Anordnung vorzusehen, bei der die auf die Erzeugung der Summenfrequenz zurückzuführende Kopplung zweier Polarisationsmoden des Laserstrahls mit der Grundwellenlänge verhindert wird, oder in dem Laserresonator einen sogenannten Etalon anzuordnen oder das Lasermedium 16 in der Nähe der Viertelwellenplatte 15 anzuordnen, um die auf den oben erwähnten Lochbrenneffekt zurückzuführende Multi-Mode-Schwingung zu verhindern. In der Beschreibung und der Zeichnung der japanischen Patentanmeldung Nr. 3- 17068 hat die Inhaberin der vorliegenden Anmeldung außerdem vorgeschlagen, ein optisches Element, das eine Kopplung der beiden Eigenpolarisationsmoden des Grundwellenlängen-Laserlichts verhindert, sowie eine Justiervorrichtung vorzusehen oder die Polarisation so zu justieren, daß der Grundwellenlängen-Laserstrahl, der sich in dem Lasermedium rückwärts und vorwärts ausbreitet, zirkular polarisiert wird. Es ist vorteilhaft, mit Hilfe der in diesen Publikationen beschriebenen Verfahren die Lochbrenneffekte in dem SHG-Laserresonator oder die Erzeugung von Modensprungrauschen zu verhindern.
Wenn man die optische Weglänge der SHG-Laserlichtquelle auf ein ganzzahliges Vielfaches der optischen Weglänge des externen Resonators justiert, ist eine effiziente Einkopplung des SHG-Laserstrahls in den externen Oszillator möglich. Diese Anordnung ist erforderlich, damit die longitudinalen Moden des SHG-Laserstrahls vollständig in den externen Resonator eingekoppelt werden, die dadurch erzeugt werden, daß in dem Resonator der SHG-Laserlichtquelle eine doppeltbrechende Vorrichtung, z. B. eine Viertelwellenplatte, angeordnet wird, die es ermöglicht, zwischen dem Laserstrahl mit der Grundwellenlänge und dem SHG-Laserstrahl eine Phasenanpassung des sog. Typs II vorzunehmen. Die Multimoden lassen sich effizient einführen, indem man die optische Weglänge der SHG-Laserlichtquelle auf ein ganzzahliges Vielfaches der optischen Weglänge des externen Resonators justiert.
Das heißt, durch das Einführen des SHG-Laserstrahls aus dem SHG-Laserresonator in den externen Resonator mit einem internen nichtlinearen optischen Kristallelement, in welchem die Frequenzdifferenz der longitudinalen Moden in den beiden Polarisationsmoden des Resonators mit dem inneren nichtlinearen optischen Kristallelement gleich einem ungeradzahligen Vielfachen des halben Intervalls der longitudinalen Resonanzmoden ist, und durch das Einstellen der optischen Weglänge des externen Resonators auf ein ganzzahliges Vielfaches der optischen Weglänge des SHG-Laserresonators, lassen sich gleichzeitig zwei oder mehr Moden des Laserstrahls aus dem SHG-Laserresonator in den externen Resonator einführen, um die Effizienz der mehrstufigen Wellenlängenumwandlung zu verbessern.
Fig. 22 zeigt eine vierte Grundanordnung des Festkörper-Laserresonators gemäß der Erfindung, bei der zwei externe Resonatoren 75a, 75b in Reihe zueinander angeordnet sind. Bei dem in Fig. 22 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Laserstrahl aus dem Resonator 71 des Grundwellen-Laserstrahls mit einer Wellenlänge von beispielsweise 1064 nm in den ersten Resonator 75a eingekoppelt, um den Laserstrahl mittels des nichtlinearen optischen Kristallelements 78a, das beispielsweise aus LiNbO&sub3; besteht, in dem SHG-Laserstrahl mit der Wellenlänge 532 nm umzuwandeln. Der so erzeugte SHG-Laserstrahl wird in den zweiten externen Resonator 75b eingekoppelt und dort durch die nichtlinearen optischen Effekte des nichtlinearen optischen Kristallelements 78b, das beispielsweise aus BBO besteht, in den Laserstrahl der vierten Harmonischen mit einer Wellenlänge 266 nm (FHG) umgewandelt. Eine der reflektierenden Flächen 76a, 77a des ersten externen Resonators 75a, z. B. die reflektierende Fläche 76a, wird von dem elektromagnetischen Stellglied 79a entlang der optischen Achse verschoben, während eine der reflektierenden Flächen 76b, 77b des zweiten externen Resonators 75b, z. B. die reflektierende Fläche 76b, von dem elektromagnetischen Stellglied 79b entlang der optischen Achse verschoben wird, bis die Bedingungen für die optischen Wege der Resonatoren 71, 75a und 75b erfüllt sind.
Fig. 23 zeigt eine fünfte Basisanordnung, bei der die Wellenlängenumwandlung durch eine sogenannte Summenfrequenzmischung durchgeführt wird. Das heißt, der SHG-Laserstrahl mit der Wellenlänge 532 nm aus dem Laserresonator 91, der die oben anhand von Fig. 19 beschriebene SHG-Laserlichtquelle bildet, wird über einen Wellenkombinationsspiegel 97, z. B. einen dichroitischen Spiegel, zu einem externen Resonator 85 übertragen. Eine der reflektierenden Flächen 92, 93 des Resonators 91 der SHG-Laserlichtquelle, z. B. die reflektierende Fläche 93, wird von einem elektromagnetischen Stellglied 96, das eines der oben beschriebenen elektromagnetischen Stellglieder sein kann, entlang der optischen Achse verschoben. Der Laserstrahl aus einem Laserresonator 81, wie er in Fig. 21 dargestellt ist, wird über einen Wellenkombinationsspiegel nach der Ablenkung durch einen Spiegel (reflektierende Fläche) 98 zu einem externen Resonator 85 übertragen. In dem externen Resonator 85 werden der Laserstrahl mit der Wellenlänge 532 nm und der Laserstrahl mit der Wellenlänge 1064 nm durch den nichtlinearen optischen Effekt des nichtlinearen optischen Kristallelements 88, z. B. eines MMO-Elements, einer Summenfrequenzmischung unterzogen, um einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von beispielsweise 355 nm zu erzeugen, der dann ausgegeben wird.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann z. B. die Wellenlänge des Grundlaserlichts aus dem Lasermedium aus Nd:YAG statt 1064 nm auch 956 nm oder 1318 nm betragen. Die Laserlichtquelle kann anstatt des Festkörperlasers auch ein Halbleiterlaser, z. B. eine Laserdiode, oder ein Gaslaser, z. B. ein He- Ne-Laser, sein. Der Laserstrahl aus den Lichtquellen für die Summenfrequenzmischung, die in Fig. 23 dargestellt ist, kann auch der Laserstrahl aus dem externen Resonator von Fig. 22 sein.

Claims

1. Laserlichtstrahlerzeugende Vorrichtung zur Umwandlung der Wellenlänge eines Laserstrahls mit

wenigstens einer Laserstrahlquelle (11; 61; 71; 81) zum Aussenden eines Laserstrahls,

einem ersten Reflektor (16; 66; 76; 86),

einem zweiten Reflektor (17; 67; 77; 87), wobei der erste Reflektor (16; 66; 76; 86) und der zweite Reflektor (17; 67; 77; 87) einen optischen Resonator bilden,

einem nichtlinearen optischen Kristallelement (18; 68; 78; 88), das zwischen dem ersten Reflektor (16; 66; 76; 86) und dem zweiten Reflektor (17; 67; 77; 87) so angeordnet ist, daß der optische Pfad eines aus der genannten Laserstrahlquelle (11; 61; 71; 81) autretenden Laserstrahls durch den ersten Reflektor (16; 66; 76; 86) auf das nichtlineare optische Kristallelement (18; 68; 78; 88) auftrifft,

einer Stelleinrichtung (19; 69; 79, 89; 45) zum Bewegen wenigstens eines der ersten (16; 66; 76; 86) und zweiten (17; 67; 77; 87) Reflektoren entlang der optischen Achse des von der Laserstrahlquelle (11; 61; 71; 81) ausgesendeten Laserstrahls,

einem Phasenmodulator (12). der zwischen der Laserstrahlquelle (11; 61; 71; 81) und dem ersten Reflektor (16; 66; 76; 86) angeordnet ist,

einer Steuereinrichtung (21, 22, 23, 24, 25, 26) zum Betätigen des Phasenmodulators (12; 62) und zum Steuern der Stelleinrichtung (19; 69; 79, 89; 45) in Abhängigkeit von einem Treibersignal des Phasenmodulators,

wobei die Steuereinrichtung (21, 22, 23, 24, 25, 26) einen Oszillator (21), der das Treibersignal für den Phasenmodulator (12; 62) erzeugt, ferner einen Photodetektor (23) für den Empfang des Laserstrahls durch den ersten Reflektor (16; 66; 76; 86), eine Synchrondetektorschaltung (24) zum Detektieren des Ausgangssignals des Photodetektors (23) und des Treibersignals aus dem Oszillator (21) sowie ein Tiefpaßfilter (25, 53) aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Synchrondetektorschaltung (24) ein Bandpaßfilter (51) aufweist, dem das Ausgangssignal des Photodetektors (23) zugeführt wird, ferner eine Phasenverzögerungsschaltung (57) zum Verzögern der Phase des Treibersignals aus dem Oszillator (21) und eine Abtast- und Halteschaltung (52) zum Abtasten und Halten des Ausgangssignals des Bandpaßfilters (51) in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Phasenverzögerungsschaltung (57),

wobei das Tiefpaßfilter mit einem Ausgang der Abtast- und Halteschaltung verbunden ist.

2. Laserlichtstrahlerzeugende Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Stelleinrichtung (19; 69; 79, 89; 45) einen Reflektorhalter (32) zum Halten des Reflektors (31) und ein elektromagnetisches Stellglied (33, 34, 35) zum Bewegen des von dem Reflektorhalter (32) gehaltenen Reflektors aufweist.

3. Laserlichtstrahlerzeugende Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das nichtlineare optische Kristallelement (68) in der optischen Achse der Laserstrahlquelle (61) angeordnet ist und der optische Resonator weiterhin einen ebenen Spiegel (63) umfaßt, der außerhalb der optischen Achse der Laserstrahlquelle (61) angeordnet ist, und bei der der erste und der zweite Reflektor (66, 67) jeweils einen Hohlspiegel aufweisen.