DE69407342T2 - Optische Dispersionsverzögerungsleitung und ihre Verwendung zum Verkürzen/Dehnen von Laserimpulsen - Google Patents

Optische Dispersionsverzögerungsleitung und ihre Verwendung zum Verkürzen/Dehnen von Laserimpulsen

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Description

  • Die Erfindung betrifft das Gebiet der Kompression von Lichtwellenimpulsen und insbesondere der Kompression von Impulsen, die von Laserquellen ausgesendet werden.
  • Die Kompression/Expansion von Laserimpulsen ist auf verschiedenen Gebieten anzuwenden.
  • Auf dem Gebiet der allgemeinen Physik können beispielsweise Atomkerne aus ihrer elektronischen Umgebung herausgezogen werden, wenn ausgehend von einem niederfrequenten Laser sehr hohe Leistungen erhalten werden können. Das Verarbeitungssystem für die Laserimpulse liefert Leistungsdichten über 10¹&sup8;W/cm². Die verwendete Technik besteht schematisch darin, zunächst die Dauer des Laserimpulses in der Größenordnung der Nanosekunde zu verlängern (z.B. durch Streuung in einer Lichtleitfaser aus nichtlinearem Material), dann das erhaltene Signal zu modulieren und das so erhaltene Signal zu verstärken (z.B. durch Pumpen eines YAG/Nd³&spplus;-Lasers). Es lassen sich Verstärkungen in der Größenordnung von einigen zehn Joule (bis zu KJ) erhalten. Das expandierte und verstärkte Signal wird dann tiber Beugungsgitter komprimiert, wenn es auf dem Maximum der Spitzenleistung liegt. Dann wird seine Leistung mit der Kompressionsrate multipliziert. Durch diese Technik können Leistungen in der Größenordnung von einigen Petawatt erhalten werden.
  • Eine weitere Anwendung betrifft ultraschnelle Aufnahmen mit sehr hoher Taktrate, die beispielsweise zur Analyse molekularer Wechselwirkungen bestimmt sind. Das Problem liegt darin, daß man tiber Laserimpulse mit äußerst kurzer Dauer verftigen kann. Wird ein Laserimpuls auf einem Frequenzband Δf sehr expandierter Breite moduliert, dann liefert seine Kompression einen besonders kurzen Impuls mit einer Dauer gleich 1/Δf.
  • Durch Verwendung einer geeigneten Verzögerungsleitung lassen sich beispielsweise Impulsdauern in der Größenordnung von einigen Femtosekunden erhalten, die mit einer solchen Anwendung kompatibel sind.
  • Andererseits zielt eine weitere mögliche Anwendung auf die Erfassung von Zielen durch den Empfang von modulierten Impulsen ab, die von Laserquellen ausgesendet werden. Dieser Erfassungstyp wird beispielsweise bei Lidaren (Abkürzung für Light Detection and Ranging" in angelsächsischer Terminologie) oder bei aktiven Abbildungssystemen verwendet. Beim Senden werden die Laserimpulse mit der Dauer T frequenzmoduliert, um eine gute Erfassung jedes Ziels zu erhalten. Beim Empfang ist das System mit einem Impulskompressionsfilter ausgestattet, das die zeitweilige Kompression des empfangenen Nutzsignals nach der Kompressionsrate mit T.Δf ermöglicht. Der Impuls wird dann frequenzdemoduliert, und das Filter gibt dann alle Impulsfrequenzen ab. Eine Analyse dieser Frequenzen liefert ein Zielerfassungssignal.
  • Bei diesen Anwendungen bildet das Kompressionsfilter eine dispersive Verzögerungsleitung, deren Fortpflanzungszeit, die sogenannte Verzögerungszeit, mit der Frequenz abnimmt (Abwärtsfilter) oder zunimmt (Aufwärtsfilter). Ein Abwärtsfilter (das verbreiteste) verzögert die niedrigsten Frequenzen des Bandes, wobei die hohen Frequenzen dann die niedrigen Frequenzen des Bandes einholen, um einen Impuls mit komprimierter Dauer gleich 1/Δf zu ergeben. Unter diesen idealen Bedingungen wird der Impuls maximal verkürzt. Leider sind bei den bestehenden dispersiven optischen Verzögerungsleitungen die Kompressionsleistungen sehr beschränkt, insbesondere für Bänder mit hohen Modulationsfrequenzen Δf oder für hohe Impulsdauern T. So verhält es sich bei der bekanntesten Verzögerungsleitung, die von Edmond B. Treacy konzipiert wurde und beispielsweise in dem Artikel von IEEE mit dem Titel "Optical Pulse Compression with Diffraction Gratings", Vol QE-5, September 1969, S. 454 bis 458 beschrieben ist. Diese Verzögerungsleitung besteht aus einem Paar von parallelen Gittern, die auf zwei getrennte Planparallelplatten graviert sind. Die Beugungsgitter werden mit Reflexion verwendet, und die Werte des Einfallswinkels werden entsprechend bestimmt. Eine einfallende Welle wird dann zweimal durch Doppelreflexion an den Gittern gebeugt.
  • Die Einschränkungen für die bestehenden optischen Verzögerungsleitungen liegen daran, daß bei solchen Verzögerungsleitungen die Änderung der Verzögerungszeit in Abhängigkeit von der Frequenz nicht zu dieser Frequenz linear ist.
  • Für starke Spektralbänder Af oder hohe Impulsdauern T ist die Streuungslinearität sehr begrenzt, wodurch die Leistungen der Laserimpulskompression wesentlich eingeschränkt sind.
  • Die Erfindung zielt dagegen auf die Herstellung einer leistungsfähigen dispersiven optischen Verzögerungsleitung ab, bei der eine starke Änderung der Verzögerungszeit in Abhängigkeit von der Frequenz über die gesamte Breite des entsprechenden Frequenzmodulationsbandes quasilinear ist. Insbesondere kann der Linearitätsfehler auf einer starken Bandbreite und/oder für eine hohe Laserimpulsdauer unter einen vorbestimmten Wert gebracht werden.
  • Die Erfindung basiert auf der folgenden Feststellung: Bei einer optischen Verzögerungsleitung mit zwei parallelen Beugungsgittern, die durch Übertragung verwendet werden, und wenn eine Lichtwelle unter einem Winkel über dem Grenzbrechungswinkel auf ein erstes Gitter fällt, das auf ein transparentes Material mit dem Index N graviert oder aufgebracht ist, weist die Untersuchung der Verzögerungszeit des austretenden Impulses in Abhängigkeit von der Frequenz das Vorhandensein eines Ablenkungspunkts für eine Bandmittenfrequenz f&sub0; nach. Um diesen Ablenkungspunkt weist die Kurve dann einen Abschnitt mit guter Linearität auf, in dem die relative Breite des Durchlaßbereichs Δf um f&sub0;, die Dauer T des Impulses (gleich der Verzögerungszeit in dem betrachteten Abschnitt) und damit die Kompressionsrate T.Δf aus der Wahl der Werte für die Merkmale der Elemente der verwendeten optischen Verzögerungsleitung abgeleitet werden.
  • Der Gegenstand der Erfindung liegt genauer in einer dispersiven optischen Verzögerungsleitung für Lichtwellenimpulse, die um eine Bandmittenfrequenz f&sub0; moduliert sind, mit einem ersten und einem zweiten parallelen optischen Gitter mit einer Teilung a, die durch einen Abstand d getrennt sind und an der Oberfläche eines Materials mit dem Index N angeordnet sind, das für Lichtwellen transparent ist, wobei der Wert von N einen Grenzwert für den Brechungswinkel festlegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine einfallende Welle unter einem Winkel θ', der größer als der Grenzbrechungswinkel ist, durch Übertragung über das erste und dann über das zweite Gitter gebeugt wird, wobei der Einfallswinkel des ersten und der Austrittswinkel des zweiten Gitters gleich θ' ist, und daß die Werte der Parameter N, θ', a und d dann derart gewählt sind, daß eine vorbestimmte Änderung der Verzögerungszeit ΔtR des Impulses, die durch
  • ΔtR = 4 tan θ&sub0; (δ*m)1/2.d/c mit sin θ&sub0; = 1/N sin θ
  • definiert ist, wobei c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist, und durch die Doppelbrechung eingeführt wird, einem vorbestimmten Wert einer Modulationsbandbreite Δf entspricht, der durch Δf = 4 sin Θ0( *m)1/2. f&sub0; um f&sub0; in einem Bereich definiert ist, in dem die Änderung der Verzögerungszeit in Abhängigkeit von der Frequenz des Laserimpulses von einem Geradensegment nur um einen Linearitätsfehler *m abweicht, der kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist jedes Gitter an einer der beiden Flächen eines Prismas angeordnet, wobei die tragenden Flächen einander gegenüber angeordnet sind. Haben die Prismen einen Scheitelwinkel gleich θ', dann dringt die Lichtwelle in die Verzögerungsleitung senkrecht zu der Seite ohne Gitter des ersten Prismas ein und tritt senkrecht zu der Seite ohne Gitter des zweiten aus.
  • Die Erfindung betrifft auch die Verwendung dieser Verzögerungsleitung zur Kompression/Expansion von Laserwellen bei den oben angesprochenen Anwendungen, insbesondere für Modulationsbänder Af mit starker Ausdehnung oder für hohe Impulsdauern.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich bei der Lektüre der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Figuren; darin zeigen:
  • - Fig. 1 eine Ausführungsform der Verzögerungsleitung nach der Erfindung;
  • - Fig. 2 den Verlauf der Streuungskurven, die mit einer Verzögerungsleitung nach der Erfindung erhalten wurden;
  • - Fig. 3 ein erstes Beispiel einer Streuungskurve eines Laserimpulses, der eine Verzögerungsleitung nach der Erfindung mit angepaßten Merkmalen durchquert; und
  • - Fig. 4 ein zweites Beispiel einer Streuungskurve, die einer Verzögerungsleitung nach der Erfindung mit anderen angepaßten Merkmalen entspricht.
  • Fig. 1 veranschaulicht ein nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel eines dispersiven Paares von Gittern, die eine optische Verzögerungsleitung nach der Erfindung bilden. Die Figur zeigt zwei parallele optische Gitter R1 und R2, die durch einen Abstand d voneinander getrennt sind. Die Gitter sind mit der gleichen Teilung a auf zwei Prismen P1 bzw. P2 graviert. Die Prismen sind aus einem Glas mit der Brechungszahl N geschnitten, um die beiden Flachseiten F1, F2 bzw. F3, F4 eines Dieders mit den Scheitelpunkten S1 bzw. S2 zu bilden. Eine flache einfallende Lichtwelle mit der Front Σ ist in Fig. 1 durch einen einfallenden Strahl Ri markiert, der in einem Punkt A auf das Gitter R1 des Prismas P1 trifft. Der Einfallswinkel θ' ist bezüglich der Senkrechten n'n zu dem Gitter am Punkt A definiert.
  • Die Richtung D' der einfallenden Welle ist vorteilhaft senkrecht zu der ersten, von der Welle durchquerten Fläche F1, so daß die Welle nicht gebrochen wird, ehe sie das Gitter R1 erreicht. Der Winkel θ', unter dem die einfallende Welle gebeugt wird, ist dann gleich dem Winkel an der spitze S1 des Prismas P1, die zwischen seinen Flächen F1 und F2 gebildet ist.
  • Erfindungsgemäß ist der Winkel θ' größer als der Grenzbrechungswinkel, d.h. er genügt der folgenden Beziehung:
  • sin θ'> 1/N (1)
  • Die einfallende Lichtwelle mit der Richtung D' wird von dem Gitter R1 nach einer Lichtwelle mit der Richtung D gebeugt. Der einfallende Lichtstrahl Ri wird dann je nach dem zwischen den Prismen verwendeten Medium im Vakuum oder in Luft nach einem Winkel θ bezüglich der Senkrechten n'n zu dem Gitter R1 bei A gebeugt. Nach der herkömmlichen Theorie der Gitter sind die Winkel θ und θ'durch folgende Beziehung verknüpft:
  • sin θ > N sin θ'-pc/af (2);
  • wobei c die Lichtgewschwindigkeit im Vakuum und p eine angepaßte positive ganze Zahl ist, die in der Theorie der Gitter verwendet wird.
  • Die verwendeten Gitter werden auf bekannte Weise hergestellt, indem beispielsweise auf einer Aluminiurnschicht im Abstand parallele Striche gezogen werden, die durch Verdampfung auf die Flächen F2 und F3 der Prismen P1 und P2 aufgebracht ist. Es gibt andere Techniken (Siebdruck, Gravieren).
  • Die nach der Richtung D gebeugte Welle trifft auf das zweite Gitter R2, das auf die Fläche F3 des Prismas P2 geätzt ist, an einem Punkt B. Die zweite Beugung stellt eine flache Welle mit der Front Σ' parallel zu Σ nach der Richtung D' der einfallenden Welle Σ senkrecht zu der Austrittsf läche F4 wieder her.
  • Die bei A und B erzeugte Doppelbrechung führt eine Differentialverzögerungszeit tR bezüglich einer einfachen Fortpflanzung der Welle Σ in einem Glas mit dem Index N ein, die die Wellenfronten Σ am Punkt A und Σ' am Punkt B trennt.
  • Ist die Beziehung (1) zwischen dem Winkel θ¹ und dem Index N erfüllt, dann zeigt das Studium der Verzögerungszeit tR in Abhängigkeit von der Frequenz f der einfallenden Welle, daß die repräsentative Streuungskurve wie folgt einen Ablenkungspunkt für eine Frequenz f&sub0; besitzt:
  • pc/af&sub0; = N sin θ'- 1/N sin θ' (3)
  • Die Frequenz f&sub0; entspricht einem Beugungswinkel θ&sub0;, der bei Näherung der vorhergehenden Beziehungen (2) und (3) folgenden Wert hat:
  • sin θ&sub0; = 1/N sin θ
  • In der Praxis wird eine solche Streuungskurve in einer orthonormierten Ebene dargestellt, wobei an der Ordinate die Größe:
  • Y = c/d. tR + N cos θ
  • und an der Abszisse die Größe
  • X = af/pc
  • eingetragen sind.
  • Dann ist interessant zu bemerken, daß der Verlauf der erhaltenen Dispersionskurve für einen gegebenen Wert f&sub0; nur von den Werten der Parameter Nsinθ', einer Teilung a und dem Abstand d der Verzögerungsleitung nach der Erfindung abhängt. Insbesondere werden von der Erfindung die hervorragenden Linearitätseigenschaften um ihren Ablenkpunkt (Steigung, Ausdehnung) verwertet. Durch eine angepaßte Wahl dieser Werte kann dann ein Durchlaßbereich Af für eine Änderung der Verzögerungszeit ΔtR gleich vorbestimmten Werten verarbeitet werden, für die die entsprechende Streuungskurve einen Linearitätsfehler aufweist, der kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
  • Zur Veranschaulichung der Rolle der verschiedenen Parameter der Verzögerungsleitung nach der Erfindung an den Werten des Verzögerungszeitbereichs und der zugänglichen Frequenzen zeigt Fig. 2 den Verlauf einer solchen Streuungskurve C, die für die normalisierte Verzögerungszeit Y in Abhängigkeit von der normalisierten Frequenz X um ihren Ablenkungspunkt 1 bezüglich ihrer Tangente T am Ablenkungspunkt steht. Die Kurve weist zwei vertikale Asymptoten X±I = 1/N sin θl 1 auf und hat als Gleichung:
  • mit
  • X&sub0; = afo/pc
  • Für einen gegebenen Wert Xi kennzeichnet die Abweichung e zwischen der Kurve C und ihrer Tangente T am Ablenkungspunkt I einen Linearitätsfehler 8 mit der Abweichung e bezogen auf den Wert yi der Tangente am betrachteten Punkt. Ist ein maximaler Linearitätsfehler δm festgelegt, dann bedingen die Wahl der Werte des Index N der verwendeten Prismen und des Angriffswinkels θ' der einfallenden Welle im Rahmen der Beziehung (1) die Amplitude der Bereiche 2a/pc Δf und 2c/d ΔtR, für die die Kurve C eine Linearität unter δm aufweist.
  • Aus der Wahl von N und θ' bedingt sich auch der zentrale Wert X&sub0; = nach der Beziehung (3), so daß die Werte von Af und f&sub0; durch das gleiche Verhältnis verknüpft sind (das nur von Nsinθ' abhängt) und lediglich durch die Wahl des Wertes der Teilung der verwendeten Gitter festgelegt sind.
  • Die Verwendung einer Quelle mit Impulsen der gegebenen Frequenz f&sub0; zwingt demnach den Teilungen der Gitter einen Wert auf, woraus sich der maximale Bereich Af ergibt, in dem die Quelle verwendet werden kann. Mit einer genauen Berechnung kann dieser nutzbare Bandwert Af in Abhängigkeit von f&sub0;, θ&sub0; und δ*m ausgedrückt werden (wobei δ*m eine durch Berechnung leicht zugängliche Funktion von δm ist):
  • Δf = 4 sin θ&sub0; (δ*m)1/2.f&sub0;
  • Andererseits ermöglicht der Wert c/d ΔtR der Änderung der normalisierten Verzögerungszeit, der dem Abschnitt der Kurve C mit korrekter Linearität entspricht (Linearitätsfehlr kleiner oder gleich δm) durch eine geeignete Wahl des Wertes von d die Ableitung einer Änderung der maximalen Verzögerungszeit des Impulses. Mit einer genauen Rechnung kann dieser Wert durch folgende Beziehung ausgedrückt werden:
  • JtR = 4 tan θ&sub0; (δ*m)1/2.d/c
  • Die Verzögerungsleitung nach der Erfindung ist insbesondere auf die Kompression/Expansion linear frequenzrnodulierter Laserwellen anzuwenden. Systeme, die die Leistung oder den hohen Takt des Lasers anwenden, benutzen Laserwellen von Impulsen mit einer Dauer T, die linear in einem Frequenzband Δf moduliert sind. Dann werden zweckmäßigerweise zunächst entweder die Dauer T des Laserimpulses oder das Modulationsband Δf expandiert, und dann die Laserwellen mit einer Verzögerungszeit gleich der langen Dauer des Impulses komprimiert, so daß die Laserimpulse nach der Kompression eine Dauer von 1/Δf aufweisen, also eine Kompressionsrate gleich T.Δf angewendet wird.
  • Durch Anwendung der Verzögerungsleitung nach der Erfindung auf die Kompression von Laserimpulsen mit einer Bandmittenfrequenz f&sub0; wird es möglich, einen Durchlaßbereich Δf, eine Laserimpulsdauer T (und damit eine Kompressionsrate T.Af) mit vorbestimmten Werten zu verwenden, für die die Kompressionslinearität besser als ein gegebener Wert δ*m ist. Diese Werte in Abhängigkeit von den Werten der Parameter der Verzögerungsleitung nach der Erfindung (θ&sub0;, a, d) lassen sich einfach mit Hilfe der folgenden Beziehungen ausdrücken:
  • Δf = 4 tan² θ&sub0;(δ*m)1/2.pc/a
  • T = 4 cot θ&sub0;(δ*m)1/2.d/c
  • Fig. 3 zeigt beispielhaft die repräsentative Kurve der Verzögerungszeit Y in Abhängigkeit von der Frequenz X für eine Verzögerungsleitung nach der Erfindung, wobei ein Glas mit einem Index gleich 1,5 und ein Einfallswinkel θ' (gleich dem Winkel der Prismen) gleich 45º also ein Wert von Nsinθ' gleich 1,06 verwendet werden. Unter diesen Bedingungen ist die Verzögerungszeit um einen Beugungswinkel θ&sub0; gleich 70,5º und eine normalisierte Frequenz af&sub0;/pc gleich 8,5 quasilinear. In der Figur sind auch die Punkte der Kurve angegeben, die den Beugungswinkeln 50º und 80º entsprechen.
  • Bei einer solchen Verzögerungsleitung ist der Abstand d zwischen den Gittern gleich 6 mm gewählt, um modulierte Impulse mit einer Dauer T gleich 2 Pikosekunden quasilinear zu komprimieren. Bei einem angepaßten Wert von p gleich 1 ist die Teilung der Gitter gleich 6,86 Mm gewählt, so daß ein Titan-/ Saphir-Festkörperlaser verwendet werden kann, bei dem die Bandmittenfrequenz f&sub0; 3,75 10¹&sup4; Hertz beträgt. Unter diesen Bedingungen liefert diese Verzögerungsleitung eine Kompressionsrate T.Δf gleich 200 über eine Bandbreite Δf gleich 10¹&sup4; Hertz, womit eine Kompression der Impulse bis zu einer Zeit τ gleich 10 Femtosekunden möqlich wird.
  • Ein weiteres Beispiel einer von einer Verzögerungsleitung nach der Erfindung gelieferten Streuungskurve ist in Fig. 4 veranschaulicht. Bei dieser Verzögerungsleitung weisen die Prismen einen Index N gleich 2 und einen Winkel θ' (gleich dem Einfallswinkel) gleich 85º auf. Ist die Größe Nsinθ' dann gleich 1,99, dann ist die Verzögerungszeit um einen Winkel θ&sub0; gleich 30,1º und eine normalisierte Frequenz af&sub0;/pc gleich 0,67 linear. In dieser Figur sind auch andeutungsweise die Punkte der Kurve angegeben, die den Beugungswinkeln 0º und 50º entsprechen.
  • Die Parameter d und a sind dann gleich 1 m bzw. 0,7 um gewählt, um die Kompression von Impulsen mit einer Dauer gleich 230 Pikosekunden zu ermöglichen, die von einem Nd&spplus;³ -dotierten YAG- Laser geliefert werden, für den f&sub0; 2,8.10¹&sup4; Hertz beträgt. Unter diesen Bedingungen liefert die Verzögerungsleitung eine Kompressionsrate T.Δf gleich 1380. So können die langen Impulse dieses Lasers für eine Bandbreite Af gleich 6.10 Hertz bis auf eine Zeit τ gleich 170 Femtosekunden komprimiert werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere um noch höhere Kornpressionraten, z.B. in der Größenordnung von 10000 zu erhalten, ohne die Leistungen der Kompression zu begrenzen, d.h. in einem quasilinearen Abschnitt der Kurve zu bleiben, kann die Bahn der Laserwellen derart angeordnet werden, daß mehrere Durchgänge in einer oder mehreren Verzögerungsleitungen des beschriebenen Typs realisiert werden. Eine solche Anordnung kann beispielsweise mit Hilfe von Spiegeln realisiert sein, die auf geeignete Weise positioniert sind, oder indem mehrere Verzögerungsleitungen in Kaskadenschaltung angeordnet sind.

Claims (3)

1. Dispersive optische Verzögerungsleitung für Lichtwellenimpulse, die um eine Bandmittenfrequenz fo moduliert sind, mit einem ersten und einem zweiten parallelen optischen Gitter (R1 bzw. R2) mit einer Teilung a, die durch einen Abstand d getrennt sind und an der Oberfläche eines Materials mit dem Index N angeordnet sind, das für Lichtwellen transparent ist, wobei der Wert von N einen Grenzwert für den Brechungswinkel festlegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine einfallende Welle (Σ) unter einem Winkel θ', der größer als der Grenzbrechungswinkel ist, durch Übertragung über das erste (R1) und dann über das zweite Gitter (R2) gebeugt wird, wobei der Einfallswinkel des ersten und der Austrittswinkel des zweiten Gitters gleich θ' ist, und daß die Werte der Parameter N, θ', a und d dann derart gewählt sind, daß eine vorbestimmte Änderung der Verzögerungszeit ΔtR des Impulses, die durch
ΔtR = 4 tanθ&sub0;(δ*m)1/2.d/c mit sin θ&sub0; = 1/N sin θ
definiert ist, wobei c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist, und durch die Doppelbrechung eingeführt wird, einem vorbestimmten Wert einer Modulationsbandbreite Af entspricht, der durch Δf = 4 sin θ&sub0; (δ*m)1/2.f&sub0; um f&sub0; in einem Bereich definiert ist, in dem die Änderung der Verzögerungszeit in Abhängigkeit von der Frequenz des Laserimpulses von einem Geradensegment nur um einen Linearitätsfehler δ*m abweicht, der kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
2. Dispersive optische Verzögerungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gitter (R1; R2) an einer der beiden Flächen (F1, F2; F3, F4) eines Prismas (P1; P2) angeordnet ist, wobei die die Gitter tragenden Flächen (F2; F3) der Prismen (P1; P2) einander gegenüber parallel angeordnet sind, und daß ein einfallender Strahl (Ri) einer Welle (Σ) in die Verzögerungsleitung senkrecht zu der ungravierten Fläche (F1) des ersten Prismas (P1) eintritt und senkrecht zu der ungravierten Fläche (F4) des zweiten (P2) austritt, wobei die Winkel der Prismen (P1; P2) gleich dem Einfallswinkel (θ') der einfallenden Welle (Σ) sind.
3. Verwendung einer Verzögerungsleitung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 zur linearen Kompression/Expansion von linear rnodulierten Laserwellenimpulsen, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der Beugungswinkel an dem ersten Gitter (R1) für einen Impuls mit der Bandmittenfrequenz f&sub0; den Wert θ&sub0; hat, die Werte der Parameter N, θ', a und d der Leitung derart gewählt sind, daß Impulse, die über eine Bandbreite Af um f&sub0; moduliert sind und die Dauer T haben, in einem Linearitätsabweichungsbereich verarbeitet werden, der kleiner als ein vorbestimmter Wert δ*m ist, wobei für Δf und T gilt:
Δf = 4 tan² θ&sub0;(δ*m)1/2.pc/a
T = 4 cot θ&sub0;(δ*m)1/2.d/c;
wobei c die Lichtgeschwindigkeit und p eine natürliche ganze Zahl mit angepaßtem Wert ist.
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