WO1997009759A1 - Laser process and device for scaling frequency-doubled lasers - Google Patents

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WO1997009759A1
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Keming Du
Peter Loosen
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Definitions

  • the present invention relates to a laser arrangement with at least two individual laser oscillators, the laser radiation of the oscillators being bundled by means of optical components. Furthermore, the invention relates to a method for power scaling of frequency-doubled lasers.
  • ERSA ⁇ ZBLA ⁇ T (RULE 26) radial dimensions which, in order to achieve a high beam quality, have to be in relation so that the Fresnell number of the oscillator does not become significantly greater than 1. If these boundary conditions are not met, the beam quality of high-power lasers is significantly impaired.
  • Another measure to scale the laser beam power is the use of oscillator amplifiers. These amplifiers are used to amplify the radiation from a laser oscillator with low power and high beam quality to a high power. However, this procedure has its limits, in particular in connection with continuously operated lasers.
  • laser arrays or field arrangements are set up. In such arrays, several laser oscillators are arranged side by side and operated in parallel.
  • the power of the individual laser oscillators adds up to a total laser power of such a laser array.
  • a problem associated with such a laser array is the coherent coupling of the oscillators to one another. In order to bundle the beams of the individual beam sources of the array in a common focusing point, corresponding optical measures for beam guidance must be taken. Furthermore, imaging errors lead to losses when the radiation of the laser oscillators freely propagates, which in turn has an effect due to a low efficiency. In addition, in order to convert the frequency of the laser oscillators and thus to adapt them to the specific fields of application and the specifications, additional measures must be taken which complicate the above-described problem of power scaling of laser arrangements.
  • the present invention is based on the object of specifying a laser arrangement and a method with which the power of at least two individual laser oscillators can be scaled and the frequency can be changed, specifically with a simple optical structure while achieving a high beam quality.
  • REPLACEMENT BLA ⁇ (RULE 26) Starting from a laser arrangement with at least two individual oscillators, this object is achieved in that the fundamental radiation of the respective oscillator is doubled in frequency by a nonlinear crystal and in that the respective radiation is coaxially superimposed by means of an optical, dichroic component is merged. According to the method, a power scaling of frequency-doubling lasers is carried out in that at least two laser oscillators are arranged next to one another and their fundamental wave is doubled in frequency and in that the doubled radiation is brought together coaxially.
  • the power can be scaled as desired to higher powers by adding further components in the form of individual laser oscillators to the system. This also applies in particular to continuously operated lasers.
  • the dichroic component is designed such that it also takes over the function of the frequency-doubling crystal.
  • the laser oscillators are assigned a common, non-linear crystal into which the fundamental radiation of the respective oscillators is radiated.
  • a nonlinear crystal which has two parallel surfaces, which are the entrance, exit and / or reflection surfaces for the Form radiation. With such a crystal, the same offsets of the respective neighboring beams are achieved in relation to one another to bring the radiation together, so that a simple geometry results.
  • the individual laser oscillators can be set up as ring resonators. Furthermore, there is the possibility of positioning or dividing the active media in the individual folding sections of the laser oscillators, on the other hand there is the possibility of incorporating the nonlinear crystal and the dichroic component into the individual folding sections.
  • a further, preferred structure can be achieved if the crystal in the ring resonators is assigned a function which deflects the radiation.
  • the crystal should have an entrance surface and a reflection surface, the entrance surface for the fundamental wave ( ⁇ ) being coated with an anti-reflective coating and for the second harmonic (2 ⁇ ) being coated with a highly reflective surface, and the reflection surface for the fundamental wave ( ⁇ ) and the second harmonic (2 ⁇ ) is highly reflective.
  • a coupling-out surface for the second harmonic (2 ⁇ ) is provided within the entrance surface or the reflection surface of the non-linear crystal in order to couple this radiation component out of the non-linear crystal after combining all the individual oscillators as an output beam.
  • the structure of the laser arrangement as stated above is preferred in particular with respect to solid-state lasers, moreover for solid-state lasers which are longitudinally pumped by means of diode laser radiation.
  • solid-state lasers there is the possibility of the individual To separate the solid media of the individual laser oscillators;
  • an embodiment is preferred in which a common solid medium is assigned to the laser oscillators, so that a minimum volume for the active medium is used for such a laser arrangement consisting of solid state lasers.
  • the solid-state medium can be formed as an etaon, one surface having an antireflective coating for the fundamental ( ⁇ ) and the other surface having a highly reflective coating for the fundamental (co).
  • the respective resonator radiation is brought together in the solid body medium, embodied as an etalon, the highly reflective coating for the fundamental wave ( ⁇ ) of the solid body medium being used in this arrangement at the same time in the context of a ring resonator as a strain element.
  • While preferred structures of the laser arrangement in the form of ring resonators are specified, based on the principle according to the invention, it is also possible to construct a laser arrangement with laser oscillators arranged parallel to one another.
  • the laser arrangement in the form of individual ring resonators, combining the respective radiation of the individual oscillators by means of an optical, dichroic component in such a way that they are coaxially superimposed, is always preferred when stability and monomode operation are required.
  • the construction of the laser arrangement in such a way that the laser oscillators each form a linear resonator, the radiation of which is brought together coaxially overlapping by means of an optical, dichroic component Doubling the fundamental radiation of the respective oscillator by means of a non-linear crystal is to be preferred if a flexible design of the laser arrangement and effective cooling have priority.
  • a preferred embodiment with regard to the linear structure is obtained if the nonlinear crystal, which doubles the fundamental radiation of each oscillator, has a first surface and an opposite second surface, both of which are coated with an anti-reflective coating for the fundamental wave and for second harmonics (2co ) are highly reflective coated, so that the basic radiation ( ⁇ ) can enter this from both outer surfaces of the nonlinear crystal, while the second harmonic (2co) within the crystal by reflections and to a corresponding coupling-out area, which is for the second Harmonic (2co) is designed to be anti-reflective, is led to decouple the second harmonic (2 ⁇ ) from the non-linear crystal.
  • the linear crystal is arranged in the beam path of the individual laser oscillators at an angle of incidence of the radiation in such a way that the radiation components are refracted within the crystal and guided in such a way that the doubled radiation (second harmonic (2 ⁇ )) the individual laser oscillators are added together and masked out as combined total radiation (2co) from the nonlinear doubling crystal.
  • the distances of the radiation from neighboring oscillators on the input side of the dichroic components can be relatively large.
  • an optical arrangement is advantageous which is inserted into the beam path on the input side of the dichroic components. With this optical arrangement, the distance of the beams of the individual laser oscillators is approximated in the desired manner, preferably via reflection surfaces.
  • step-like mirror elements are advantageous which deflect the beam at least once and thus bring the beams closer together.
  • one cannot with such stair-step-like elements by suitable inclination of the reflection surfaces given parallelism of the radiation of the individual laser oscillators can be achieved.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a laser arrangement according to the invention with three individual laser oscillators with a ring resonator using an etalon for merging or coaxial superimposition of the second harmonic,
  • FIG. 2 shows a laser arrangement according to a second embodiment, similar to FIG. 1, the etalon simultaneously taking on the function of a doubler crystal
  • FIG. 3 shows a third embodiment with an additional etano compared to FIG. 2, which is pumped by means of a diode laser and acts as an active medium,
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment, modified from FIG. 3, in which a prismatic, active medium is used instead of the etalon-shaped, active medium of FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment with a square prism as the laser medium
  • FIGS. 6 and 7 show a seventh embodiment of a laser arrangement, which by way of example shows two linear resonators with an ethalon-shaped doubler, embodiment 7 having two additional ⁇ / 4 plates on both sides of the active medium compared to the embodiment in FIG. 6,
  • FIG. 8 shows a further, linear resonator in which the doubler crystal, as shown in FIGS. 6 and 7, is divided into individual segments, the segments being offset from one another
  • FIG. 9 shows a single segment of the doubler of FIG. 8, the outlet surface being curved
  • Figure 10 schematically shows a structure of a linear oscillator with an optical arrangement for the radiation distance approximation of two adjacent laser oscillators.
  • FIG. 1 shows an arrangement of three individual laser oscillators 1 with an active medium 2, which are pumped longitudinally by means of diode laser radiation 3, indicated by arrows.
  • the active media are preferably solid bodies which, as indicated in FIG. 1, can be combined to form a common solid body.
  • the individual laser oscillators 1 have a ring resonator with three deflecting mirrors 4, 5 and 6 and a first surface 7 of an etaion 8, which serves as a dichroic component for axially superimposing the radiation from the individual laser oscillators 1.
  • the deflection mirrors 4, 5 and 6 are coated in a highly transparent manner for the fundamental wave ( ⁇ ) and for the second harmonic (2co).
  • the deflecting mirror 4 for the pump radiation (fundamental wave ( ⁇ )) is highly transparent or antireflective.
  • the etalon 8 has a highly reflective coating on its first surface 7 for the fundamental wave ( ⁇ ), while the coating on the first surface 7 is highly transparent for the second harmonic (2co).
  • the opposite, second surface 9 of the etalon, parallel to the first surface 7, is provided with a highly reflective coating for the second harmonic.
  • the fundamental waves emitted by the laser media, excited by the diode laser pump radiation are frequency-doubled within the resonator (second harmonic 2 ⁇ ) by means of a non-linear doubler crystal 10, which is inserted between the deflecting mirror 6 and the etalon 8 in the beam path.
  • a 1 in the doubler crystal passes at point a 4 on the output side of the doubler crystal 10 via the first surface 7, for the second harmonic ( 2 ⁇ ) coated with an anti-reflective coating, enters the etalon 8 and follows the path s ⁇ -b ⁇ exits the first surface 7 of the etalon 8 and takes the further path b ⁇ -b j -b.
  • the second harmonics (2co) generated in the various ring oscillators are brought together by means of the etalon and decoupled in such a way that the second harmonics (2 ⁇ ) coaxially overlap, so that a frequency-doubled output beam 12 is generated, the power of which derives from the individual power of the three ring oscillators additively composed.
  • the power in relation to the second harmonic (2 ⁇ ) of this laser arrangement can be scaled in a simple manner by the number of ring oscillators. In order to increase the performance, further ring oscillators are added to the arrangement.
  • the reference to surfaces means “HRco” highly reflective for the fundamental wave ( ⁇ ), “HR2 ⁇ ” highly reflective for the second harmonic (2 ⁇ ) and “HTco” highly transmissive or antireflective for the fundamental wave ( ⁇ ) and “HT ⁇ p” highly transmissive for the pump radiation ( ⁇ ).
  • a Faraday rotator 13 for unidirectional operation is in the ring oscillators between the deflecting mirrors 5 and 6 inserted.
  • the laser arrangement of the first embodiment, as shown in FIG. 1, can be simplified in that the etalon denoted by reference number 19 in FIG. 2 consists of a nonlinear material and thus, in addition to bringing the radiation of the individual laser oscillators 1 together serves to double the fundamental radiation ( ⁇ ) (2 ⁇ ).
  • the second harmonic (2 ⁇ ) is generated within the doubler 19 designed as an etalon.
  • the second harmonic (2co) generated within the oscillator a r ..a 4 ...
  • a 1 is guided within the etalon 19 by multiple oscillation to the decoupling point d, which in the second exemplary embodiment shown in FIG Area of the second surface 8 is provided by this surface area 14 for the second harmonic (2 ⁇ ) is coated with an anti-reflective coating.
  • the power of this output beam 12 is thus additively composed of the individual powers of the laser oscillators 3.
  • the second harmonic (2co) does not pass through the active laser medium 2. For this reason, the deflecting mirrors 4, 5 and 6 only have to be highly reflectively coated for the fundamental wave ( ⁇ ) his.
  • FIG. 2 Insofar as components are designated in FIG. 2 with the corresponding reference numerals and reference signs, which are also used in the first embodiment in FIG. 1, the corresponding statements made with reference to FIG. 1 can be applied to the second embodiment in FIG. 2 be transferred. The same applies to the embodiments explained below with reference to FIGS. 3 to 9.
  • REPLACEMENT SHEET (REGa 26) Etalon 19 the etalon 22 and the deflecting mirrors 5 and 6 fix the resonator.
  • the further etalon 22, which is also the active medium, is emitted by means of diode laser radiation 3 via its outer surface 17, which is (co) highly reflective for the fundamental wave. pumped. Due to the pump radiation, there are three adjacent ring oscillators with the curves shown.
  • the second harmonic (2co) is generated inside the resonator and within the doubler stage 19 and is led to the decoupling point d (surface area 14). Both the doubler etalon 19 and the solid-state etalon 22 each bring the rays together. As shown in FIG. 3, the second harmonic (2 ⁇ ) up to the decoupling point d only remains within the doubler stage 19.
  • the structure according to the third embodiment, which is shown in FIG. 3 has the advantage that, for example only a solid medium is required.
  • FIG. 4 A fourth embodiment is shown in FIG. 4, which can be regarded as a modification of the third embodiment according to FIG. 3.
  • a laser prism 32 is used as the active medium, which in turn is pumped from the outside by means of three diode lasers, indicated by the radiation arrows 3.
  • a further radiation guiding prism 34 which is transparent to the fundamental radiation ( ⁇ ), is assigned to the base surface 33 of the laser prism 32, the surface on the right in FIG. 4 of which is assigned a doubler etalon 19, comparable to the doubler etalon of FIG. 3.
  • Both the base surface 33 of the laser prism 32 and the base surface 35 of the radiation guide prism 34 are designed to be (co) antireflective for the fundamental radiation, within the active medium 32 and the radiation guide prism 34, three ring oscillators arise, excited by the diode laser radiation 3 1.
  • the fundamental wave (co) is passed through on the inner, first surface 7 of the doubler stage 19, which is doubled (second harmonic (2 ⁇ )), due to the highly reflective coating of the first surface 7 and of the second surface 8 of the etalon 19 the second harmonic (2 ⁇ ) to that which is transparent for the second harmonic Area 14 is guided.
  • This construction has the particular advantage that the extremely high reflectivity of the total internal reflection can be used.
  • FIG. 5 A fifth embodiment is shown in FIG. 5, in which the active laser medium is formed in the form of a square prism 42.
  • the active medium 42 is excited by the radiation 3 from three diode lasers, so that three adjacent oscillators (fundamental wave (co)) with linear ring resonators are created.
  • Three of the surfaces of the square prism 42 are highly reflective for the fundamental (co), while the lower right end face in FIG. 5, comparable to the corresponding end face of the radiation guiding prism 34 in FIG. 4, is coated with an anti-reflective coating for the fundamental wave (co).
  • This end face is assigned a doubler etalon 19, the first face 7 of which is coated with an anti-reflective coating for the fundamental wave ( ⁇ ), while for the second harmonic (2 ⁇ ), like the opposite, parallel second face 9, it is coated with a highly reflective coating .
  • the second harmonic (2co) is in turn coupled out at the surface area 14, so that an output beam 12 is formed, the power of which is composed of the power of the three individual laser oscillators 1.
  • Essentially only two components are required for this arrangement, in addition to the diode laser for optical pumping, in the form of the active medium 42 (Lase ⁇ risma) and the doubler etaion 19.
  • further oscillators can be generated by means of further diode pump lasers, the radiation of which is added to the radiation of the three laser oscillators 1 shown in FIG. 5 by means of the doubler stage 19.
  • FIGS. 1 to 5 show five embodiments with ring oscillators
  • FIGS. 6, 7 and 8 show structures of various linear oscillators in which the structure according to the invention is implemented.
  • the linear resonators as shown in FIGS. 6, 7 and 8, have two resonator end mirrors 44, between which an active medium 52 is arranged. Furthermore, a doubler etalon 48 is positioned in the beam path between the active medium 52 and the right-hand resonator end mirror 44.
  • the left resonator end mirror 44 which is highly reflective for the fundamental wave (co), is used to pump by means of pump beams, which in turn are diode laser radiation 3.
  • the active medium excited by means of the spot radiation 3 emits three basic periods ( ⁇ ), so that three linear oscillators 11 stand side by side between the resonator end mirrors 44, in the doubler etalon 48, which has its first surface 7 and its second surface 9 under one is positioned at a suitable angle to the fundamental radiation (co), the second harmonic (2co) is generated in the two propagation directions, indicated by the respective double arrows within the etalon 48.
  • the doubler etalon 48 is designed such that the second harmonic (2co) generated by the fundamental wave (co) running on the left is reflected in the other direction of propagation, so that in FIG.
  • the power of the output beam 12 is additively composed of the powers of the three linear individual resonators 21.
  • the second harmonic (2 ⁇ ) is generated in two directions within the doubler ettaion 48, it is advantageous to chamfer the lower end face 49 of the etalon 48 and to orient it to the first and second surfaces 7, 9 in such a way that the second harmonic (2 ⁇ ), which is reflected towards this surface, is reflected back with only one reflection in order to lead it to the coupling-out surface area 14. In this way the reflections and thus the reflection losses in this area of the etalon 48 can be kept low.
  • the power of the laser arrangement i.e. the power of the output beam 12, which is doubled in frequency, can be scaled upwards.
  • the seventh embodiment shows the basic structure as described with reference to FIG. 6.
  • a ⁇ / 4 plate 45 is inserted on both sides of the active medium 52. Through these ⁇ / 4 plates 45, the polarizations of the fundamental waves (co) running to the left and to the right are placed in such a way that the polarizations of these opposing fundamental waves (co) running to the left and right are perpendicular to one another. If the etalon-shaped doubler 48 is now phase-adjusted and intended for the clockwise wave, then the phase-matching condition for the counter-clockwise wave is not met.
  • a second harmonic (2co) is generated only by the clockwise fundamental wave (co), but not for the counterclockwise fundamental wave (co), as is shown by the arrows running in one direction within the doubler stage 48 of FIG. 7 is indicated, generated.
  • the second harmonic (2co) generated by the individual laser oscillators 21 is coated by means of the etalon 48, the first surface 7 and second surface 9 of which are in turn coated for the fundamental ( ⁇ ) antireflectively, but highly reflective for the second harmonic (2co) ⁇ brought together and an output beam 12 (2 ⁇ ) coupled out over the surface area 14.
  • This embodiment with the so-called "twisted mode” also leads to the avoidance of spatial, so-called “hole-burning", which increases the performance stability.
  • each linear oscillator 21 is assigned a respective doubler crystal 50.
  • Each of these doubler crystals 50 in turn has a first surface 7 and a second surface 8, which are each antireflectively coated for the fundamental radiation, and highly reflective for the second harmonic (2 ⁇ ).
  • the second harmonics (2co) generated in the doubler crystals 50 are shaped and reflected on the second surface 9 to the adjacent doubler crystal 50, where they emerge from the lateral end surface 53 which is coated for the second harmonic (2co) with an anti-reflective coating, emerge and enter the corresponding lateral end face 54 of the adjacent doubler crystal part 50, which is also coated with an anti-reflective coating for the second harmonic, strike the corresponding first face 7, are reflected from there to the second face 9 and are reflected by there in turn are directed to the end face 53, exit there and enter the next doubler crystal 50 in each case.
  • the output beam 12 is then coupled out via the end face 53.
  • This embodiment has the advantage that precisely when an active medium 52 is assigned to each laser oscillator, as shown in FIG. 8, so that the individual linear resonators 21 are spaced apart from one another more than, for example, in the embodiment of the figure 7 is the case, by means of the individual doubler crystals 50, a larger offset to one another can be generated in order to additively bring together the radiation component in the form of the second harmonic (2 ⁇ ) of the respective linear oscillators 21.
  • FIG. 9 shows a single doubler crystal 50, as used in the arrangement in FIG. 8, the outlet-side end face 53 being arched, in contrast to the illustration in FIG. 8.
  • Such a measure can be advantageous not only at the exit surface 53 but also at the respective entry surfaces 54 in order to match the caustics of the second harmonics (2 ⁇ ) generated in the respective laser oscillators 21 to one another.
  • the use of the doubler crystals 50 assigned to each linear oscillator 21 can be used in an analogous manner in the ring oscillators shown and described in the embodiments of FIGS. 1 to 6.
  • the measures according to the invention offer the advantages of a low thermal load on the optical components and the simple and virtually unlimited scalability of the laser arrangements in relation to frequency-doubled radiation. Due to mechanical structures that are required for the individual laser oscillators 1 or the field arrangement, the distances can be very large, as is shown schematically in FIG. 10 with the distance "D".
  • an optical arrangement 60 which is composed of a first deflection element 61 and a second deflection element 61, which each have stair-shaped mirror surfaces 63 which are stepped or are arranged at different distances from the laser oscillators 1 such that the distance between the two beams, denoted by "d", approximates on the output side of the second deflecting element 62 becomes.
  • the double deflection can be designed such that the same resonator lengths of the individual laser resonators are achieved with simultaneous approach (or distance).

Abstract

A laser device has at least two individual laser oscillators (2) whose radiation is focused in a beam by means of optical components. The laser device is characterised in that the frequency of the fundamental wave radiation from the oscillators is doubled by a non-linear crystal (10) and in that the radiations from both oscillators are coaxially superimposed by means of an optical dichroic component (for example a standard (9)). Also disclosed is a scaling frequency process by means of said device. The non-linear crystal and the dichroic component can be combined into one element.

Description

"Laseranordnung und Verfahren zur Skalierung von frequenzverdoppelten Lasern" "Laser arrangement and method for scaling frequency-doubled lasers"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laseranordnung mit mindestens zwei ein¬ zelnen Laserosziilatoren, wobei die Laserstrahlung der Oszillatoren mitteis opti¬ scher Komponenten gebündelt wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Leistungsskalierung von frequenzverdoppelten Lasern.The present invention relates to a laser arrangement with at least two individual laser oscillators, the laser radiation of the oscillators being bundled by means of optical components. Furthermore, the invention relates to a method for power scaling of frequency-doubled lasers.
Der Einsatz von Laseranordnungen und Laserstrahlquellen in Bezug auf die un¬ terschiedlichsten Anwendungen erfordert zum einen eine Skalierung der Laser¬ leistung, zum anderen eine Anpassung der Frequenz gemäß den Spezifikationen.The use of laser arrangements and laser beam sources in relation to the most varied of applications requires, on the one hand, a scaling of the laser power and, on the other hand, an adjustment of the frequency in accordance with the specifications.
In Bezug auf die Laserskalierung der Laseranordnung zu höheren Leistungen hin ist zu beachten, daß eine hohe Strahlqualität beibehalten wird. Es besteht zum einen die Möglichkeit, die Laserleistung durch Skalierung des Oszillatorvo¬ lumens vorzunehmen. Eine Randbedingung, die hierbei beachtet werden muß, ist die Relation zwischen den axialen Dimensionen (Resonatorlänge) und derWith regard to the laser scaling of the laser arrangement towards higher powers, it should be noted that a high beam quality is maintained. On the one hand, there is the possibility of performing the laser power by scaling the oscillator volume. A boundary condition that must be considered here is the relationship between the axial dimensions (resonator length) and the
ERSAΓZBLAΓT (REGEL 26) radialen Dimensionen, die, um eine hohe Strahiqualität zu erzielen, derart in Re¬ lation stehen müssen, daß die Fresnell-Zahl des Oszillators nicht wesentlich größer als 1 wird. Werden diese Randbedingungen nicht erfüllt, so wird dadurch die Strahlqualität von Hochleistungslasern erheblich beeinträchtigt. Eine andere Maßnahme, um die Laserstrahlleistung zu skalieren, ist der Einsatz von Oszilla¬ tor-Verstärkern. Diese Verstärker werden dazu verwendet, die Strahlung eines Laseroszillators mit geringer Leistung und hoher Strahlqualität zu einer hohen Leistung zu verstärken. Dieses Vorgehen besitzt jedoch seine Grenzen insbe¬ sondere in Verbindung mit kontinuierlich betriebenen Lasern. Schließlich wer¬ den, um eine Laserstrahlquelle zu skalieren, Laser-Arrays bzw. -Feldanordnun¬ gen aufgebaut. In solchen Arrays werden mehrere Laseroszillatoren räumlich nebeneinander angeordnet und parallel betrieben. Die Leistung der einzelnen Laseroszillatoren summiert sich zu einer Gesamtlaserleistung eines solchen La¬ ser-Arrays. Ein Problem, das einem solchen Laser-Array anhaftet, ist die kohä¬ rente Kopplung der Oszillatoren miteinander. Um die Strahlen der Einzelstrahl¬ quellen des Arrays in einem gemeinsamen Fokussierungspunkt zu bündeln, müssen entsprechende optische Maßnahmen zur Strahlführung vorgenommen werden. Weiterhin führen Abbildungsfehler bei freier Ausbreitung der Strahlung der Laserosziilatoren zu Verlusten, was sich wiederum durch einen geringen Wirkungsgrad auswirkt. Um darüberhinaus die Frequenz der Laserosziilatoren zu konvertieren und sie so den bestimmten Anwendungsgebieten und den Spe¬ zifikationen anzupassen, müssen zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, die die vorstehend kurz erläuterte Problematik der Leistungsskaiierung von Laser¬ anordnungen noch komplizierter gestaltet.ERSAΓZBLAΓT (RULE 26) radial dimensions which, in order to achieve a high beam quality, have to be in relation so that the Fresnell number of the oscillator does not become significantly greater than 1. If these boundary conditions are not met, the beam quality of high-power lasers is significantly impaired. Another measure to scale the laser beam power is the use of oscillator amplifiers. These amplifiers are used to amplify the radiation from a laser oscillator with low power and high beam quality to a high power. However, this procedure has its limits, in particular in connection with continuously operated lasers. Finally, in order to scale a laser beam source, laser arrays or field arrangements are set up. In such arrays, several laser oscillators are arranged side by side and operated in parallel. The power of the individual laser oscillators adds up to a total laser power of such a laser array. A problem associated with such a laser array is the coherent coupling of the oscillators to one another. In order to bundle the beams of the individual beam sources of the array in a common focusing point, corresponding optical measures for beam guidance must be taken. Furthermore, imaging errors lead to losses when the radiation of the laser oscillators freely propagates, which in turn has an effect due to a low efficiency. In addition, in order to convert the frequency of the laser oscillators and thus to adapt them to the specific fields of application and the specifications, additional measures must be taken which complicate the above-described problem of power scaling of laser arrangements.
Ausgehend von der vorstehend geschilderten Problematik und den nach dem Stand der Technik bekannten Maßnahmen liegt der vorliegenden Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, eine Laseranordnung sowie ein Verfahren anzugeben, mit dem die Leistung von mindestens zwei einzelnen Laserosziilatoren skaliert und die Frequenz geändert werden kann, und zwar mit einfachem optischen Aufbau unter Erzielung einer hohen Strahlqualität.Based on the problems described above and the measures known from the prior art, the present invention is based on the object of specifying a laser arrangement and a method with which the power of at least two individual laser oscillators can be scaled and the frequency can be changed, specifically with a simple optical structure while achieving a high beam quality.
ERSATZBLAπ (REGEL 26) Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Laseranordnung mit mindestens zwei einzelnen Oszillatoren, dadurch gelöst, daß die Grundwelienstrahiung des je¬ weiligen Oszillators durch ein nichtlineares Kristall in der Frequenz verdoppelt wird und daß die jeweilige Strahlung mittels einer optischen, dichroitischen Kom¬ ponenten sich koaxial überlagernd zusammengeführt wird. Verfahrensgemäß wird eine Leistungsskalierung von frequenzverdoppelnden Lasern dadurch vor¬ genommen, daß mindestens zwei Laserosziilatoren nebeneinander angeordnet werden und deren Grundwelle jeweils in der Frequenz verdoppelt wird und daß die verdoppelte Strahlung koaxial zusammengeführt wird. Um eine solche Laser¬ anordnung in der Leistung zu skalieren, sind im wesentlichen zwei Komponen¬ ten erforderlich, d.h. zum einen ein nichtlineare(s) oder mehrere Kristall(e), das (die) zur Frequenzverdopplung der Grundwelle, die von dem einzelnen Laseros¬ zillator abgegeben wird, dient (dienen), während das zweite Element in Form ei¬ ner optischen, dichroitischen Komponenten die Strahlung der jeweiligen La¬ serosziilatoren koaxial überlagert, so daß aufgrund dieser Überlagerung die Lei¬ stungen der einzelnen Laserosziilatoren addiert werden. Mit einem solchen Auf¬ bau kann die Leistung beliebig zu höheren Leistungen hin skaliert werden, in¬ dem weitere Komponenten in Form von einzelnen Laserosziilatoren zu dem Sy¬ stem hinzugefügt werden. Dies gilt insbesondere auch für kontinuierlich betrie¬ bene Laser.REPLACEMENT BLAπ (RULE 26) Starting from a laser arrangement with at least two individual oscillators, this object is achieved in that the fundamental radiation of the respective oscillator is doubled in frequency by a nonlinear crystal and in that the respective radiation is coaxially superimposed by means of an optical, dichroic component is merged. According to the method, a power scaling of frequency-doubling lasers is carried out in that at least two laser oscillators are arranged next to one another and their fundamental wave is doubled in frequency and in that the doubled radiation is brought together coaxially. In order to scale such a laser arrangement in terms of power, essentially two components are required, ie on the one hand a non-linear (s) or more crystal (s), which (s) for frequency doubling of the fundamental wave, that of the individual laseros ¬ zillator is emitted, serves, while the second element in the form of an optical, dichroic components coaxially superimposes the radiation of the respective laser oscillators, so that the powers of the individual laser oscillators are added due to this superimposition. With such a structure, the power can be scaled as desired to higher powers by adding further components in the form of individual laser oscillators to the system. This also applies in particular to continuously operated lasers.
Um die Anordnung weiterhin in Bezug auf die Anzahl der erforderlichen Kompo¬ nenten zu vereinfachen, wird in einer bevorzugten Ausführungsform die dichroi¬ tische Komponente so ausgebildet, daß sie auch die Funktion des frequenzver¬ doppelnden Kristalls übernimmt. Aus dem gleichen Grund der Reduzierung der Anzahl der einzelnen Bauteile und damit der Vereinfachung des Aufbaus wird den Laserosziilatoren ein gemeinsames, nichtlineares Kristall zugeordnet, in das die Grundwelienstrahiung der jeweiligen Oszillatoren eingestrahlt wird.In order to further simplify the arrangement with regard to the number of components required, in a preferred embodiment the dichroic component is designed such that it also takes over the function of the frequency-doubling crystal. For the same reason of reducing the number of individual components and thus simplifying the structure, the laser oscillators are assigned a common, non-linear crystal into which the fundamental radiation of the respective oscillators is radiated.
Insbesondere dann, wenn die einzelnen Laserosziilatoren derart in einer Anord¬ nung angeordnet werden, daß die Achsen deren Strahlung parallel zueinander verlaufen, wird ein nichtlineares Kristall eingesetzt, das zwei parallele Flächen aufweist, die die Eintritts-, Austritts- und/oder Reflexionsflächen für die Strahlung bilden. Mit einem solchen Kristall werden zur Zusammenführung der Strahlung gleiche Versätze der jeweiligen benachbarten Strahlen zueinander er¬ zielt, so daß sich eine einfache Geometrie ergibt.In particular when the individual laser oscillators are arranged in such a way that the axes of their radiation run parallel to one another, a nonlinear crystal is used which has two parallel surfaces, which are the entrance, exit and / or reflection surfaces for the Form radiation. With such a crystal, the same offsets of the respective neighboring beams are achieved in relation to one another to bring the radiation together, so that a simple geometry results.
Um hohe Stabilitäten zu erzielen, können die einzelnen Laserosziilatoren als Ringresonatoren aufgebaut werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, in den einzelnen Faltungsstrecken der Laserosziilatoren zum einen die aktiven Medien zu positionieren oder auch aufzuteilen, zum anderen besteht die Möglichkeit, in die einzelnen Faltungsstrecken das nichtlineare Kristall und die dichroitische Komponente einzubauen. Ein weiterer, bevorzugter Aufbau kann dann erzielt werden, wenn dem Kristall in den Ringresonatoren eine die Strahlung umlenken¬ de Funktion zugeordnet wird. Hierbei sollte das Kristall eine Eintritts- und eine Refiexionsfläche aufweisen, wobei die Eintrittsfläche für die Grundwelle (ω) anti- reflektierend beschichtet ist und für die zweite Harmonische (2ω) hochreflektie¬ rend beschichtet ist und wobei die Refiexionsfläche für die Grundwelle (ω) und die zweite Harmonische (2ω) hochreflektierend ist. Mit einer solchen Beschich¬ tung wird erreicht, daß die jeweiligen Grundwelien (ω) an der Refiexionsfläche reflektiert bzw. zu dem nächsten Element des Ringresonators umgelenkt wer¬ den, während die zweite Harmonische (2ω) an den gegenüberliegenden Flächen reflektiert und mit einem Versatz zu dem Eintrittsstrahl aus der ersten Fläche wieder austritt. Der Versatz wird dann so gewählt, daß sich die zweite Harmoni¬ sche (2ω) mit der zweiten Harmonischen (2ω) des benachbarten Oszillators überlagert.To achieve high stability, the individual laser oscillators can be set up as ring resonators. Furthermore, there is the possibility of positioning or dividing the active media in the individual folding sections of the laser oscillators, on the other hand there is the possibility of incorporating the nonlinear crystal and the dichroic component into the individual folding sections. A further, preferred structure can be achieved if the crystal in the ring resonators is assigned a function which deflects the radiation. Here, the crystal should have an entrance surface and a reflection surface, the entrance surface for the fundamental wave (ω) being coated with an anti-reflective coating and for the second harmonic (2ω) being coated with a highly reflective surface, and the reflection surface for the fundamental wave (ω) and the second harmonic (2ω) is highly reflective. With such a coating it is achieved that the respective fundamental waves (ω) reflect on the reflection surface or are deflected to the next element of the ring resonator, while the second harmonic (2ω) reflects on the opposite surfaces and is offset the entry beam emerges from the first surface. The offset is then chosen so that the second harmonic (2ω) is superimposed on the second harmonic (2ω) of the neighboring oscillator.
Innerhalb der Eintrittsfläche oder der Refiexionsfläche des nichtlinearen Kristalls wird eine Auskoppeffläche für die zweite Harmonische (2ω) vorgesehen, um die¬ sen Strahlungsanteil aus dem nichtiinearen Kristall nach Zusammenführung sämtlicher Einzeloszillatoren als Ausgangsstrahi auszukoppeln.A coupling-out surface for the second harmonic (2ω) is provided within the entrance surface or the reflection surface of the non-linear crystal in order to couple this radiation component out of the non-linear crystal after combining all the individual oscillators as an output beam.
Der Aufbau der Laseranordnung, wie er vorstehend angegeben ist, ist insbeson¬ dere in Bezug auf Festkörperlaser bevorzugt, darüberhinaus für solche Festkör¬ perlaser, die mittels Diodenlaserstrahlung longitudinal gepumpt werden. In Ver¬ bindung mit Festkörperlasern besteht die Möglichkeit, die einzelnen Festköφermedien der einzelnen Laserosziilatoren voneinander zu trennen; be¬ vorzugt ist allerdings eine Ausgestaltung, bei der den Laserosziilatoren ein ge¬ meinsames Festköpermedium zugeordnet wird, so daß für eine solche Laseran¬ ordnung aus Festkörperlasern ein minimales Volumen für das aktive Medium in Anspruch genommen wird. Darüberhinaus ergibt sich ein kompakter Aufbau in Bezug auf Festkörperlaser mit Ringresonatoren dann, wenn das Festkörperme¬ dium als Prisma ausgebildet ist, wobei mindestens zwei Flächen Reflexionsflä¬ chen des Ringresonators bilden. Alternativ kann das Festkörpermedium als Eta¬ lon ausgebildet werden, wobei eine Fläche eine antireflektierende Beschichtung für die Grundwelle (ω) aufweist und die andere Fläche eine hochreflektierende Beschichtung für die Grundwelie (co) aufweist. Mit diesem Aufbau wird in dem Festköφermedium selbst, als Etalon ausgebildet, eine Zusammenführung der jeweiligen Resonatorstrahlung erzielt, wobei die hochreflektierende Beschich¬ tung für die Grundwelle (ω) des Festköφermediums in dieser Anordnung gleich¬ zeitig im Rahmen eines Ringresonators als Faitungselement eingesetzt wird.The structure of the laser arrangement as stated above is preferred in particular with respect to solid-state lasers, moreover for solid-state lasers which are longitudinally pumped by means of diode laser radiation. In connection with solid-state lasers, there is the possibility of the individual To separate the solid media of the individual laser oscillators; However, an embodiment is preferred in which a common solid medium is assigned to the laser oscillators, so that a minimum volume for the active medium is used for such a laser arrangement consisting of solid state lasers. In addition, there is a compact structure with respect to solid-state lasers with ring resonators if the solid-state medium is designed as a prism, with at least two surfaces forming reflection surfaces of the ring resonator. Alternatively, the solid-state medium can be formed as an etaon, one surface having an antireflective coating for the fundamental (ω) and the other surface having a highly reflective coating for the fundamental (co). With this structure, the respective resonator radiation is brought together in the solid body medium, embodied as an etalon, the highly reflective coating for the fundamental wave (ω) of the solid body medium being used in this arrangement at the same time in the context of a ring resonator as a strain element.
Falls die thermische Belastung des Festköφermediums zu hoch wird, gerade im Hinblick auf eine Skalierung des Lasers zu relativ hohen Leistungen, sollte aller¬ dings jedem Laseroszillator ein separates Festköφermedium zugeordnet werden.If the thermal load on the solid medium becomes too high, especially with regard to scaling the laser to relatively high powers, however, a separate solid medium should be assigned to each laser oscillator.
Während vorstehend bevorzugte Aufbauten der Laseranordnung in Form von Ringresonatoren angegeben sind, ist, basierend auf dem erfindungsgemäßen Prinzip, auch der Aufbau einer Laseranordnung mit parallel zueinander ange¬ ordneten Laserosziilatoren möglich.While preferred structures of the laser arrangement in the form of ring resonators are specified, based on the principle according to the invention, it is also possible to construct a laser arrangement with laser oscillators arranged parallel to one another.
Die Laseranordnung in Form von einzelnen Ringresonatoren unter Zusammen¬ führung der jeweiligen Strahlung der Einzeloszillatoren mittels einer optischen, dichroitischen Komponenten derart, daß sie koaxial überlagert werden, ist immer dann zu bevorzugen, wenn Stabilität und ein Monomode-Betrieb erforderlich ist.The laser arrangement in the form of individual ring resonators, combining the respective radiation of the individual oscillators by means of an optical, dichroic component in such a way that they are coaxially superimposed, is always preferred when stability and monomode operation are required.
Der Aufbau der Laseranordnung derart, daß die Laserosziilatoren jeweils einen linearen Resonator bilden, deren Strahlung mittels einer optischen, dichroiti¬ schen Komponenten sich koaxial überlagernd zusammengeführt wird, unter Verdopplung der Grundwelienstrahiung des jeweiligen Oszillators durch ein nichtiineares Kristall, ist dann zu bevorzugen, wenn eine flexible Gestaltung der Laseranordnung und eine effektive Kühlung Vorrang hat.The construction of the laser arrangement in such a way that the laser oscillators each form a linear resonator, the radiation of which is brought together coaxially overlapping by means of an optical, dichroic component Doubling the fundamental radiation of the respective oscillator by means of a non-linear crystal is to be preferred if a flexible design of the laser arrangement and effective cooling have priority.
Eine bevorzugte Ausführung in Bezug auf den linearen Aufbau ergibt sich dann, wenn das nichtlineare, die Grundwelienstrahiung jedes Oszillators verdoppelnde Kristall eine erste Fläche und eine gegenüberliegende zweite Fläche aufweist, die beide für die Grundwelle (co) antireflektierend beschichtet sind und für zweite Harmonische (2co) hochreflektiertend beschichtet sind, so daß die Grundwelien¬ strahiung (ω) jeweils von beiden außenflächen des nichtlinearen Kristalls in die¬ ses eintreten kann, während die zweite Harmonische (2co) innerhalb des Kristalls durch Reflexionen und zu einem entsprechenden Auskoppelbereich, der für die zweite Harmonische (2co) antireflektierend ausgebildet ist, geführt wird, um die zweite Harmonische (2ω) aus dem nichtiinearen Kristall auszukoppein. Es wird verständlich werden, daß das lineare Kristall in den Strahlengang der einzelnen Laserosziilatoren so unter einem Einfallswinkel der Strahlung angeordnet wird, daß innerhalb des Kristalls die Strahlungsanteile gebrochen und so geführt wer¬ den, daß sich die verdoppelte Strahlung (zweite Harmonische (2ω)) der einzel¬ nen Laserosziilatoren addiert und als zusammengeführte Gesamtstrahlung (2co) aus dem nichtlinearen Verdoppier-Kristall ausgeblendet wird.A preferred embodiment with regard to the linear structure is obtained if the nonlinear crystal, which doubles the fundamental radiation of each oscillator, has a first surface and an opposite second surface, both of which are coated with an anti-reflective coating for the fundamental wave and for second harmonics (2co ) are highly reflective coated, so that the basic radiation (ω) can enter this from both outer surfaces of the nonlinear crystal, while the second harmonic (2co) within the crystal by reflections and to a corresponding coupling-out area, which is for the second Harmonic (2co) is designed to be anti-reflective, is led to decouple the second harmonic (2ω) from the non-linear crystal. It will be understood that the linear crystal is arranged in the beam path of the individual laser oscillators at an angle of incidence of the radiation in such a way that the radiation components are refracted within the crystal and guided in such a way that the doubled radiation (second harmonic (2ω)) the individual laser oscillators are added together and masked out as combined total radiation (2co) from the nonlinear doubling crystal.
Aufgrund der mechanischen Komponenten, die zum Aufbau, und insbesondere zur Justage, der einzelnen Laserosziilatoren erforderlich sind, können die Ab¬ stände der Strahlungen benachbarter Oszillatoren eingangsseitig der dichroiti¬ schen Komponenten relativ groß sein. Um die Abmessungen der dichroitischen Komponenten gering zu halten, ist eine optische Anordnung von Vorteil, die ein¬ gangsseitig der dichroitischen Komponenten in den Strahlengang eingesetzt wird. Mit dieser optischen Anordnung wird, vorzugsweise über Reflexionsfiä- chen, der Abstand der Strahlen der einzelnen Laserosziilatoren in gewünschter Weise angenähert. Für einen einfachen Aufbau sind treppenstufenartige Spie¬ gelelemente von Vorteil, die mindestens einmal den Strahl umlenken und somit die Strahlen zueinander annähern. Außerdem kann mit solchen treppenstufenar¬ tigen Elementen durch geeignete Neigung der Reflexionsflächen auch eine nicht gegebene Parallelität der Strahlung der einzelnen Laserosziilatoren erreicht werden.Due to the mechanical components required for the construction, and in particular for the adjustment, of the individual laser oscillators, the distances of the radiation from neighboring oscillators on the input side of the dichroic components can be relatively large. In order to keep the dimensions of the dichroic components small, an optical arrangement is advantageous which is inserted into the beam path on the input side of the dichroic components. With this optical arrangement, the distance of the beams of the individual laser oscillators is approximated in the desired manner, preferably via reflection surfaces. For a simple construction, step-like mirror elements are advantageous which deflect the beam at least once and thus bring the beams closer together. In addition, one cannot with such stair-step-like elements by suitable inclination of the reflection surfaces given parallelism of the radiation of the individual laser oscillators can be achieved.
Weitere bevorzugte, verfahrensgemäße Maßnahmen sind in den Unteransprü¬ chen 33 und 35 angegeben.Further preferred measures according to the method are specified in subclaims 33 and 35.
In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows
Figur 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laseranordnung mit drei einzelnen Laserosziilatoren mit Ringresonator unter Einsatz ei¬ nes Etalons zur Zusammenführung bzw. koaxialen Überlagerung der zweiten Harmonischen,1 shows a first embodiment of a laser arrangement according to the invention with three individual laser oscillators with a ring resonator using an etalon for merging or coaxial superimposition of the second harmonic,
Figur 2 eine Laseranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform, ähnlich der Figur 1 , wobei das Etalon gleichzeitig die Funktion eines Verdoppler-Kri- stalls übernimmt,2 shows a laser arrangement according to a second embodiment, similar to FIG. 1, the etalon simultaneously taking on the function of a doubler crystal,
Figur 3 eine dritte Ausführungsform mit einem gegenüber Figur 2 zusätzlichen Eta¬ lon, das mittels Diodenlaser gepumpt wird und als aktives Medium wirkt,FIG. 3 shows a third embodiment with an additional etano compared to FIG. 2, which is pumped by means of a diode laser and acts as an active medium,
Figur 4 eine gegenüber Figur 3 geänderte, vierte Ausführungsforrn, bei der anstelle des etalonförmigen, aktiven Mediums der Figur 3 ein prismenförmiges, akti¬ ves Medium eingesetzt wird,FIG. 4 shows a fourth embodiment, modified from FIG. 3, in which a prismatic, active medium is used instead of the etalon-shaped, active medium of FIG. 3,
Figur 5 eine fünfte Ausführungsform mit einem viereckigen Prisma als Lasermedium,FIG. 5 shows a fifth embodiment with a square prism as the laser medium,
Figuren 6 und 7 eine siebte Ausführungsform einer Laseranordnung, die beispielhaft zwei lineare Resonatoren mit ethalonförmigem Verdoppler zeigen, wobei die Ausführungsform 7 gegenüber der Ausführungsform der Figur 6 zwei zusätzliche λ/4-Platten beidseitig des aktiven Mediums aufweist,FIGS. 6 and 7 show a seventh embodiment of a laser arrangement, which by way of example shows two linear resonators with an ethalon-shaped doubler, embodiment 7 having two additional λ / 4 plates on both sides of the active medium compared to the embodiment in FIG. 6,
Figur 8 einen weiteren, linearen Resonator, bei dem das Verdoppler-Kristall, wie es in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist, in einzelne Segmente unterteilt ist, wobei die Segmente zueinander versetzt sind, Figur 9 ein einzelnes Segment des Verdopplers der Figur 8, wobei die Austrittsflä¬ che gekrümmt ist, undFIG. 8 shows a further, linear resonator in which the doubler crystal, as shown in FIGS. 6 and 7, is divided into individual segments, the segments being offset from one another, FIG. 9 shows a single segment of the doubler of FIG. 8, the outlet surface being curved, and
Figur 10 schematisch einen Aufbau eines linearen Oszillators mit einer optischen Anordnung zur Strahiungsabstandsannäherung zweier benachbarter Laserosziilatoren.Figure 10 schematically shows a structure of a linear oscillator with an optical arrangement for the radiation distance approximation of two adjacent laser oscillators.
Die Figur 1 zeigt eine Anordnung aus drei einzelnen Laserosziilatoren 1 mit ei¬ nem aktiven Medium 2, die mittels Diodeniaserstrahlung 3, durch Pfeile ange¬ deutet, longitudinal gepumpt werden. Bei den aktiven Medien handelt es sich vorzugsweise um Festköφer, die, wie in der Figur 1 angedeutet ist, zu einem gemeinsamen Festköφer zusammengefaßt werden können. Die einzelnen La¬ serosziilatoren 1 weisen einen Ringresonator auf mit drei Umlenkspiegeln 4, 5 und 6 sowie einer ersten Fläche 7 eines Etaions 8, das als dichroitische Kompo¬ nente zur axialen Überlagerung der Strahlung der einzelnen Laserosziilatoren 1 dient. Die Umlenkspiegel 4, 5 und 6 sind jeweils für die Grundwelle (ω) sowie für die zweite Harmonische (2co) hochtransparent beschichtet. Darüberhinaus ist der Umlenkspiegel 4 für die Pumpstrahiung (Grundwelle (ω)) hochtransparent bzw. antireflektierend. Das Etalon 8 ist an seiner ersten Fläche 7 für die Grundwelle (ω) hochreflektierend beschichtet, während die Beschichtung der ersten Fläche 7 für die zweite Harmonische (2co) hochtransparent ist. Die gegenüberliegende, zweite, zu der ersten Fläche 7 parallele Fläche 9 des Etalons ist für die zweite Harmonische mit einer hochreflektierenden Beschichtung versehen. Die von den Lasermedien abgegebenen Grundwellen, durch die Diodenlaser-Pumpstrahlung angeregt, werden mittels eines nichtlinearen Verdoppler-Kristalls 10, das zwi¬ schen dem Umienkspiegel 6 und dem Etalon 8 in den Strahiengang eingefügt ist, resonatorintern frequenzverdoppelt (zweite Harmonische 2ω). Aufgrund die¬ ses Aufbaus ergeben sich drei Ringoszillatoren, die jeweils durch die Strahlen¬ verläufe
Figure imgf000010_0001
für die Grundweile gege¬ ben sind. Die Buchstaben a, b, c sind den jeweiligen Oszillatoren zugeordnet, während die Indizes 1, 2, 3, 4 den jeweiligen Umlenkspiegeln 4, 5, 6 sowie dem Etalon 8 zugeordnet sind, wobei die Angaben die jeweiligen Umlenkpunkte an den jeweiligen Elementen für die Strahlung des jeweiligen Ringoszillators ange¬ ben. Die im Ringosziilator a1...a3...a1 im Verdoppler-Kristall erzeugte zweite Har¬ monische (2co) tritt an dem Punkt a4 ausgangsseitig des Verdoppler-Kristalls 10 über die erste Fläche 7, für die zweite Harmonische (2ω) antireflektierend be¬ schichtet, in das Etalon 8 ein und folgt dort dem Weg s^-b^ tritt aus der ersten Fläche 7 des Etalons 8 aus und nimmt den weiteren Weg b^-bj-b.,, tritt an der ersten Fläche 7 des Etalons 8 wieder in das Etalon ein, folgt dem Weg bs-c4 und dann entsprechend weiter dem Weg c--c2-yz2-c4-cs-d- und wird dann an der Stelle d1 ausgekoppelt und zu einem Umienkspiegel 11 , der für die zweite Harmoni¬ sche (2ω) hochreflektierend ist, hin geführt und an einem Punkt cL^ umgelenkt. Ähnlich verlaufen die in den weiteren zwei Ringoszillatoren 1 erzeugten zweiten Harmonischen (2co) und werden an der Stelle d1 aus dem Etalon 8 ausgekoppelt. Auf diese Weise werden die in den verschiedenen Ringoszillatoren erzeugen zweiten Harmonischen (2co) mittels des Etalons zusammengeführt und derart ausgekoppelt, daß sich die zweiten Harmonischen (2ω) koaxial überlagern, so daß ein frequenzverdoppelter Ausgangsstrahl 12 erzeugt wird, dessen Leistung sich aus den Einzeiieistungen der drei Ringoszillatoren additiv zusammensetzt. Es wird ersichtlich, daß die Leistung in Bezug auf die zweite Harmonische (2ω) dieser Laseranordnung durch die Anzahl der Ringoszillatoren in einfacher Wei¬ se skaliert werden kann. Um die Leistung zu erhöhen, werden weitere Ring- Os¬ zillatoren der Anordnung hinzugefügt.
FIG. 1 shows an arrangement of three individual laser oscillators 1 with an active medium 2, which are pumped longitudinally by means of diode laser radiation 3, indicated by arrows. The active media are preferably solid bodies which, as indicated in FIG. 1, can be combined to form a common solid body. The individual laser oscillators 1 have a ring resonator with three deflecting mirrors 4, 5 and 6 and a first surface 7 of an etaion 8, which serves as a dichroic component for axially superimposing the radiation from the individual laser oscillators 1. The deflection mirrors 4, 5 and 6 are coated in a highly transparent manner for the fundamental wave (ω) and for the second harmonic (2co). In addition, the deflecting mirror 4 for the pump radiation (fundamental wave (ω)) is highly transparent or antireflective. The etalon 8 has a highly reflective coating on its first surface 7 for the fundamental wave (ω), while the coating on the first surface 7 is highly transparent for the second harmonic (2co). The opposite, second surface 9 of the etalon, parallel to the first surface 7, is provided with a highly reflective coating for the second harmonic. The fundamental waves emitted by the laser media, excited by the diode laser pump radiation, are frequency-doubled within the resonator (second harmonic 2ω) by means of a non-linear doubler crystal 10, which is inserted between the deflecting mirror 6 and the etalon 8 in the beam path. Because of this structure, there are three ring oscillators, each through the beam paths
Figure imgf000010_0001
are given for the reason. The letters a, b, c are assigned to the respective oscillators, while the indices 1, 2, 3, 4 the respective deflecting mirrors 4, 5, 6 and the Etalon 8 are assigned, the details indicating the respective deflection points on the respective elements for the radiation of the respective ring oscillator. The second harmonic (2co) generated in the ring oscillator a 1 ... a 3 ... a 1 in the doubler crystal passes at point a 4 on the output side of the doubler crystal 10 via the first surface 7, for the second harmonic ( 2ω) coated with an anti-reflective coating, enters the etalon 8 and follows the path s ^ -b ^ exits the first surface 7 of the etalon 8 and takes the further path b ^ -b j -b. ,, occurs at the first surface 7 of the etalon 8 back into the etalon, follows the path b s -c 4 and then correspondingly further the path c - c 2 - y z 2 -c 4 -c s -d- and is then in place d 1 decoupled and guided to a deflecting mirror 11, which is highly reflective for the second harmonic (2ω), and deflected at a point cL ^. The second harmonics (2co) generated in the further two ring oscillators 1 run similarly and are decoupled from the etalon 8 at the point d 1 . In this way, the second harmonics (2co) generated in the various ring oscillators are brought together by means of the etalon and decoupled in such a way that the second harmonics (2ω) coaxially overlap, so that a frequency-doubled output beam 12 is generated, the power of which derives from the individual power of the three ring oscillators additively composed. It can be seen that the power in relation to the second harmonic (2ω) of this laser arrangement can be scaled in a simple manner by the number of ring oscillators. In order to increase the performance, further ring oscillators are added to the arrangement.
Soweit in den Figuren das Zeichen "ω" aufgeführt ist, so deutet dieses auf die Grundwelle (co) hin, während das Zeichen "2ω" auf die zweite Harmonische (2ω) hinweist. Weiterhin bedeutet der Hinweis an Flächen "HRco" hochreflektierend für die Grundwelle (ω), "HR2ω" hochreflektierend für die zweite Harmonische (2ω) und "HTco" hochtransmittierend bzw. antireflektierend für die Grundwelle (ω) und "HTωp" hochtransmittierend für die Pumpstrahlung (ω).As far as the character "ω" is shown in the figures, this indicates the fundamental wave (co), while the character "2ω" indicates the second harmonic (2ω). Furthermore, the reference to surfaces means "HRco" highly reflective for the fundamental wave (ω), "HR2ω" highly reflective for the second harmonic (2ω) and "HTco" highly transmissive or antireflective for the fundamental wave (ω) and "HTωp" highly transmissive for the pump radiation (ω).
Wie aus Figur 1 ersichtlich wird, ist in die Ringoszillatoren zwischen den Um- lenkspiegein 5 und 6 ein Faraday-Rotator 13 für den unidirektionellen Betrieb eingefügt. Die Laseranordnung der ersten Ausführungsform, wie sie in der Figur 1 dargestellt ist, kann dadurch vereinfacht werden, daß das in Figur 2 mit dem Bezugszeichen 19 bezeichnete Etalon aus einem nichtlinearen Material besteht und somit neben der Zusammenführung der Strahlung der einzelnen Laseroszii¬ latoren 1 dazu dient, die Grundwelienstrahiung (ω) zu verdoppeln (2ω). In die¬ sem Fall werden die Ringresonatoren a^^-a^-a^-a,, b^b-j-bg-b^-bj-b, und Cj-c-j-C8-Cj-C8-Cβ-c, nebeneinander angeordnet. Innerhalb des als Etalon aus¬ gebildeten Verdopplers 19 wird die zweite Harmonische (2ω) erzeugt. Die inner¬ halb des Oszillators ar..a4...a1 generierte zweite Harmonische (2co) wird inner¬ halb des Etalons 19 durch Mehrfachoszillation zu der Auskoppelstelle d geführt, die in dem dargestellten zweiten Ausführungs-beispiel der Figur 2 im Bereich der zweiten Fläche 8 vorgesehen ist, indem dieser Flächenbereich 14 für die zweite Harmonische (2ω) antireflektierend beschichtet ist. Ähnliches gilt für die von den beiden anderen Ringoszillatoren 1 erzeugten zweiten Harmonischen (2co), die ebenfalls innerhalb des Verdoppler-Etalons 19 zu der Auskoppelstelle d geführt werden, so daß die jeweiligen Strahlungsanteile der drei Laserosziila¬ toren 1 zu einem gemeinsamen Ausgangsstrahl 12 koaxial überlagert werden. Somit setzt sich die Leistung dieses Ausgangsstrahls 12 aus den Einzelleistun¬ gen der Laserosziilatoren 3 additiv zusammen. Wie sich anhand des Aufbaus, wie er in Figur 2 dargestellt ist, ergibt, läuft die zweite Harmonische (2co) nicht durch das aktive Lasermedium 2. Aus diesem Grund müssen die Umienkspiegel 4, 5 und 6 nur für die Grundwelle (ω) hochreflektierend beschichtet sein.As can be seen from FIG. 1, a Faraday rotator 13 for unidirectional operation is in the ring oscillators between the deflecting mirrors 5 and 6 inserted. The laser arrangement of the first embodiment, as shown in FIG. 1, can be simplified in that the etalon denoted by reference number 19 in FIG. 2 consists of a nonlinear material and thus, in addition to bringing the radiation of the individual laser oscillators 1 together serves to double the fundamental radiation (ω) (2ω). In this case, the ring resonators a ^^ - a ^ -a ^ -a ,, b ^ b- j -b g -b ^ -b j -b, and C j -cjC 8 -C j -C 8 -C β -c, arranged side by side. The second harmonic (2ω) is generated within the doubler 19 designed as an etalon. The second harmonic (2co) generated within the oscillator a r ..a 4 ... a 1 is guided within the etalon 19 by multiple oscillation to the decoupling point d, which in the second exemplary embodiment shown in FIG Area of the second surface 8 is provided by this surface area 14 for the second harmonic (2ω) is coated with an anti-reflective coating. The same applies to the second harmonics (2co) generated by the two other ring oscillators 1, which are also guided within the doubler etalon 19 to the decoupling point d, so that the respective radiation components of the three laser oscillators 1 coaxially superimpose to form a common output beam 12 become. The power of this output beam 12 is thus additively composed of the individual powers of the laser oscillators 3. As can be seen from the structure as shown in FIG. 2, the second harmonic (2co) does not pass through the active laser medium 2. For this reason, the deflecting mirrors 4, 5 and 6 only have to be highly reflectively coated for the fundamental wave (ω) his.
Soweit in Figur 2 Bauteile mit den entsprechenden Bezugsziffern und Bezugs¬ zeichen bezeichnet sind, die auch bei der ersten Ausführungsform der Figur 1 verwendet sind, können die entsprechenden Ausführungen, die in Bezug auf die Figur 1 vorgenommen wurden, auf die zweite Ausführungsform der Figur 2 über¬ tragen werden. Entsprechendes gilt für die nachfolgend anhand der Figuren 3 bis 9 erläuterten Ausführungsformen.Insofar as components are designated in FIG. 2 with the corresponding reference numerals and reference signs, which are also used in the first embodiment in FIG. 1, the corresponding statements made with reference to FIG. 1 can be applied to the second embodiment in FIG. 2 be transferred. The same applies to the embodiments explained below with reference to FIGS. 3 to 9.
In der dritten Ausführuπgsform, die in Figur 3 dargestellt ist, wird neben dem fre¬ quenzverdoppelnden Etalon 19 ein weiteres Etalon 22 eingesetzt, wobei dasIn the third embodiment, which is shown in FIG. 3, in addition to the frequency-doubling etalon 19, another etalon 22 is used, the
ERSATZBLATT (REGa 26) Etalon 19, das Etalon 22 sowie die Umlenkspiegel 5 und 6 den Resonator festle¬ gen. Das weitere Etalon 22, das gleichzeitig das aktive Medium ist, wird mittels Diodenlaserstrahlung 3 über seine äußere Oberfläche 17, die für die Grundwelle (co) hochreflektierend ist, gepumpt. Aufgrund der Pumpstrahiungen ergeben sich drei nebeneinanderstehende Ringoszillatoren mit den gezeigten Verläufen. Die zweite Harmonische (2co) wird resonatorintern und innerhalb des Verdoppler-E¬ taions 19 erzeugt und zur Auskoppelstelle d (Flächenbereich 14) geführt. So¬ wohl das Verdoppler-Etalon 19 als auch das Festkörper-Etalon 22 führen die Strahlen jeweils zusammen. Wie anhand der Figur 3 dargestellt ist, verbleibt die zweite Harmonische (2ω) bis zur Auskoppelstelle d nur innerhalb des Verdopp¬ ler-Etaions 19. Weiterhin hat der Aufbau gemäß der dritten Ausführungsform, die in Figur 3 dargestellt ist, den Vorteil, daß beispielsweise nur ein Festköφer¬ medium benötigt wird.REPLACEMENT SHEET (REGa 26) Etalon 19, the etalon 22 and the deflecting mirrors 5 and 6 fix the resonator. The further etalon 22, which is also the active medium, is emitted by means of diode laser radiation 3 via its outer surface 17, which is (co) highly reflective for the fundamental wave. pumped. Due to the pump radiation, there are three adjacent ring oscillators with the curves shown. The second harmonic (2co) is generated inside the resonator and within the doubler stage 19 and is led to the decoupling point d (surface area 14). Both the doubler etalon 19 and the solid-state etalon 22 each bring the rays together. As shown in FIG. 3, the second harmonic (2ω) up to the decoupling point d only remains within the doubler stage 19. Furthermore, the structure according to the third embodiment, which is shown in FIG. 3, has the advantage that, for example only a solid medium is required.
Eine vierte Ausführungsform ist in der Figur 4 dargestellt, die als Abwandlung der dritten Ausführungsform gemäß Figur 3 angesehen werden kann. Im Gegen¬ satz zu der Ausführungsform der Figur 3 wird anstelle des etalonförmigen, akti¬ ven Mediums 22 ein Laseφrisma 32 als aktives Medium verwendet, das wieder¬ um mittels drei Diodenlasem, durch die Strahlungspfeile 3 angedeutet, von der Außenseite gepumpt wird. Der Basisfläche 33 des Laseφrismas 32 ist ein weite¬ res, für die Grundwelienstrahiung (ω) transparentes Strahiungsführungsprisma 34 zugeordnet, dessen in Figur 4 rechts liegender Fläche ein Verdoppler-Etalon 19, vergleichbar mit dem Verdoppler-Etalon der Figur 3, zugeordnet ist. Sowohl die Basisfläche 33 des Laseφrismas 32 als auch die Basisfläche 35 des Strah- lungsführungsprismas 34 sind für die Grundwelienstrahiung (co) antireflektierend ausgebildet, innerhalb des aktiven Mediums 32 und des Strahlungsführungspris- mas 34 entstehen, angeregt durch die Diodenlaserstrahlung 3, drei Ringoszilla¬ toren 1. Auch in diesem Fall wird an der innenliegenden, ersten Fläche 7 des Verdoppler-Etaions 19 die Grundwelle (co) hindurchgelassen, die verdoppelt wird (zweite Harmonische (2ω)), wobei dann aufgrund der hochreflektierenden Be¬ schichtung der ersten Fläche 7 und der zweiten Fläche 8 des Etalons 19 die zweite Harmonische (2ω) zu dem für die zweite Harmonische transparenten Flächenbereich 14 geführt wird. Dieser Aufbau besitzt den besonderen Vorteil, daß die extrem hohe Refiektivität der internen Totalreflexion genutzt werden kann.A fourth embodiment is shown in FIG. 4, which can be regarded as a modification of the third embodiment according to FIG. 3. In contrast to the embodiment in FIG. 3, instead of the etalon-shaped, active medium 22, a laser prism 32 is used as the active medium, which in turn is pumped from the outside by means of three diode lasers, indicated by the radiation arrows 3. A further radiation guiding prism 34, which is transparent to the fundamental radiation (ω), is assigned to the base surface 33 of the laser prism 32, the surface on the right in FIG. 4 of which is assigned a doubler etalon 19, comparable to the doubler etalon of FIG. 3. Both the base surface 33 of the laser prism 32 and the base surface 35 of the radiation guide prism 34 are designed to be (co) antireflective for the fundamental radiation, within the active medium 32 and the radiation guide prism 34, three ring oscillators arise, excited by the diode laser radiation 3 1. In this case, too, the fundamental wave (co) is passed through on the inner, first surface 7 of the doubler stage 19, which is doubled (second harmonic (2ω)), due to the highly reflective coating of the first surface 7 and of the second surface 8 of the etalon 19 the second harmonic (2ω) to that which is transparent for the second harmonic Area 14 is guided. This construction has the particular advantage that the extremely high reflectivity of the total internal reflection can be used.
Eine fünfte Ausführungsform zeigt die Figur 5, bei der das aktive Lasermedium in Form eines viereckigen Prismas 42 gebildet ist. Das aktive Medium 42 wird durch die Strahlung 3 von drei Diodenlasern angeregt, so daß drei nebeneinan¬ derliegende Oszillatoren (Grundwelle (co)) mit linearen Ringresonatoren entste¬ hen. Drei der Flächen des viereckigen Prismas 42 sind hochreflektierend für die Grundwelle (co) ausgebildet, während die in Figur 5 untere, rechte Stirnfläche, vergleichbar mit der entsprechenden Stirnfläche des Strahlungsführungsprismas 34 der Figur 4, für die Grundwelle (co) antireflektierend beschichtet ist. Dieser Stirnfläche ist ein Verdoppler-Etalon 19 zugeordnet, dessen erste Fläche 7 für die Grundwelle (ω) antirefiek- tierend beschichtet ist, während sie für die zweite Harmonische (2ω), ebenso wie die gegenüberliegende, parallel verlaufende zweite Fläche 9, hochreflektierend beschichtet ist. Die zweite Harmonische (2co) wird an dem Flächenbereich 14 wiederum ausgekoppelt, so daß ein Ausgangs¬ strahl 12 gebildet wird, dessen Leistung sich aus der Leistung der drei einzelnen Laserosziilatoren 1 zusammensetzt. Im wesentlichen sind für diese Anordnung nur zwei Bauteile, neben dem Diodenlaser zum optischen Pumpen, in Form des aktiven Mediums 42 (Laseφrisma) und des Verdoppler-Etaions 19 erforderlich. Für eine höhere Skalierung können weitere Oszillatoren mittels weiterer Dioden- pumplaser erzeugt werden, deren Strahlung mittels des Verdoppler-Etaions 19 der Strahlung der drei in Figur 5 gezeigten Laserosziilatoren 1 hinzugefügt wird.A fifth embodiment is shown in FIG. 5, in which the active laser medium is formed in the form of a square prism 42. The active medium 42 is excited by the radiation 3 from three diode lasers, so that three adjacent oscillators (fundamental wave (co)) with linear ring resonators are created. Three of the surfaces of the square prism 42 are highly reflective for the fundamental (co), while the lower right end face in FIG. 5, comparable to the corresponding end face of the radiation guiding prism 34 in FIG. 4, is coated with an anti-reflective coating for the fundamental wave (co). This end face is assigned a doubler etalon 19, the first face 7 of which is coated with an anti-reflective coating for the fundamental wave (ω), while for the second harmonic (2ω), like the opposite, parallel second face 9, it is coated with a highly reflective coating . The second harmonic (2co) is in turn coupled out at the surface area 14, so that an output beam 12 is formed, the power of which is composed of the power of the three individual laser oscillators 1. Essentially only two components are required for this arrangement, in addition to the diode laser for optical pumping, in the form of the active medium 42 (Laseφrisma) and the doubler etaion 19. For higher scaling, further oscillators can be generated by means of further diode pump lasers, the radiation of which is added to the radiation of the three laser oscillators 1 shown in FIG. 5 by means of the doubler stage 19.
Während die Figuren 1 bis 5 fünf Ausführungsformen mit Ringosziiiatoren dar¬ stellen, zeigen die Figuren 6, 7 und 8 Aufbauten verschiedener linearer Oszilla¬ toren, in denen der erfindungsgemaße Aufbau umgesetzt ist.While FIGS. 1 to 5 show five embodiments with ring oscillators, FIGS. 6, 7 and 8 show structures of various linear oscillators in which the structure according to the invention is implemented.
Die linearen Resonatoren, wie sie die Figuren 6, 7 und 8 zeigen, besitzen zwei Resonatorendspiegel 44, zwischen denen ein aktives Medium 52 angeordnet ist. Weiterhin ist zwischen dem aktiven Medium 52 und dem rechtsseitigen Resona¬ torendspiegel 44 ein Verdoppler-Etalon 48 in dem Strahlengang positioniert. Über den linken Resonatorendspiegel 44, der für die Grundwelle (co) hochreflek- tierend ist, wird mittels Pumpstrahlen, bei denen es sich wiederum um Diodenla¬ serstrahlung 3 handelt, gepumpt. Das mittels der Punktstrahlung 3 angeregte aktive Medium gibt drei Grundweilen (ω) ab, so daß drei lineare Oszillatoren 11 zwischen den Resonatorendspiegeln 44 nebeneinanderstehen, in dem Verdopp¬ ler-Etalon 48, das mit seiner ersten Fläche 7 und seiner zweiten Fläche 9 unter einem geeigneten Winkel zu der Grundwelienstrahiung (co) positioniert ist, wird die zweite Harmonische (2co) in den zwei Propagationsrichtungen, durch die je¬ weiligen Doppelpfeile innerhalb des Etalons 48 angedeutet, erzeugt. Das Ver¬ doppler-Etalon 48 ist so ausgebildet, daß die von der links laufenden Grundwel¬ le (co) erzeugte zweite Harmonische (2co) in die andere Propagationsrichtung re¬ flektiert wird, so daß in der Figur 6 im oberen Bereich des Etalons 48 der ersten Fläche 7 an dem Flächenbereich 14, der für die zweite Harmonische (2co) antire¬ flektierend ausgebildet ist, während die erste und die zweite Fläche 7 und 9 für die Grundwelle (co) antireflektierend und für die zweite Harmonische hochreflek¬ tierend beschichtet sind, als Ausgangsstrahl 12 ausgekoppelt wird. Wiederum setzt sich die Leistung des Ausgangsstrahls 12 additiv aus den Leistungen der drei linearen Einzelresonatoren 21 zusammen. Da die zweite Harmonische (2ω) innerhalb des Verdoppler-Etaions 48 in zwei Richtungen erzeugt wird, ist es von Vorteil, die untere Stirnfläche 49 des Etalons 48 abzuschrägen und so zu der er¬ sten und der zweiten Fläche 7, 9 zu orientieren, daß die zweite Harmonische (2ω), die zu dieser Fläche hin reflektiert wird, mit nur einer Reflektion zurückre¬ flektiert wird, um sie zu dem Auskoppel-Fiächenbereich 14 hin zu führen. Hier¬ durch können die Reflexionen und damit die Refiexionsveriuste in diesem Be¬ reich des Etalons 48 gering gehalten werden.The linear resonators, as shown in FIGS. 6, 7 and 8, have two resonator end mirrors 44, between which an active medium 52 is arranged. Furthermore, a doubler etalon 48 is positioned in the beam path between the active medium 52 and the right-hand resonator end mirror 44. The left resonator end mirror 44, which is highly reflective for the fundamental wave (co), is used to pump by means of pump beams, which in turn are diode laser radiation 3. The active medium excited by means of the spot radiation 3 emits three basic periods (ω), so that three linear oscillators 11 stand side by side between the resonator end mirrors 44, in the doubler etalon 48, which has its first surface 7 and its second surface 9 under one is positioned at a suitable angle to the fundamental radiation (co), the second harmonic (2co) is generated in the two propagation directions, indicated by the respective double arrows within the etalon 48. The doubler etalon 48 is designed such that the second harmonic (2co) generated by the fundamental wave (co) running on the left is reflected in the other direction of propagation, so that in FIG. 6 in the upper area of the etalon 48 the first surface 7 on the surface area 14, which is designed to be anti-reflective for the second harmonic (2co), while the first and second surfaces 7 and 9 are (anti-reflective) coated for the fundamental (co) and highly reflective for the second harmonic , is coupled out as an output beam 12. Again, the power of the output beam 12 is additively composed of the powers of the three linear individual resonators 21. Since the second harmonic (2ω) is generated in two directions within the doubler ettaion 48, it is advantageous to chamfer the lower end face 49 of the etalon 48 and to orient it to the first and second surfaces 7, 9 in such a way that the second harmonic (2ω), which is reflected towards this surface, is reflected back with only one reflection in order to lead it to the coupling-out surface area 14. In this way the reflections and thus the reflection losses in this area of the etalon 48 can be kept low.
Es wird wiederum deutlich, daß durch einfache Hinzufügung weiterer linearer Oszillatoren 21 die Leistung der Laseranordnung, d.h. die Leistung des Aus¬ gangsstrahls 12, der frequenzverdoppelt ist, nach oben skaliert werden kann.It is again clear that by simply adding further linear oscillators 21, the power of the laser arrangement, i.e. the power of the output beam 12, which is doubled in frequency, can be scaled upwards.
Die siebte Ausführungsform, wie sie in Figur 7 dargestellt ist, zeigt den grund¬ sätzlichen Aufbau, wie er anhand der Figur 6 beschrieben wurde. Zusätzlich zu der Ausführungsform der Figur 6 ist beidseitig des aktiven Mediums 52 eine λ/4-Platte 45 eingefügt. Durch diese λ/4-Platten 45 werden die Polarisationen der nach links und nach rechts laufenden Gruπdwellen (co) so gelegt, daß die Polarisationen dieser gegenläufigen, nach links und nach rechts laufenden Grundwellen (co) senkrecht zueinander stehen. Wenn nun der etalonförmige Ver- doppler 48 phasenangepaßt und für die rechtslaufende Welle bestimmt ist, so wird die Phasenanpassungsbedingung für die linkslaufende Welle nicht erfüllt. Damit wird nur durch die rechtslaufende Grundwelle (co) eine zweite Harmoni¬ sche (2co), aber nicht für die linkslaufende Grundwelle (co), wie dies durch die je¬ weils in eine Richtung verlaufenden Pfeile innerhalb des Verdoppler-Etaions 48 der Figur 7 angedeutet ist, erzeugt. Die erzeugte zweite Harmonische (2co) der einzelnen Laserosziilatoren 21 wird mittels des Etalons 48, dessen erste Fläche 7 und zweite Fläche 9 wiederum für die Grundwelle (ω) antireflektierend, aller¬ dings für die zweite Harmonische (2co) hochrefiektierend, beschichtet sind, zu¬ sammengeführt und ein Ausgangsstrahl 12 (2ω) über den Flächenbereich 14 ausgekoppelt. Diese Ausführungsform mit sogenanntem "twisted mode" führt weiterhin zur Vermeidung des räumlichen, sogenannten "hole-burning", wo¬ durch die Leistungsstabilität erhöht wird.The seventh embodiment, as shown in FIG. 7, shows the basic structure as described with reference to FIG. 6. In addition to 6, a λ / 4 plate 45 is inserted on both sides of the active medium 52. Through these λ / 4 plates 45, the polarizations of the fundamental waves (co) running to the left and to the right are placed in such a way that the polarizations of these opposing fundamental waves (co) running to the left and right are perpendicular to one another. If the etalon-shaped doubler 48 is now phase-adjusted and intended for the clockwise wave, then the phase-matching condition for the counter-clockwise wave is not met. This means that a second harmonic (2co) is generated only by the clockwise fundamental wave (co), but not for the counterclockwise fundamental wave (co), as is shown by the arrows running in one direction within the doubler stage 48 of FIG. 7 is indicated, generated. The second harmonic (2co) generated by the individual laser oscillators 21 is coated by means of the etalon 48, the first surface 7 and second surface 9 of which are in turn coated for the fundamental (ω) antireflectively, but highly reflective for the second harmonic (2co) ¬ brought together and an output beam 12 (2ω) coupled out over the surface area 14. This embodiment with the so-called "twisted mode" also leads to the avoidance of spatial, so-called "hole-burning", which increases the performance stability.
Anhand der Ausführungsformen der Figuren 1 bis 7 wurden Verdoppler-Kristalle gezeigt, bei denen es sich jeweils um ein einstückes Etalon handelt. In der ach¬ ten Ausführungsform nach der Figur 8, die im wesentlichen einen linearen Reso¬ nator darstellt, wie er auch in der Figur 7 gezeigt ist, ist jedem linearen Oszillator 21 ein jeweiliges Verdoppler-Kristall 50 zugeordnet. Jedes dieser Verdoppler- Kristalle 50 weist wiederum eine erste Fläche 7 und eine zweite Fläche 8 auf, die jeweils für die Grundwelienstrahiung (co) antireflektierend und für die zweite Harmonische (2ω) hochrefiektierend beschichtet sind, Durch geeignete Dimen¬ sionierung, Positionierung und Orientierung, wie dies schematisch in Figur 8 dargestellt ist, werden die in den Verdoppler-Kristallen 50 erzeugten zweiten Harmonischen (2co) geformt und an der zweiten Fläche 9 jeweils zu dem benach¬ barten Verdoppler-Kristall 50 hin reflektiert, wo sie aus der seitlichen Stirnfläche 53, die für die zweite Harmonische (2co) antireflektierend beschichtet ist, austreten und in die entsprechende, seitliche Stirnfläche 54 des benachbarten Verdoppler-Kristails 50, die ebenfalls für die zweite Harmonische antireflektie¬ rend beschichtet ist, eintreten, auf die entsprechende erste Fläche 7 auftreffen, von dort zu der zweiten Fläche 9 hin reflektiert werden und von dort wiederum zu der Stirnfläche 53 gerichtet werden, dort austreten und in das jeweils nächste Verdoppler-Kristall 50 eintreten. Im Bereich des letzten Verdoppler-Kristails 50, in Figur 8 das obere Verdoppler-Kristall, wird dann der Ausgangsstrahl 12 über die Stirnfläche 53 ausgekoppelt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß gerade dann, wenn jedem Laseroszillator ein aktives Medium 52 zugeordnet wird, wie dies die Figur 8 zeigt, so daß die einzelnen linearen Resonatoren 21 in einem größeren Abstand voneinander beabstandet sind, als dies beispielsweise bei der Ausführungsform der Figur 7 der Fall ist, mittels der einzelnen Verdopp¬ ler-Kristalle 50 ein größerer Versatz zueinander erzeugt werden kann, um die Strahlungsanteiie in Form der zweiten Harmonischen (2ω) der jeweiligen linea¬ ren Oszillatoren 21 additiv zusammenzuführen.On the basis of the embodiments in FIGS. 1 to 7, doubler crystals were shown, each of which is a one-piece etalon. In the eighth embodiment according to FIG. 8, which essentially represents a linear resonator, as is also shown in FIG. 7, each linear oscillator 21 is assigned a respective doubler crystal 50. Each of these doubler crystals 50 in turn has a first surface 7 and a second surface 8, which are each antireflectively coated for the fundamental radiation, and highly reflective for the second harmonic (2ω). By suitable dimensioning, positioning and orientation, As shown schematically in FIG. 8, the second harmonics (2co) generated in the doubler crystals 50 are shaped and reflected on the second surface 9 to the adjacent doubler crystal 50, where they emerge from the lateral end surface 53 which is coated for the second harmonic (2co) with an anti-reflective coating, emerge and enter the corresponding lateral end face 54 of the adjacent doubler crystal part 50, which is also coated with an anti-reflective coating for the second harmonic, strike the corresponding first face 7, are reflected from there to the second face 9 and are reflected by there in turn are directed to the end face 53, exit there and enter the next doubler crystal 50 in each case. In the area of the last doubler crystal part 50, the upper doubler crystal in FIG. 8, the output beam 12 is then coupled out via the end face 53. This embodiment has the advantage that precisely when an active medium 52 is assigned to each laser oscillator, as shown in FIG. 8, so that the individual linear resonators 21 are spaced apart from one another more than, for example, in the embodiment of the figure 7 is the case, by means of the individual doubler crystals 50, a larger offset to one another can be generated in order to additively bring together the radiation component in the form of the second harmonic (2ω) of the respective linear oscillators 21.
In der Figur 9 ist ein einzelnes Verdoppler-Kristall 50, wie es in der Anordnung der Figur 8 eingesetzt ist, dargestellt, wobei, im Gegensatz zu der Darstellung der Figur 8, die austrittsseitige Stirnfläche 53 gewölbt ist. Eine solche Maßnah¬ me kann nicht nur an der Austrittsfläche 53, sondern auch an den jeweiligen Ein¬ trittsflächen 54 von Vorteil sein, um die Kaustiken der in den jeweiligen Laseros¬ ziilatoren 21 erzeugten zweiten Harmonischen (2ω) aufeinander anzupassen. Der Einsatz der jedem linearen Oszillator 21 zugeordneten Verdoppler-Kristalle 50 kann in analoger Weise bei den in den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 6 gezeigten und beschriebenen Ringoszillatoren eingesetzt werden.FIG. 9 shows a single doubler crystal 50, as used in the arrangement in FIG. 8, the outlet-side end face 53 being arched, in contrast to the illustration in FIG. 8. Such a measure can be advantageous not only at the exit surface 53 but also at the respective entry surfaces 54 in order to match the caustics of the second harmonics (2ω) generated in the respective laser oscillators 21 to one another. The use of the doubler crystals 50 assigned to each linear oscillator 21 can be used in an analogous manner in the ring oscillators shown and described in the embodiments of FIGS. 1 to 6.
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung, insbesondere anhand der ver¬ schiedenen Ausführungsbeispiele, ergibt, sind mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen die Vorteile einer geringen thermischen Belastung der optischen Komponenten und der einfachen und quasi unbegrenzten Skalierbarkeit der La¬ seranordnungen in Bezug auf frequenzverdoppelte Strahlung gegeben. Aufgrund mechanischer Aufbauten, die für die einzelnen Laserosziilatoren 1 bzw. die Feldanordnung erforderlich sind, können die Abstände sehr groß sein, wie dies schematisch in Figur 10 mit dem Abstand "D" dargestellt ist. Um die Strahlen in ihrem Abstand näher zueinander zu bringen und das Etalon 48 in seinen Abmessungen auf akzeptablen Maßen halten zu können, wird eine opti¬ sche Anordnung 60 eingesetzt, die aus einem ersten Umlenkelement 61 und ei¬ nem zweiten Umlenkeiement 61 aufgebaut ist, die jeweils treppenförmige Spie¬ gelflächen 63 besitzen, die so abgestuft sind bzw. in unterschiedlichen Abstän¬ den zu den Laserosziilatoren 1 angeordnet sind, daß ausgangsseitig des zwei¬ ten Umlenkelements 62 der Abstand zwischen den zwei Strahlen, mit "d" be¬ zeichnet, angenähert wird. Die zweifache Umlenkung kann so ausgelegt wer¬ den, daß gleiche Resonatorlängen der einzelnen Laserresonatoren bei gleich¬ zeitiger Annäherung (oder Entfernung) erreicht werden. As can be seen from the above description, in particular on the basis of the various exemplary embodiments, the measures according to the invention offer the advantages of a low thermal load on the optical components and the simple and virtually unlimited scalability of the laser arrangements in relation to frequency-doubled radiation. Due to mechanical structures that are required for the individual laser oscillators 1 or the field arrangement, the distances can be very large, as is shown schematically in FIG. 10 with the distance "D". In order to bring the beams closer together and to be able to keep the dimensions of the etalon 48 to acceptable dimensions, an optical arrangement 60 is used, which is composed of a first deflection element 61 and a second deflection element 61, which each have stair-shaped mirror surfaces 63 which are stepped or are arranged at different distances from the laser oscillators 1 such that the distance between the two beams, denoted by "d", approximates on the output side of the second deflecting element 62 becomes. The double deflection can be designed such that the same resonator lengths of the individual laser resonators are achieved with simultaneous approach (or distance).

Claims

Patentansprüche claims
1. Laseranordnung mit mindestens zwei einzelnen Laserosziilatoren, wobei die Strahlung der Laserosziilatoren mittels optischer Komponenten gebündelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundwelienstrahiung des jeweiligen Oszillators durch ein nichtlineares Kristall in der Frequenz verdoppelt wird und daß die jeweilige Strahlung mittels einer optischen, dichroitischen Kom¬ ponenten sich koaxial überlagernd zusammengeführt wird.1. Laser arrangement with at least two individual laser oscillators, the radiation of the laser oscillators being bundled by means of optical components, characterized in that the fundamental radiation of the respective oscillator is doubled in frequency by a nonlinear crystal and that the respective radiation is achieved by means of an optical, dichroic com components are merged coaxially overlapping.
2. Laseranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die dichroitische Komponente das frequeπzverdoppelnde Kristall ist.2. Laser arrangement according to claim 1, characterized in that the dichroic component is the frequeπz doubling crystal.
ERSATZBUTT (REGEL 26) REPLACEMENT BUTT (RULE 26)
3. Laseranordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß den Laserosziilatoren ein gemeinsames, nichtiineares Kristall zu¬ geordnet ist.3. Laser arrangement according to claim 1 or claim 2, characterized gekennzeich¬ net that the laser oscillators a common, non-linear crystal is assigned.
4. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich¬ net, daß das nichtlineare Kristall zwei parallele Flächen aufweist, die Ein¬ tritts-, Austritts- und/oder Reflexionsflächen für die Strahlung bilden.4. Laser arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized gekennzeich¬ net that the non-linear crystal has two parallel surfaces which form entrance, exit and / or reflection surfaces for the radiation.
5. Laseranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzel¬ nen Laserosziilatoren jeweils einen Ringresonator aufweisen.5. A laser arrangement according to claim 4, characterized in that the individual laser oscillators each have a ring resonator.
6. Laseranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kri¬ stall eine die Strahlung umlenkende Funktion zugeordnet ist.6. Laser arrangement according to claim 5, characterized in that the Kri¬ stall is assigned a radiation deflecting function.
7. Laseranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kri¬ stall eine Eintritts- und eine Refiexionsfläche aufweist, wobei die Eintrittsflä¬ che für die Grundwelle (co) antireflektierend beschichtet ist und für die zwei¬ te Harmonische (2ω) hochreflektierend ist und wobei die Refiexionsfläche für die Grundwelle (ω) und die zweite Harmonische (2co) hochreflektierend ist.7. Laser arrangement according to claim 6, characterized in that the Kri¬ stall has an entry and a reflection surface, the entry surface for the fundamental (co) is coated with an anti-reflective coating and is highly reflective for the second harmonic (2ω) and the reflection surface for the fundamental wave (ω) and the second harmonic (2co) is highly reflective.
8. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Eintrittsfläche oder die Refiexionsfläche eine Auskoppelfläche für die zweite Harmonische (2ω) aufweist.8. Laser arrangement according to one of claims 4 to 7, characterized gekennzeich¬ net that the entrance surface or the reflection surface has a coupling-out surface for the second harmonic (2ω).
9. Laseranordnung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Eintrittsfläche und die Refiexionsfläche parallel zueinander ge¬ bildet sind.9. Laser arrangement according to claim 7 or claim 8, characterized gekennzeich¬ net that the entrance surface and the reflecting surface are ge parallel to each other.
10. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich¬ net, daß den Laserosziilatoren ein gemeinsames Festköφermedium zuge¬ ordnet ist. 10. Laser arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized gekennzeich¬ net that the laser oscillators a common Festköφmedium is assigned.
11. Laseranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Festköφermedium als Prisma ausgebildet ist, wobei mindestens zwei Flä¬ chen Refiexionsflächen des Ringresonators bilden.11. Laser arrangement according to claim 10, characterized in that the solid body is designed as a prism, with at least two surfaces forming reflection surfaces of the ring resonator.
12. Laseranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Festköφermedium als Etalon ausgebildet ist, wobei die eine Fläche eine antireflektierende Beschichtung für die Grundwelle (co) aufweist und die an¬ dere Fläche eine hochreflektierende Beschichtung für die Grundwelle (co) aufweist.12. Laser arrangement according to claim 10, characterized in that the solid body is designed as an etalon, the one surface having an anti-reflective coating for the fundamental (co) and the other surface having a highly reflective coating for the fundamental (co).
13. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurach gekennzeich¬ net, daß jeder Laseroszillator ein separates Festköφermedium aufweist.13. Laser arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized thereby that each laser oscillator has a separate solid body medium.
14. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Laserosziilatoren jeweils einen linearen Resonator bilden.14. Laser arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized gekennzeich¬ net that the laser oscillators each form a linear resonator.
15. Laseranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die La¬ serosziilatoren parallel zueinander angeordnet sind.15. Laser arrangement according to claim 14, characterized in that the laser serosilators are arranged parallel to one another.
16. Laseranordnung nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Kristall eine erste Fläche und eine gegenüberliegende zweite Fläche aufweist, wobei beide Flächen für die Grundwelle (co) antire¬ flektierend beschichtet sind und für die zweite Harmonische (2ω) hochreflek¬ tierend beschichtet sind.16. Laser arrangement according to claim 14 or claim 15, characterized gekenn¬ characterized in that the crystal has a first surface and an opposite second surface, both surfaces for the fundamental (co) are anti-reflective coated and for the second harmonic (2ω) are coated with a highly reflective coating.
17. Laseranordnung nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Kristall eine erste Fläche und eine gegenüberliegende zweite Fläche aufweist, wobei die erste Fläche für die Grundwelle (ω) antire¬ flektierend beschichtet ist und für die zweite Harmonische (2co) hochrefiek¬ tierend beschichtet ist und wobei die zweite Fläche für die Grundwelle (ω) und die zweite Harmonische (2ω) hochreflektierend beschichtet ist. 17. Laser arrangement according to claim 14 or claim 15, characterized gekenn¬ characterized in that the crystal has a first surface and an opposite second surface, the first surface for the fundamental (ω) is anti-reflective and coated for the second harmonic (2co ) is coated with a highly reflective coating and the second surface for the fundamental wave (ω) and the second harmonic (2ω) is coated with a highly reflective coating.
18. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine der beiden Flächen eine Auskoppelfläche für die zweite Harmonische (2ω) aufweist.18. Laser arrangement according to one of claims 14 to 17, characterized gekenn¬ characterized in that one of the two surfaces has a coupling-out surface for the second harmonic (2ω).
19. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die beiden Flächen parallel zueinander gebildet sind.19. Laser arrangement according to one of claims 14 to 18, characterized gekenn¬ characterized in that the two surfaces are formed parallel to each other.
20. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß den Laserosziilatoren ein gemeinsames Festköφermedium zugeordnet ist.20. Laser arrangement according to one of claims 14 to 19, characterized gekenn¬ characterized in that the laser oscillators is assigned a common solid body medium.
21. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß jeder Laseroszillator ein separates Festköpermedium aufweist.21. Laser arrangement according to one of claims 14 to 20, characterized gekenn¬ characterized in that each laser oscillator has a separate solid medium.
22. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß innerhalb des Resonators beidseitig des Festköφermediums jeweils eine λ/4-Platte eingesetzt ist.22. Laser arrangement according to one of claims 14 to 20, characterized gekenn¬ characterized in that a λ / 4 plate is used on both sides of the solid medium within the resonator.
23. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 21 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Kristall eine dritte Fläche aufweist, die für die zweite Har¬ monische (2ω) hochrefiektierend ist und die von der nach links laufenden Grundwelle (co) erzeugte zweite Harmonische (2ω) zurückrefiektiert.23. Laser arrangement according to one of claims 16 to 21, characterized gekenn¬ characterized in that the crystal has a third surface which is highly reflective for the second harmonic (2ω) and the second harmonic generated by the fundamental wave (co) running to the left (2ω) reflected back.
24. Laseranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die dichroitische Komponente eine erste Fläche und eine gegenüberliegende zweite Fläche aufweist, wobei die erste Fläche für die Grundwelle (ω) hoch¬ reflektierend ist und für die zweite Harmonische (2ω) antireflektierend ist.24. Laser arrangement according to claim 1, characterized in that the dichroic component has a first surface and an opposite second surface, the first surface for the fundamental wave (ω) is highly reflective and for the second harmonic (2ω) is anti-reflective.
25. Laseranordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die ein¬ zelnen Laserosziilatoren jeweils einen Ringresonator aufweisen.25. Laser arrangement according to claim 24, characterized in that the individual laser oscillators each have a ring resonator.
26. Laseranordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die La¬ serosziilatoren jeweils einen linearen Resonator bilden. 26. Laser arrangement according to claim 24, characterized in that the laser seriocilators each form a linear resonator.
27. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß den Laserosziilatoren ein gemeinsames, nichtlineares Kristall zugeordnet ist.27. Laser arrangement according to one of claims 24 to 26, characterized gekenn¬ characterized in that the laser oscillators is assigned a common, non-linear crystal.
28. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß den Laserosziilatoren ein gemeinsames Festköφermedium zugeordnet ist.28. Laser arrangement according to one of claims 23 to 27, characterized gekenn¬ characterized in that the laser oscillators is assigned a common solid body medium.
29. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeich¬ net, daß das nichtlineare Kristall und/oder die dichroitische Komponente in einzelne Segmente, die mit Abstand zueinander angeordnet sind, unterteilt ist (sind), wobei jedes Segment eine Austrittsfläche und/oder eine Eintritts¬ fläche aufweist, die für die zweite Harmonische (2co) antireflektierend sind.29. Laser arrangement according to one of claims 1 to 28, characterized gekennzeich¬ net that the non-linear crystal and / or the dichroic component is (are) divided into individual segments which are arranged at a distance from one another, each segment having an exit surface and / or has an entrance surface which is antireflective for the second harmonic (2co).
30. Laseranordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein¬ tritts- und/oder Austrittsfläche(n) eine Krümmung aufweisen derart, daß die Kaustiken der in dem jeweiligen Laseroszillator erzeugten zweiten Harmoni¬ schen (2ω) aufeinander angepaßt werden.30. Laser arrangement according to claim 29, characterized in that the entry and / or exit surface (s) have a curvature such that the caustics of the second harmonic (2ω) generated in the respective laser oscillator are matched to one another.
31. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeich¬ net, daß in den Strahiengang mindestens eines Laseroszillators im Strah¬ lengang zwischen der dichroitischen Komponenten und dem aktiven Medi¬ um eine optische Anordnung eingesetzt ist, die die Abstände zwischen dem mindestens einen Laseroszillator zu mindestens einem anderen der La¬ serosziilatoren verändert.31. Laser arrangement according to one of claims 1 to 30, characterized gekennzeich¬ net that an optical arrangement is used in the beam path of at least one laser oscillator in the beam path between the dichroic components and the active medium, which the distances between the at least one Laser oscillator changed to at least one other of the laser oscillators.
32. Verfahren zur Leistungsskaiierung von frequenzverdoppeiten Lasern, da¬ durch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Laserosziilatoren nebeneinan¬ der angeordnet werden und deren Grundwelle jeweils in der Frequenz ver¬ doppelt wird und daß die verdoppelte Strahlung koaxial zusammengeführt wird.32. Method for scaling the power of frequency-doubled lasers, characterized in that at least two laser oscillators are arranged side by side and the fundamental wave is doubled in frequency and that the doubled radiation is brought together coaxially.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Laseroszii¬ latoren entkoppelt betrieben werden. 33. The method according to claim 32, characterized in that the laser oscillators are operated decoupled.
34. Verfahren nach Anspruch 32 oder Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Laserosziilatoren mit zueinander geringfügig unter¬ schiedlicher Frequenz der Grundwelle betrieben werden. 34. The method according to claim 32 or claim 33, characterized in that the individual laser oscillators are operated at slightly different frequencies of the fundamental wave from each other.
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