DE69428333T2 - Laser-Resonator mit passiver Güteschaltung durch einen sättigbaren Absorber - Google Patents

Laser-Resonator mit passiver Güteschaltung durch einen sättigbaren Absorber

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der gütegeschalteten Laser. Der Zweck dieses Lasertyps ist die Erzeugung kohärenter Lichtimpulse von kurzer Dauer, deren Emissionsspitzenleistung groß ist gegenüber der Pumpleistung. Es gibt zwei Standardlösungen zur Realisierung dieser Güteschaltung, wobei man die eine aktiv nennt und die andere passiv. Letztere wird in der Erfindung genutzt.
  • Noch genauer besteht das Güteschalten eines Laserresonators darin, bei diesem zeitlich variable Verluste entstehen zu lassen, die den Lasereffekt während einer gewissen Zeit verhindern, während der die Pumpenergie in dem angeregten Niveau des Verstärkungsmaterials des Lasers gespeichert wird. Diese Verluste werden zu genauen Zeitpunkten brüsk verringert, sodass die gespeicherte Energie in einer sehr kurzen Zeit freigesetzt wird (Riesenimpuls). Derart erzielt man eine hohe Spitzenleistung.
  • Im Falle einer sogenannten aktiven Güteschaltung wird der Wert der Verluste von außen durch den Benutzer gesteuert (z. B. mittels eines drehbaren Resonatorspiegels, einer resonator-internen akustooptischen oder elektrooptischen Einrichtung, die entweder den Weg des Strahls oder seinen Polarisationszustand verändert). Die Dauer des Speicherns, der Zeitpunkt des Öffnens des Resonators sowie die Wiederholungsrate können unabhängig gewählt werden. Jedoch erfordert dies eine angepasste Elektronik und kompliziert das Lasersystem beträchtlich.
  • Im Falle einer sogenannten passiven Güteschaltung werden die variablen Verluste in den Resonator in Form eines Materials eingeführt, sättigbares Absorptionsmaterial genannt, das bei der Wellenlänge des Lasers bei schwacher Leistungsdichte stark absorbierend wirkt und das, wenn diese Leistungsdichte einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, den man Sättigungsintensität des sättigbaren Absorptionsmaterials nennt, praktisch durchlässig wird. Der enorme Vorteil der passiven Güteschaltung besteht darin, dass sie keine Steuerelektronik erforderlich macht.
  • Die sättigbaren Absorptionsmaterialien enthalten oft organische Moleküle, die für die Absorption verantwortlich sind. Diese Materialien sind im Allgemeinen in einem plastischen oder flüssigen Zustand und daher oft von schlechter optische Qualität, altern sehr schnell und haben eine schlechte Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Laserstrom.
  • Es werden auch massive, feste Materialien als sättigbares Absorptionsmaterial verwendet. Beispielsweise kann man für die um 1 um emittierenden Laser (YAG mit aktiven Ionen: Nd³&spplus; oder Yb³&spplus;) verwenden:
  • - LiF : F2-Kristalle mit kolorierten Zentren bzw. Farbstoffpunkten (centres colorés), die verantwortlich sind für das Verhalten des Materials als sättigbares Absorptionsmaterial und die eine kurze Lebensdauer haben,
  • - bestimmte massive Kristalle, Cr&sup4;&spplus;-dotiert, die um 1 um eine sättigbare Absorption aufweisen.
  • Jedoch, bei diesem Typ von massivem sättigbarem Absorptionsmaterial, erfordert die begrenzte Konzentration an absorbierenden Ionen eine große Materialdicke, verhindert eine starke Fokussierung des Strahls und erhöht folglich die Schwellenwerte. Zudem sind Anwendungen ausgeschlossen, wo die Quelle sehr kompakt sein muss (Fall eines Mikrolasers, dessen Resonatorlänge ungefähr 1 mm beträgt).
  • Gute Resultate wurden mit massiven Kristallen erzielt, codotiert mit dem aktiven Ion und dem absorbierenden Ion: z. B. Nd³&spplus; und Cr&sup4;&spplus;. Der Vorteil dieser Güteschaltungs- Lasermaterialien besteht darin, dass dabei keine anderen Materialien für die Güteschaltung und infolgedessen keine zusätzlichen Verluste eingeführt werden. Ihr Nachteil ist es, die Konzentration an aktiven Ionen mit der an absorbierenden Ionen zu verknüpfen, was die Optimierung des Lasers schwierig macht: die Anpassung des Lasers an die verfügbare Pumpleistung erfordert dann das Wachstum eines neuen massiven Kristalls.
  • Für die um 1,5 um emittierenden Lasers (aktives Ion: Er³&spplus;) gibt es massive, stark Er³&spplus;-dotierte Materialien, die eine sättigbare Absorption um 1,5 um aufweisen und die ermöglichen, solche Laser gütezuschalten. Aber man stößt hier wieder auf alle mit den massiven Materialien verbundenen, oben dargelegten Probleme.
  • Bei den bekannten, passiv mit diesen sättigbaren Absorptionsmaterialien gütegeschalteten Lasern gibt es verschiedene Realisierungsmethoden der gütegeschalteten Resonatoren:
  • 1- Eine erste Methode ist in der Fig. 1a dargestellt, wo man einen Laserresonator 1, das aktive Lasermaterial 2 (Festkörper), das sättigbare Absorptionselement 3 und die Ausgangs- und Eingangsspiegel 4 und 5 des Resonators sieht.
  • Es besteht kein Kontakt zwischen einerseits dem sättigbare Absorptionselement 3 und andererseits den anderen Elementen des Resonators 1.
  • Bei diesem Vorrichtungstyp ist es nötig, die Elemente des Resonators optisch auszurichten.
  • 2- Bei den schematischen Anordnungen der Fig. 1b und 1c besteht mittels eines optischen Klebstoffs 6 ein Kontakt zwischen dem sättigbaren Absorptionselement 3 und dem Spiegel 4 (Fig. 1b) oder dem aktiven Lasermaterial 2 (Fig. 1c).
  • Jedoch führt der Klebstoff einen Restabsorptionsfaktor sowie Brechzahldifferenzen an der Grenzfläche zwischen Klebstoff und geklebten Materialien ein. Zudem kann auch ein eventueller Parallelitätsfehler zwischen den geklebten Elementen eine Quelle von Verlusten in dem Laserresonator sein.
  • 3- Die Fig. 1d, wo die Bezugszeichen 4, 5 wieder die Spiegel und das Bezugszeichen 2 das aktive Lasermedium darstellen, zeigt eine dritte mögliche Anordnung, in der einer der Spiegel, nämlich 4, direkt auf dem sättigbaren Absorptionselement 3 abgeschieden ist. Aber dies ist nur möglich, wenn das sättigbare Absorptionselement einer Polieroperation unterzogen werden kann, ehe der Spiegel dort abgeschieden wird, und dies ist nur der Fall, wenn er im Wesentlichen durch ein Glas oder ein Kristall gebildet wird.
  • Das Dokument US-A-3270291 beschreibt einen Laserresonator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung hat genau einen neuartigen Laserresonatortyp mit einem festen aktiven Medium zum Gegenstand, was ermöglicht, die verschiedenen oben erwähnten Probleme zu lösen.
  • Um die obigen Probleme zu lösen, schlägt die Erfindung nach Anspruch 1 vor, das sättigbare Absorptionselement in Form einer Dünnschicht zu realisieren, die direkt auf dem genannten festen aktiven Medium abgeschieden wird.
  • Die Erfindung hat also einen Laserresonator zum Gegenstand der ein festes aktives Lasermedium, ein Substrat, ein sättigbares Absorptionselement und einen Eingangs- und einen Ausgangsspiegel umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass das sättigbare Absorptionselement eine Dünnschicht aus sättigbarem Absorptionsmaterial ist, direkt auf dem festen aktiven Medium abgeschieden.
  • Die Form der Dünnschicht des sättigbaren Absorptionselements ermöglicht, sich von bestimmten Problemen freizumachen, die verknüpft sind mit den sättigbaren Absorptionselementen in massiver Form, die oben präsentiert worden sind. So ist es möglich, die Verluste im Innern des Resonators zu minimieren, die auf die massive Form des klassischen sättigbaren Absorptionselements zurückzuführen sind. Außerdem ist klar, dass diese Struktur einen Platz- bzw. Raumgewinn im Innern des Laserresonators ermöglicht.
  • Vorzugsweise ist dieser Laserresonator dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht durch Flüssigphasenepitaxie hergestellt werden kann.
  • Der Vorteil, die Herstellung der Dünnschicht mittels Flüssigphasenepitaxie zu realisieren besteht darin, dass diese Technik sich hinsichtlich der Anpassung an unterschiedliche Laser sehr gut für die verschiedenen Dotierungen und Codotierungen eignet. Sie ermöglicht zudem, eine höhere Konzentration zu erreichen (wenn nötig) als die anderen Kristallwachstumsverfahren. Daher die Möglichkeit, Schichten von sehr geringer Dicke zu verwenden (-100 um) und so stark fokussierte Strahlen zu benutzen.
  • Außerdem ist die Schadensschwelle hoch, denn das derart hergestellte Material ist von kristalliner Qualität.
  • Dieses Verfahren bietet außerdem die Möglichkeit, die Dicke und die Konzentration der Dünnschicht je nach Art des Laserstyps sehr genau zu kontrollieren.
  • Auch hier verursacht das derart realisierte sättigbare Absorptionselement nur schwache resonator-interne Verluste aufgrund der guten optischen Qualität und der geringen Dicke der Schichten (< 500 um).
  • Erfindungsgemäß wird das sättigbare Absorptionselement direkt auf dem aktiven Lasermedium abgeschieden.
  • Vorzugsweise wird die Brechzahl der Dünnschicht des sättigbaren Absorptionselements an die Brechzahl des aktiven Lasermediums angepasst.
  • Die Dünnschicht kann aus einem Basismaterial gebildet werden, das eine gleiche oder ähnliche Kristallstruktur aufweist wie das feste aktive Medium, wobei dieses Basismaterial mit Erbium-, Chrom-, Thulium- oder Holmium-Ionen dotiert wird.
  • Die Erfindung bietet auch die Möglichkeit, einen Laserresonator mit einer Wellenleiterstruktur zu realisieren.
  • Die Dünnschicht des sättigbaren Absorptionselements ist enthalten zwischen zwei Dünnschichten aus aktivem Lasermaterial.
  • Alle Schichten können mittels Flüssigphasenepitaxie erzeugt werden.
  • Ein erfindungsgemäßer Laser umfasst außerdem einem wie oben beschriebenen Laserresonator und Einrichtungen zum Pumpen des Resonators.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen besser aus der nachfolgenden, rein erläuternden und keinesfalls einschränkenden Beschreibung hervor, bezogen auf die beigefügten Figuren:
  • - die Fig. 1a bis 1d, schon beschrieben, zeigen schematisch diverse mögliche Anordnungen eines Laserresonators nach dem Stand der Technik,
  • - die Fig. 2 zeigt einen Laserresonator nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung,
  • - die Fig. 3 zeigt einen Laserresonator nach einer zweiten Ausführungsart der Erfindung,
  • - die Fig. 4 zeigt einen Laserresonator nach einer dritten Ausführungsart der Erfindung,
  • - die Fig. 5 zeigt einen Laserresonator nach einer vierten Ausführungsart der Erfindung, die die Struktur eines Wellenleiters hat:
  • Erfindungsgemäß wird die Dünnschicht des sättigbaren Absorptionselements direkt auf dem aktiven Lasermaterial abgeschieden.
  • Je nach Anwendungstyp der Struktur des Laserresonators sind mehrere Vorrichtungen vorstellbar. Die beiden einfachsten betreffen die Anwendung als aktives Substrat, entweder eines klassischen Laserstabs oder eines aus einem monokristallinen Plättchen gebildeten Mikrolasers. Bei diesen verschiedenen Konfigurationen ist die Brechzahl der Dünnschicht des sättigbaren Absorptionselements vorzugsweise an die Brechzahl des festen aktiven Mediums 7 angepasst. Die vorliegende Erfindung ermöglicht, diese Forderung durch geeignete Codotierungen der Schicht des sättigbaren Absorptionselements zu realisieren.
  • Der Fall der Abscheidung auf einem klassischen Laserstab ist in der Fig. 3 dargestellt, die eine Dünnschicht aus sättigbarem Absorptionsmaterial 13, einen Laserstab 12, Eingangs- und Ausgangsspiegel 14 und 15, einen Pumpstrahl 16 und den ausgekoppelten Laserstrahl 17 zeigt. Die Schicht aus sättigbarem Absorptionsmaterial 13 wird durch das Eintauchen der Oberfläche direkt auf der polierten Fläche des Stabs 12 hergestellt, durch Eintauchen der Oberfläche in das Epitaxiebad (s. das Herstellungsverfahren weiter unten). Um die Struktur kompakter zu machen, kann der Ausgangsspiegel 15 direkt auf der Dünnschicht 13 abgeschieden werden.
  • Man kann vorsehen, die andere Seite 18 des Stabs mit einem geeigneten Endkrümmungsradius zu polieren und dann dort den Eingangsspiegel 14 des Resonators abzuscheiden, was ihn monolithisch macht, wie in der Fig. 3 zu sehen. Die Länge und der Durchmesser des Stabs und die Dicke und Dotierung der Schicht aus sättigbarem Absorptionsmaterial sind an den benutzten Pumptyp anzupassen, der sehr unterschiedlich sein kann: Pumpen mittels Lampe, kontinuierlich oder gepulst, Pumpen mittels Diode, transversal oder longitudinal, kontinuierlich oder gepulst.
  • Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Einheit aus Stab 12 und sättigbarem Absorptionselement sich wie ein massives Material verhält.
  • Die Anpassung der Brechzahl der Schicht aus sättigbarem Absorptionsmaterial an die des Lasermaterials kann durch Codotierung der Dünnschicht 13 mit Gadolinium (Gd) und Lutetium (Lu) erfolgen. Das Gadolinium dient dazu, die Brechzahl anzupassen, vergrößert aber die Masche des Kristallgitters, was man durch eine Codotierung mit Lutetium kompensieren kann.
  • Bei diesem Laserresonatortyp tritt im Resonator kein auf eine schlechte Ausrichtung oder Fresnel-Reflexionen zurückzuführender Verlust auf.
  • Im Falle der Abscheidung auf einem Mikrolasermedium (s. Fig. 4) erzeugt man mittels Epitaxie eine Schicht aus sättigbarem Absorptionsmaterial 13 (eventuell mit einer wie oben erklärten Codotierung) auf einer Seite des aktiven Mikrolasermediums 22, das als Substrat dient (Dicke 0,1-2 mm). Die Bezugszeichen 16 und 17 haben dieselbe Bedeutung wie im Falle der Fig. 3.
  • Die Kollektivherstellung solcher Laser bleibt anschließend praktisch identisch mit der der kontinuierlichen Laser bzw. Dauerstrichlaser dank der Realisierungstechnik des sättigbaren Absorptionselements, die nichts an der monokristallinen Strukur des Ganzen ändert. Die beiden Spiegel 14 und 15 des Resonators werden dann auf den vorher polierten Flächen der Substrat/Schicht-Struktur abgeschieden. Indem man den Aufbau aus Substrat, Schicht und Spiegeln dann zu Parallelepipeden von ungefähr 1 · 1 mm² zuschneidet, stellt man eine große Anzahl gütegeschalteter Mikrolaser her.
  • Vorzugsweise und nach allen Ausführungsarten der Erfindung sind die Spiegel dichroitische Spiegel.
  • Nach einer Ausführungsart der Erfindung stellt man einen Laser mit einer Wellenleiterstruktur her.
  • Die Technik besteht darin, mehrer unterschiedlich dotierte Epitaxieschichten auf einem undotierten Substrat zu stapeln, um einen gütegeschalteten Wellenleiter herzustellen. Der hergestellte Schichtenstapel wird zugeschnitten zu Parallelepipeden, deren Länge an das Pumpen und an den zu realisierenden Lasertyp angepasst ist. Zwei Seitenflächen werden dann parallel poliert und dort werden Spiegel abgeschieden, sodass das Ganze einen monolithischen Laserresonator bildet, der fallweise transversal oder longitudinal gepumpt werden kann.
  • Die Fig. 5 zeigt einen erfindungsgemäßen Wellenleiter.
  • Auf dem undotierten YAG-Substrat 9 erzeugt man mittels Epitaxie eine Schicht 211 aus aktivem Lasermaterial (z. B. YAG : Er, schwach dotiert), erzeugt dann, wieder durch Epitaxie, eine Schicht 222 aus sättigbarem Absorptionsmaterial (z. B. YAG : Er, stark dotiert) und eine Schicht 312 aus aktivem Lasermaterial (z. B. YAG : Er, schwach dotiert) und scheidet schließlich noch eine undotierte YAG-Schicht 20 ab. Die Dünnschichten sind also enthalten zwischen zwei nichtleitenden Schutzschichten 19, 20. Die drei mittels Epitaxie erzeugten Schichten sind Gd-Lu-codotiert, um einen Indexgradienten zu schaffen, der die Leitung in den aktiven Schichten (schwach Er-dotiert) und der Schicht aus sättigbarem Absorptionsmaterial (mit starker Er-Konzentration) optimiert.
  • Andere Materialien als YAG können dieses ersetzen (s. weiter oben ihre Liste) und andere Dotierungen können benutzt werden, je nach der für die Laseremission gesuchten Wellenlänge (Nd, Yb, Tm).
  • In einen erfindungsgemäßen Laser sind ein wie oben beschriebener Resonator sowie seine Pumpeinrichtungen integriert. Vorzugsweise werden diese Pumpeinrichtungen durch wenigstens eine Lampe oder eine Diode gebildet, die den Resonator in einer longitudinalen Richtung (wie in den Fig. 2, 3, 4) und einer transversalen Richtung pumpt (senkrecht zu der Ebene der Figuren).
  • Es folgt eine Beschreibung eines Herstellungsverfahren eines Laserresonators wie oben beschrieben.
  • Das sättigbare Absorptionsmaterial ist eine dotierte monokristalline Schicht, erzeugt mittels Eptitaxie auf einem monokristallinen massiven Material (Substrat) mit derselben kristallinen Struktur. Das angewandte Verfahren ist die Flüssigphasenepitaxie. Man passt den Kristalltyp und den Dotierstoff an den Laser an, den man güteschalten möchte, sodass die Epitaxieschicht bei der Emissionswellenlänge dieses Lasers eine sättigbare Absorption aufweist. Die Epitaxie ist ein Kristallwachstumsverfahren, das ermöglicht, höhere Dotierstoffkonzentrationen zu erzielen als die konventionellen Wachstumsverfahren massiver Kristalle. Es hat in Bezug auf diese anderen Verfahren auch den Vorteil einer leichteren Herstellung der durch unterschiedliche Ionen codotierten kristallinen Schichten. Außerdem ist die Flüssigphasenepitaxie das einzige Epitaxieverfahren, mit dem man Schichten von großer Dicke erzeugen kann (> 100 um).
  • Der zu realisierende Lasertyp bestimmt sowohl das Material des Substrats, auf dem man die Schicht abscheidet, als auch das Dotierion der Schicht.
  • Die Betriebsart dieses Lasers legt fest, ob dieses Substrat ein aktives Lasermaterial sein darf oder nicht sowie seine Form und seine Abmessungen.
  • Wenigstens eine Seite des Substrats wird ausgerichtet und poliert. Der Endschritt der Politur muss ein mechanisch-chemisches Verfahren sein, damit diese Fläche vollkommen frei von Fehlern ist (Einschlüsse, Dislokationen, Spannungen, Riefen, ...), die sich bei der Epitaxie in der Dicke der Schicht ausbreiten bzw. fortpflanzen würden. Diese Politurqualität wird durch einen geeigneten chemischen Angriff gesteuert. Das durchzuführende Verfahren entspricht im Wesentlichen dem, das bei den Substraten angewandt wird, die in den klassischen Epitaxietechniken verwendet werden.
  • Bei bestimmten Betriebsarttypen (z. B. Wellenleiterlaser) kann das Substrat zwei parallele Flächen haben, die diese Politurqualität aufweisen. Man spricht in der Folge von einem Substrat mit "einer polierten Fläche" oder "zwei polierten Flächen".
  • Die Schicht aus sättigbarem Absorptionsmaterial erzielt man durch Eintauchen des Substrats in eine entsprechend ausgewählte übersättigte Lösung. Diese Lösung - oder Epitaxiebad - ist eine Mischung aus einem Lösungsmittel und einem gelösten Stoff, bestehend auf verschiedenen Elementen, die das Endmaterial bilden. Das Substrat und die Schicht sind von derselben kristallinen Struktur und unterscheiden sich nur durch die unterschiedlichen Dotierstoffe, die die kristallinen und optischen Eigenschaften der Schicht beeinflussen. Die aktiven Ionen wie Nd, Er, Yb machen das Material zum Verstärker, andere Ionen (Cr, Er) verleihen im die Eigenschaften eines sättigbaren Absorptionsmaterials, und bestimmte andere (z. B. Gd, Ge, Lu, ...) können benutzt werden, um die Brechzahl oder die Kristallmasche des Materials zu variieren. Derart ist es möglich, die Eigenschaften der hergestellten Schichten zu steuern und durch diese Technik nicht nur Dünnschichten aus sättigbarem Absorptionsmaterial herzustellen, sondern auch Dünnschichten aus aktivem Lasermaterial, genauso wie wenn man einen Laser mit einer Wellenleiterstruktur herstellt, wie oben beschrieben (Fig. 5).
  • Dieses Verfahren kann bei jedem Material angewandt werden, das in Form von Monokristallen existiert (zur Realisierung der Substrate) und durch Flüssigphasenepitaxie hergestellt werden kann. Dies ist der Fall der weiter oben als Basismaterial des aktiven Lasermediums zitierten Materialien: Y&sub3;Al&sub5;O&sub1;&sub2; (YAG), Y&sub2;SiO&sub5; (YSO), YVO&sub4;, YLiF&sub4; (YLF), GdVO&sub4;, usw.). Die Zusammensetzung des Bads (Wahl des Lösungsmittels und der Substituenten), die Konzentrationen der verschiedenen Oxide bei dem gelösten Stoff und die experimentellen Wachstumsbedingungen (Temperaturbereich, Betriebsart, ...) werden bei jedem Material angepasst, um Schichten herzustellen, die die bestmögliche kristalline Qualität haben.
  • Im Falle der Granate (YAG) ist das gewählte Lösungsmittel eine PbO/B&sub2;O&sub3;- Mischung, und der gelöste Stoff umfasst einen Al&sub2;O&sub3;-Überschuss, um die Granatphase zu stabilisieren. Das Verhältnis gelöster Stoff/Lösungsmittel wird dann so berechnet, dass man gegen 1000ºC ein Wachstum erzielt.
  • In Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Bads, der Temperatur und der Abscheidungszeit kann man die Dicke e der Schicht (1 < e < 200 um) und die Dotierstoffkonzentration in den Schichten anpassen. Das Wachstum einer Schicht findet bei konstanter Temperatur statt, was ermöglicht, eine in der Dicke der Schicht homogene Dotierstoffkonzentration zu erhalten. Das Substrat wird in eine Drehung mit gleicher oder wechselnder Richtung versetzt, was eine gute Homogenität der Dicke ermöglicht. Die "Substrate mit einer polierten Fläche" werden nur in die Oberfläche des Bads eingetaucht, während man die "Substrate mit zwei polierten Flächen" in diesem Bad untertaucht.
  • Wenn die Anwendung es erforderlich macht (z. B. Wellenleiterlaser), kann man aufeinanderfolgende Epitaxien von unterschiedlich dotierten Materialien realisieren und so einen Stapel aus Schichten mit derselben Kristallstruktur aber unterschiedlichen optischen Eigenschaften bilden.
  • In bestimmten Fällen, wenn der Oberflächenzustand der Schicht (sehr dicke Schichten) es erfordert, kann eine mechanisch-chemische Politur durchgeführt werden, entweder zwischen zwei aufeinanderfolgenden Epitaxien oder am Ende des Verfahrens auf der finalen Oberfläche des sättigbaren Absorptionselements (z. B. vor Abscheidung der dielektrischen Reflexions- oder Antireflexionsschichten).
  • Der abschließende Schritt des Verfahrens besteht darin, den Aufbau aus Substrat und Schicht(en) in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung zu konditionieren. Wenn das Substrat aktiv ist, sind die Verfahren des Zuschneidens, Polierens und dielektrischen Abscheidens dieselben wie die, die man kennt vom Konditionieren des aktiven Materials ohne sättigbares Absorptionselements. Das im Rahmen der Erfindung realisierte Material ist monolithisch und von derselben kristallinen Struktur.
  • Die Erfindung kann zur Herstellung von Lasern benutzt werden. Sie eignet sich insbesondere für die auf den Gebieten der integrierten Optik, der Lichtleitfaser- Telekommunikationen und der Medizin (Mikrochirurgie) verwendeten Mikrolaser. Bei diesen Anwendungen ist der Platzgewinn, den die Erfindung ermöglicht, sehr vorteilhaft. Das Herstellungsverfahren erfordert seinerseits nur die Anwendung einer klassischen Technik (Flüssigphasenepitaxie).

Claims (13)

1. Laserresonator mit einem festen aktiven Lasermedium (12, 22, 211, 213), einem sättigbaren Absorptionselement (13, 21, 212), einem Eingangsspiegel (14) und einem Ausgangsspiegel (15), dadurch gekennzeichnet, dass das sättigbare Absorptionselement durch eine direkt auf dem genannten festen aktiven Medium (12, 22) abgeschiedene Dünnschicht aus sättigbarem Absorptionsmaterial gebildet wird.
2. Laserresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht eine mittels Flüssigphasen-Epitaxie hergestellte Abscheidung ist.
3. Laserresonator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechzahl der Dünnschicht aus sättigbarem Absorptionsmaterial (8, 13, 212) an die Brechzahl des festen aktiven Mediums (12, 22, 211, 213) angepasst ist.
4. Laserresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht (13, 212) durch ein Basismaterial gebildet wird, das eine identische oder ähnliche kristalline Struktur wie das feste aktive Medium (7, 12, 22, 211, 213) aufweist, wobei dieses Basismaterial mit Erbium-, Chrom-, Thulium- oder Holmium-Ionen dotiert ist.
5. Laserresonator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsspiegel (15) des Resonators direkt auf der Dünnschicht aus sättigbarem Absorptionsmaterial (13) abgeschieden ist.
6. Laserresonator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsspiegel (14) direkt auf dem festen aktiven Medium (12, 22) abgeschieden ist.
7. Laserresonator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Wellenleiterstruktur aufweist.
8. Laserresonator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Lasermedium durch eine erste Dünnschicht (211) gebildet wird.
9. Laserresonator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht (212) aus sättigbarem Absorptionsmaterial zwischen der ersten Dünnschicht aus aktivem Lasermedium (211) und einer zweiten Dünnschicht aus aktivem Lasermedium (213) enthalten ist.
10. Laserresonator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dünnschichten (211, 213) einen die Leitung optimierenden Brechzahlgradienten aufweisen.
11. Laserresonator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Dünnschichten (211, 212, 213) einen die Leitung optimierenden Brechzahlgradienten aufweisen.
12. Laserresonator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht (212) aus sättigbarem Absorptionsmaterial durch ein Basismaterial gebildet wird, das eine identische oder ähnliche kristalline Struktur wie das feste aktive Medium (211, 213) aufweist, wobei dieses Basismaterial mit Erbium-, Chrom-, Thulium- oder Holmium-Ionen dotiert ist.
13. Laser mit einem Laserresonator nach einem der vorangehenden Ansprüche, und Pumpeinrichtungen des Resonators.
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2725279B1 (fr) * 1994-10-04 1996-10-25 Commissariat Energie Atomique Dispositif de telemetrie comportant un microlaser
FR2729797A1 (fr) * 1995-01-24 1996-07-26 Commissariat Energie Atomique Laser et microlaser a declenchement actif
US5732100A (en) * 1995-01-24 1998-03-24 Commissariat A L'energie Atomique Cavity for a solid microlaser having an optimized efficiency, microlaser using it and its production process
FR2734096B1 (fr) * 1995-05-12 1997-06-06 Commissariat Energie Atomique Cavite microlaser et microlaser solide impulsionnel a declenchement passif et a commande externe
FR2734094B1 (fr) * 1995-05-12 1997-06-06 Commissariat Energie Atomique Emetteur infrarouge monolithique a semi-conducteur pompe par un microlaser solide declenche
FR2736217B1 (fr) * 1995-06-27 1997-08-08 Commissariat Energie Atomique Cavite microlaser et microlaser solide impulsionnel a declenchement actif par micromodulateur
JP3358770B2 (ja) * 1995-07-10 2002-12-24 科学技術振興事業団 光制御物質及び光制御方法
US5802083A (en) * 1995-12-11 1998-09-01 Milton Birnbaum Saturable absorber Q-switches for 2-μm lasers
FR2747192B1 (fr) * 1996-04-04 1998-04-30 Commissariat Energie Atomique Dispositif de detection de gaz a distance comportant un microlaser
FR2758915B1 (fr) * 1997-01-30 1999-03-05 Commissariat Energie Atomique Microlaser solide declenche passivement par absorbant saturable et son procede de fabrication
USRE38489E1 (en) 1997-01-30 2004-04-06 Commissariat A L'energie Atomique Solid microlaser passively switched by a saturable absorber and its production process
FR2773000B1 (fr) 1997-12-24 2000-05-12 Commissariat Energie Atomique Cavite laser a declenchement passif a polarisation controlee, microlaser comprenant cette cavite, et procede de fabrication de ce microlaser
US6072815A (en) * 1998-02-27 2000-06-06 Litton Systems, Inc. Microlaser submount assembly and associates packaging method
US6240113B1 (en) 1998-02-27 2001-05-29 Litton Systems, Inc. Microlaser-based electro-optic system and associated fabrication method
JPH11326962A (ja) * 1998-03-09 1999-11-26 Yoshinobu Maeda アモルファス光素子
US6160824A (en) * 1998-11-02 2000-12-12 Maxios Laser Corporation Laser-pumped compound waveguide lasers and amplifiers
US6219361B1 (en) * 1999-06-21 2001-04-17 Litton Systems, Inc. Side pumped, Q-switched microlaser
US6813285B2 (en) * 1999-06-21 2004-11-02 Litton Systems, Inc. Q-switched microlaser
US6377593B1 (en) * 1999-06-21 2002-04-23 Northrop Grumman Corporation Side pumped Q-switched microlaser and associated fabrication method
DE19934639A1 (de) * 1999-07-23 2001-02-01 Ldt Gmbh & Co Resonatorspiegel mit einem sättigbaren Absorber
WO2001024284A1 (en) * 1999-09-27 2001-04-05 Lumileds Lighting, U.S., Llc A light emitting diode device that produces white light by performing complete phosphor conversion
US6826205B1 (en) * 2000-05-22 2004-11-30 Lightwave Electronics Corporation Etalon enhanced saturable reflector for mode-locked lasers
JP2003086873A (ja) * 2001-09-10 2003-03-20 Hamamatsu Photonics Kk 受動ｑスイッチレーザ
JP4306990B2 (ja) * 2001-10-18 2009-08-05 独立行政法人産業技術総合研究所 非線形光学素子
WO2004059806A2 (en) * 2002-12-20 2004-07-15 Alnaire Laboratories Corporation Optical pulse lasers
US7217585B1 (en) * 2006-03-31 2007-05-15 Raytheon Company Method for fabricating and using a light waveguide
TWI437783B (zh) * 2009-12-31 2014-05-11 Univ Nat Cheng Kung 具有摻銩可飽和吸收ｑ切換單元之脈衝雷射系統
US9506166B1 (en) 2010-07-08 2016-11-29 Clemson University Research Foundation Method for forming heterogeneous single garnet based crystals for passive Q-switched lasers and microlasers
US9014228B1 (en) 2010-07-08 2015-04-21 Clemson University Research Foundation Hydrothermal growth of heterogeneous single crystals for solid state laser applications
US9493887B1 (en) 2010-07-08 2016-11-15 Clemson University Research Foundation Heterogeneous single vanadate based crystals for Q-switched lasers and microlasers and method for forming same
CN102044825B (zh) * 2010-12-03 2012-10-03 福州高意通讯有限公司 激光晶体波导谐振腔、波导腔激光器及二者的制作方法
US8885676B2 (en) * 2011-11-14 2014-11-11 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Infrared laser
US9337609B2 (en) 2012-05-09 2016-05-10 Mitsubishi Electric Corporation Passively Q-switched element and passively Q-switched laser device
US9711928B2 (en) 2012-06-22 2017-07-18 Clemson University Research Foundation Single crystals with internal doping with laser ions prepared by a hydrothermal method
US9469915B2 (en) 2012-06-22 2016-10-18 Clemson University Research Foundation Hydrothermal growth of heterogeneous single crystals exhibiting amplified spontaneous emission suppression
US10156025B2 (en) 2015-05-04 2018-12-18 University Of South Carolina Monolithic heterogeneous single crystals with multiple regimes for solid state laser applications
CN106025778B (zh) * 2016-07-08 2019-01-08 山东省科学院激光研究所 用于光纤激光器被动锁模的饱和吸收体
JP6771442B2 (ja) 2017-09-20 2020-10-21 株式会社東芝 光学素子
WO2019130551A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 三菱電機株式会社 平面導波路及びレーザ増幅器
RU2704332C1 (ru) * 2018-09-26 2019-10-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук (ИХВВ РАН) Твердотельный активный элемент

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3270291A (en) * 1962-10-22 1966-08-30 Rca Corp Laser control device using a saturable absorber
GB1566716A (en) * 1977-03-15 1980-05-08 Gen Electric Co Ltd Laser resonators and their manufacture
FR2685135B1 (fr) * 1991-12-16 1994-02-04 Commissariat A Energie Atomique Mini cavite laser pompee optiquement, son procede de fabrication et laser utilisant cette cavite.
US5278855A (en) * 1992-05-11 1994-01-11 At&T Bell Laboratories Broadband semiconductor saturable absorber

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07183607A (ja) 1995-07-21
JP3636491B2 (ja) 2005-04-06
EP0657976A2 (de) 1995-06-14
EP0657976B1 (de) 2001-09-19
US5502737A (en) 1996-03-26
EP0657976A3 (de) 1995-08-09
DE69428333D1 (de) 2001-10-25
FR2712743A1 (fr) 1995-05-24
FR2712743B1 (fr) 1995-12-15

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