WO2006131334A2 - Laseranordnung - Google Patents

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WO2006131334A2
WO2006131334A2 PCT/EP2006/005420 EP2006005420W WO2006131334A2 WO 2006131334 A2 WO2006131334 A2 WO 2006131334A2 EP 2006005420 W EP2006005420 W EP 2006005420W WO 2006131334 A2 WO2006131334 A2 WO 2006131334A2
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Björn LANGER
Markus Revermann
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Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the present invention relates to a laser arrangement, comprising at least one laser light source for generating electromagnetic radiation and at least one amplifying means which can generate electromagnetic radiation during operation of the laser array, which can propagate at least partially against the propagation direction of the electromagnetic radiation generated by the laser light source.
  • the present invention has for its object to propose a laser arrangement in which a fault and / or a Damage to the laser light source can be prevented by the electromagnetic radiation generated by the at least one amplifying means and returned to the laser light source by simple means.
  • the laser arrangement has at least one shielding means, suitable for shielding the electromagnetic radiation returning from the amplifying means against the propagation direction of the electromagnetic radiation of the laser light source from a light exit surface of the laser light source. It has been shown that by means of this measure, the retrograde electromagnetic radiation generated by the at least one amplifying means can be effectively shielded and damage to the laser light source can thus be effectively prevented.
  • the at least one shielding means may comprise at least one wavelength-sensitive optical element.
  • This wavelength-sensitive optical element can effectively shield the electromagnetic radiation returning from the amplifying means.
  • the wavelength-sensitive optical element it is possible for the wavelength-sensitive optical element to be transmissive to the electromagnetic radiation emitted by the laser light source during its operation and to be reflective, absorbing or strongly scattering for the electromagnetic radiation generated by the amplification means.
  • the wavelength-sensitive optical element is reflective for the electromagnetic radiation emitted by the laser light source during its operation and is transmissive to the electromagnetic radiation generated by the amplification means.
  • the wavelength-sensitive optical element is preferably arranged at an angle in the beam path of the laser array.
  • the wavelength-sensitive optical element may comprise one or more coated substrates, which may for example consist at least partially or even completely of glass or plastic and which are arranged in the beam path between the laser light source and the amplifying means.
  • the at least one wavelength-sensitive optical element may in particular comprise a substrate which has a coating on a light entry surface and / or on a light exit surface.
  • the substrate can be highly translucent (transmissive) and reflective (high), absorbing or also strongly scattering for the electromagnetic radiation generated by the amplifying means and returning to the laser light source. It has been found that while attenuations of the returning electromagnetic radiation of up to six orders of magnitude can be achieved, so that the laser light source effective against that of the reinforcing agent -A-
  • the substrate may also be designed to be (highly) reflective for the electromagnetic radiation of the laser light source and transmissive for the returning electromagnetic radiation of the at least one amplification means.
  • the shielding means may comprise at least one dispersive optical element, such as at least one prism or at least one birefringent crystal.
  • the electromagnetic radiation returning from the amplifying means can be locally (i.e., spatially) deflected from the optical axis of the laser light source.
  • an almost complete shielding of the returning electromagnetic radiation can be achieved.
  • the separation can be effected in an advantageous embodiment by means of polarizers or mechanical shutter elements which are used as shielding means.
  • the shielding means may comprise an optical diode comprising a Faraday rotator and at least one, preferably at least two, polarizers.
  • thin-layer polarizers, Glan-Taylor prisms, etc. can be used as polarizers.
  • the at least one shielding means can be at least one mechanically triggerable Have closure device.
  • the closure device is preferably arranged between the laser light source and the reinforcement means.
  • the mechanically releasable closure device can be set up for a time-delayed release and in particular comprise a mechanical shutter.
  • the emission of the electromagnetic radiation of the laser light source does not occur simultaneously with the emission of the returning electromagnetic radiation of the amplifying means.
  • the laser light source emits the electromagnetic radiation in pulse mode with the mechanical closure device open. Subsequently, the mechanically releasable closure device is transferred to its closed position. As a result, it can be effectively prevented that the electromagnetic radiation generated by the amplifying means impinges on the laser light source, in particular on its light exit surface.
  • the laser light source may have at least one laser diode.
  • the laser light source comprises at least one stack of laser diodes.
  • the laser light source comprises at least one laser diode bar.
  • Fig. 1 is a schematically simplified view of a
  • Fig. 2 is a schematically simplified view of a
  • Fig. 3 is a schematically simplified view of a
  • Beam path of a laser assembly according to a third embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 a beam path of a laser device according to a first embodiment of the present invention is shown in a greatly simplified schematic form.
  • the laser arrangement comprises in this embodiment a laser light source 1 for generating electromagnetic radiation 5 (the electromagnetic radiation 5 is indicated here by parallel arrows), beam guiding means 2, which are arranged in the beam propagation direction behind a light exit surface 10 of the laser light source 1 and for beam guidance of the laser light source 1 emitted electromagnetic radiation are suitable.
  • the laser arrangement has a reinforcing means 3 which is optically stimulable or optically excitable and which during operation of the laser arrangement comprises electromagnetic radiation 5 '. generated, which propagates at least partially opposite to the beam propagation direction of the electromagnetic radiation 5 of the laser light source 1.
  • the laser light source 1 comprises a laser diode in the exemplary embodiment shown here and in the other two embodiments shown in FIGS. 2 and 3.
  • the laser light source 1 may for example also comprise a stack of laser diodes or be a laser diode bar.
  • the laser arrangement has a shielding means which is suitable for shielding the electromagnetic radiation 5 1 generated by the amplifying means 3 and returning at least partially in the direction of the laser light source 1 from the light exit surface 10 of the laser light source 1.
  • the shielding means comprises a wavelength-sensitive element 40, which in this exemplary embodiment comprises a substrate coated at least on one side (ie: on the light entry and / or on the light exit surface) which is located between the beam guiding means 2 and the amplifying means 3 is arranged.
  • the substrate may be made of glass or plastic, for example.
  • the coating of the substrate of the wavelength-sensitive element 40 is embodied and designed such that the wavelength-sensitive element 40 for the laser light source 1 emitted electromagnetic radiation 5 is highly transmissive (transmissive). This means that the electromagnetic radiation 5 generated by the laser light source 1 can pass through the wavelength-sensitive element 40 almost loss-free and can reach the amplification means 3.
  • the coated substrate of the wavelength-sensitive element 40 is highly reflective, so that the returning electromagnetic radiation 5' can not strike the light exit surface 10 of the laser light source 1. Thereby, a malfunction of the operation of the laser light source 1 or damage to the laser light source 1 can be effectively prevented.
  • the coating of the substrate of the wavelength-sensitive element 40 may also be designed and constructed in such a way that the electromagnetic radiation 5 'returning from the reinforcing means 3 is absorbed or greatly scattered.
  • Attenuation of the electromagnetic radiation 5 'returning from the amplifying means 3 can be achieved by up to six orders of magnitude, thereby effectively protecting the laser light source 1 from the electromagnetic radiation generated by the amplifying means 3 and returning to the laser light source 1 5 'can be achieved.
  • the embodiment of the laser arrangement shown in FIG. 1 is particularly advantageous when the wavelength of the electromagnetic radiation 5 of the laser light source 1 is different from the wavelength of the electromagnetic radiation 5 'generated by the amplifying means 3. If the wavelength of the electromagnetic radiation 5 of the laser light source 1 substantially coincides with the wavelength of the electromagnetic radiation 5 'generated by the amplifying means 3 and returning to the laser light source 1, then a shielding of the returning electromagnetic radiation 5' may be achieved by polarizers and / or mechanical shutters used as shielding means can be achieved in a very effective manner.
  • an optical diode which comprises a Faraday rotator and at least one, preferably at least two, polarizers can be used as the shielding means.
  • the polarizers may be, for example, thin-film polarizers or Glan-Taylor prisms.
  • a mechanical closing device for example, which can be triggered with a time delay, can be used as the shielding means.
  • the emission of the electromagnetic radiation 5 from the laser light source 1 no longer takes place simultaneously with the emission of the electromagnetic radiation 5 'from the amplifying means 3.
  • the mechanical closing device which may in particular comprise a mechanical shutter, be closed to this
  • the electromagnetic radiation 5 ' which runs back from the amplifying means 3 against the beam propagation direction of the laser light source 1
  • FIG. 2 shows a beam path of a laser arrangement according to a second embodiment of the present invention in a schematically greatly simplified form.
  • the laser light source 1, the beam guiding means 2 and the reinforcing means 3 can be seen.
  • a mirror element 41 is introduced as a shielding means into the beam path of the laser arrangement.
  • the mirror element 41 in this exemplary embodiment in turn comprises a substrate, which may in particular be made of glass, plastic or the like.
  • the substrate has on at least one side (ie on a light entry surface and / or on a light exit surface) a coating which is designed and provided such that the mirror element 41 for the electromagnetic radiation 5 of the laser light source 1 is highly transmissive (transmissive) ) and is reflective for the electromagnetic radiation 5 'generated by the amplifying means 3 and returning at least partially in the direction of the laser light source 1 (shown here in dotted lines).
  • the mirror element 41 is arranged at an angle in the beam path of the laser arrangement. In other words, this means that the mirror element 41 is arranged at an angle to the propagation direction of the electromagnetic radiation 5 emitted by the laser light source 1.
  • This embodiment of the laser arrangement is also particularly suitable for those applications in which the wavelength of the electromagnetic radiation 5 emitted by the laser light source 1 differs from the wavelength of the electromagnetic radiation 5 'generated by the amplification means 3.
  • a beam path of a laser array according to a third embodiment of the present invention is shown schematically greatly simplified.
  • the shielding means comprises a dispersive optical element 42.
  • This dispersive optical element 42 may be, for example, a prism or a birefringent crystal.
  • This embodiment of the laser arrangement is in turn particularly suitable for those applications in which the wavelength of the electromagnetic radiation 5 emitted by the laser light source 1 differs from the wavelength of the electromagnetic radiation 5 'generated by the amplification means 3.

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Abstract

Laseranordnung, umfassend mindestens eine Laserlichtquelle (1) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung (5) und mindestens ein Verstärkungsmittel (3), das während des Betriebs der Laseranordnung elektromagnetische Strahlung (5') erzeugen kann, die sich zumindest teilweise entgegen der Ausbreitungsrichtung der von der Laserlichtquelle (1) erzeugten elektromagnetischen Strahlung (5) ausbreiten kann, wobei die Laseranordnung mindestens ein Abschirmmittel aufweist, geeignet, die von dem Verstärkungsmittel (3) entgegen der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung (5) der Laserlichtquelle (1) zurücklaufende elektromagnetische Strahlung (5') von einer Lichtaustrittsfläche (10) der Laserlichtquelle (1) abzuschirmen.

Description

"Laseranordnung"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laseranordnung, umfassend mindestens eine Laserlichtquelle zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung sowie mindestens ein Verstärkungsmittel, das während des Betriebs der Laseranordnung elektromagnetische Strahlung erzeugen kann, die sich zumindest teilweise entgegen der Ausbreitungsrichtung der von der Laserlichtquelle erzeugten elektromagnetischen Strahlung ausbreiten kann.
Laseranordnungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Bei den bekannten Laseranordnungen ist es häufig von Nachteil, dass die von dem Verstärkungsmittel in Richtung auf die Laserlichtquelle zurücklaufende elektromagnetische Strahlung den Betrieb der Laserlichtquelle stören oder unter Umständen die Laserlichtquelle sogar irreversibel schädigen kann. Dieses Phänomen tritt insbesondere beim Pumpen von Festkörperlasern oder so genannten Faserlasern auf. Die zurücklaufende elektromagnetische Strahlung kann dabei kurzzeitig eine wesentlich höhere Strahlungsleistung besitzen als die durchschnittliche Strahlungsleistung der Laserlichtquelle. Insbesondere tritt dieser Effekt bei der zurücklaufenden elektromagnetische Strahlung so genannter gütegeschalteter Festkörperlaser auf. Bei den dabei auftretenden kurzen, aber sehr intensiven Pulsen kann es unter Umständen sogar zu einer Ablation des Halbleiters kommen.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Laseranordnung vorzuschlagen, bei der eine Störung und/oder eine Beschädigung der Laserlichtquelle durch die von dem mindestens einen Verstärkungsmittel erzeugte und in Richtung auf die Laserlichtquelle zurücklaufende elektromagnetische Strahlung mit einfachen Mitteln verhindert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Laseranordnung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Laseranordnung mindestens ein Abschirmmittel aufweist, geeignet, die von dem Verstärkungsmittel entgegen der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung der Laserlichtquelle zurücklaufende elektromagnetische Strahlung von einer Lichtaustrittsfläche der Laserlichtquelle abzuschirmen. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Maßnahme die von dem mindestens einen Verstärkungsmittel erzeugte rückläufige elektromagnetische Strahlung wirksam abgeschirmt werden kann und dadurch eine Schädigung der Laserlichtquelle wirksam verhindert werden kann.
Weicht die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, die von der Laserlichtquelle ausgesandt wird, von der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung ab, die von dem mindestens einen Verstärkungsmittel erzeugt wird und in Richtung auf die Laserlichtquelle zurückläuft, kann das mindestens eine Abschirmmittel in einer besonders bevorzugten Ausführungsform mindestens ein wellenlängensensitives optisches Element umfassen. Dieses wellenlängensensitive optische Element kann die vom Verstärkungsmittel zurücklaufende elektromagnetische Strahlung effektiv abschirmen. Es besteht in einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Möglichkeit, dass das wellenlängensensitive optische Element für die von der Laserlichtquelle während ihres Betriebs emittierte elektromagnetische Strahlung transmittiv ist und für die vom Verstärkungsmittel erzeugte elektromagnetische Strahlung reflektiv, absorbierend oder stark streuend ist.
In einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das wellenlängensensitive optische Element für die von der Laserlichtquelle während ihres Betriebs emittierte elektromagnetische Strahlung reflektierend ist und für die vom Verstärkungsmittel erzeugte elektromagnetische Strahlung transmittiv ist. Bei dieser Variante ist das wellenlängensensitive optische Element vorzugsweise unter einem Winkel im Strahlengang der Laseranordnung angeordnet.
Insbesondere kann das wellenlängensensitive optische Element ein oder mehrere beschichtete Substrate umfassen, die zum Beispiel zumindest teilweise oder auch vollständig aus Glas oder Kunststoff bestehen können und die im Strahlengang zwischen der Laserlichtquelle und dem Verstärkungsmittel angeordnet sind. Das mindestens eine wellenlängensensitive optische Element kann insbesondere ein Substrat umfassen, das auf einer Lichteintrittsfläche und /oder auf einer Lichtaustrittsfläche eine Beschichtung aufweist. Für die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung der Laserlichtquelle kann das Substrat in hohem Maße lichtdurchlässig (transmittierend, transmittiv) und für die vom Verstärkungsmittel erzeugte und in Richtung auf die Laserlichtquelle zurücklaufende elektromagnetische Strahlung (hoch) reflektierend, absorbierend oder auch stark streuend sein. Es hat sich gezeigt, dass dabei Abschwächungen der zurücklaufenden elektromagnetischen Strahlung von bis zu sechs Größenordnungen erreicht werden können, so dass die Laserlichtquelle wirksam gegenüber der vom Verstärkungsmittel -A-
zurücklaufenden elektromagnetischen Strahlung geschützt werden kann. In einer alternativen Ausführungsform kann das Substrat auch (hoch) reflektierend für die elektromagnetische Strahlung der Laserlichtquelle und transmittierend für die zurücklaufende elektromagnetische Strahlung des mindestens einen Verstärkungsmittels ausgeführt sein.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Abschirmmittel mindestens ein dispersives optisches Element, wie zum Beispiel mindestens ein Prisma oder mindestens einen doppelbrechenden Kristall, umfassen. Auf diese Weise kann die vom Verstärkungsmittel zurücklaufende elektromagnetische Strahlung örtlich (d.h. räumlich) von der optischen Achse der Laserlichtquelle abgelenkt werden. Bei dieser vorteilhaften Variante kann eine nahezu vollständige Abschirmung der zurücklaufenden elektromagnetischen Strahlung erreicht werden.
Entspricht die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung der Laserlichtquelle im Wesentlichen der Wellenlänge der vom Verstärkungsmittel erzeugten und zur Laserlichtquelle zurücklaufenden elektromagnetischen Strahlung, kann die Trennung in einer vorteilhaften Ausführungsform über Polarisatoren oder mechanische Verschlusselemente erfolgen, die als Abschirmmittel eingesetzt werden. Beispielsweise kann zu diesem Zweck das Abschirmmittel in einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine optische Diode aufweisen, die einen Faraday-Rotator und mindestens einen, vorzugsweise mindestens zwei Polarisatoren umfasst. Als Polarisatoren können insbesondere Dünnschicht-Polarisatoren, Glan- Taylor-Prismen, usw. eingesetzt werden.
Bei einer gepulsten Laseranordnung kann das mindestens eine Abschirmmittel mindestens eine mechanisch auslösbare Verschlusseinrichtung aufweisen. Die Verschlusseinrichtung ist vorzugsweise zwischen der Laserlichtquelle und dem Verstärkungsmittel angeordnet. Die mechanisch auslösbare Verschlusseinrichtung kann für eine zeitversetzte Auslösung eingerichtet sein und insbesondere einen mechanischen Shutter umfassen. In dieser Ausführungsform erfolgt die Emission der elektromagnetischen Strahlung der Laserlichtquelle nicht zeitgleich mit der Emission der zurücklaufenden elektromagnetischen Strahlung des Verstärkungsmittels. Die Laserlichtquelle emittiert die elektromagnetische Strahlung im Pulsbetrieb bei geöffneter mechanischer Verschlusseinrichtung. Anschließend wird die mechanisch auslösbare Verschlusseinrichtung in ihre geschlossene Position überführt. Dadurch kann wirksam verhindert werden, dass die von dem Verstärkungsmittel erzeugte elektromagnetische Strahlung auf die Laserlichtquelle, insbesondere auf deren Lichtaustrittsfläche, trifft.
Die Laserlichtquelle kann mindestens eine Laserdiode aufweisen.
Es besteht in einer vorteilhaften Ausführungsform die Möglichkeit, dass die Laserlichtquelle mindestens einen Stack von Laserdioden umfasst.
Es kann in einer bevorzugten Ausführungsform auch vorgesehen sein, dass die Laserlichtquelle mindestens einen Laserdiodenbarren umfasst. Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
Fig. 1 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung eines
Strahlengangs einer Laseranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung eines
Strahlengangs einer Laseranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung eines
Strahlengangs einer Laseranordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Strahlengang einer Laseranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in schematisch stark vereinfachter Form dargestellt ist.
Die Laseranordnung umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Laserlichtquelle 1 zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung 5 (die elektromagnetische Strahlung 5 ist hier durch parallele Pfeile angedeutet), Strahlführungsmittel 2, die in Strahlausbreitungsrichtung hinter einer Lichtaustrittsfläche 10 der Laserlichtquelle 1 angeordnet sind und für eine Strahlführung der von der Laserlichtquelle 1 emittierten elektromagnetischen Strahlung geeignet sind. Darüber hinaus weist die Laseranordnung ein Verstärkungsmittel 3 auf, das optisch stimulierbar oder optisch anregbar ist und das während des Betriebs der Laseranordnung elektromagnetische Strahlung 5' erzeugt, die sich zumindest teilweise entgegen der Strahlausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung 5 der Laserlichtquelle 1 ausbreitet. Die Laserlichtquelle 1 umfasst in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel und in den beiden übrigen, in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispielen eine Laserdiode. Die Laserlichtquelle 1 kann beispielsweise auch einen Stack von Laserdioden umfassen oder ein Laserdiodenbarren sein.
Um zu verhindern, dass die während des Betriebs der Laseranordnung von dem Verstärkungsmittel 3 erzeugte und in Richtung auf die Laserlichtquelle 1 zurücklaufende elektromagnetische Strahlung 5' den Betrieb der Laserlichtquelle 1 stören beziehungsweise die Laserlichtquelle 1 irreversibel schädigen kann, weist die Laseranordnung ein Abschirmmittel auf, das dazu geeignet ist, die von dem Verstärkungsmittel 3 erzeugte und zumindest teilweise in Richtung der Laserlichtquelle 1 zurücklaufende elektromagnetische Strahlung 51 von der Lichtaustrittsfläche 10 der Laserlichtquelle 1 abzuschirmen. Dadurch kann eine irreversible Schädigung beziehungsweise eine Störung des Betriebs der Laserlichtquelle 1 verhindert werden.
Das Abschirmmittel umfasst in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ein wellenlängensensitives Element 40, das in diesem Ausführungsbeispiel ein mindestens einseitig (d.h . : auf der Lichteintritts- und/oder auf der Lichtaustrittsfläche) beschichtetes Substrat umfasst, welches zwischen den Strahlführungsmitteln 2 und dem Verstärkungsmittel 3 angeordnet ist. Das Substrat kann beispielsweise aus Glas oder aus Kunststoff hergestellt sein.
Die Beschichtung des Substrats des wellenlängensensitives Element 40 ist dabei so ausgeführt und beschaffen, dass das wellenlängensensitive Element 40 für die von der Laserlichtquelle 1 emittierte elektromagnetische Strahlung 5 hochgradig transmittierend (transmittiv) ist. Das bedeutet, dass die von der Laserlichtquelle 1 erzeugte elektromagnetische Strahlung 5 nahezu verlustfrei durch das wellenlängensensitive Element 40 hindurchtreten und zum Verstärkungsmittel 3 gelangen kann.
Für die vom Verstärkungsmittel 3 mindestens teilweise in Richtung auf die Laserlichtquelle 1 zurücklaufende elektromagnetische Strahlung 5' ist das beschichtete Substrat des wellenlängensensitiven Elements 40 demgegenüber hochgradig reflektierend, so dass die zurücklaufende elektromagnetische Strahlung 5' nicht auf die Lichtaustrittsfläche 10 der Laserlichtquelle 1 treffen kann. Dadurch kann eine Störung des Betriebs der Laserlichtquelle 1 beziehungsweise eine Beschädigung der Laserlichtquelle 1 wirksam verhindert werden.
Alternativ kann die Beschichtung des Substrats des wellenlängensensitiven Elements 40 auch so ausgebildet und beschaffen sein, dass die von dem Verstärkungsmittel 3 zurücklaufende elektromagnetische Strahlung 5' absorbiert oder stark gestreut wird.
Mit Hilfe des wellenlängensensitiven Elements 40 können Abschwächungen der vom Verstärkungsmittel 3 zurücklaufenden elektromagnetischen Strahlung 5' von bis zu sechs Größenordnungen erreicht werden, so dass dadurch ein effektiver Schutz der Laserlichtquelle 1 vor der von dem Verstärkungsmittel 3 erzeugten und in Richtung der Laserlichtquelle 1 zurücklaufenden elektromagnetischen Strahlung 5' erreicht werden kann.
Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der Laseranordnung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung 5 der Laserlichtquelle 1 von der Wellenlänge der von dem Verstärkungsmittel 3 generierten elektromagnetischen Strahlung 5' verschieden ist. Wenn die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung 5 der Laserlichtquelle 1 im Wesentlichen mit der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung 5', die vom Verstärkungsmittel 3 erzeugt wird und zur Laserlichtquelle 1 zurückläuft, übereinstimmt, kann eine Abschirmung der zurücklaufenden elektromagnetischen Strahlung 5' beispielsweise über Polarisatoren und/oder mechanische Verschlusseinrichtungen, die als Abschirmmittel eingesetzt werden, in sehr effektiver Weise erreicht werden.
Beispielsweise kann als Abschirmmittel eine optische Diode eingesetzt werden, die einen Faraday-Rotator und mindestens einen, vorzugsweise mindestens zwei Polarisatoren umfasst. Dabei können die Polarisatoren zum Beispiel Dünnschichtpolarisatoren oder Glan- Taylor-Prismen sein.
Bei einer Laseranordnung, die gepulst betreiben wird, kann als Abschirmmittel beispielsweise eine mechanische Schließeinrichtung (Shutter) eingesetzt werden, die zeitversetzt ausgelöst werden kann. Dabei erfolgt die Emission der elektromagnetischen Strahlung 5 von der Laserlichtquelle 1 nicht mehr zeitgleich mit der Emission der elektromagnetischen Strahlung 5' vom Verstärkungsmittel 3. Innerhalb eines entsprechenden Zeitintervalls kann die mechanische Schließeinrichtung, die insbesondere einen mechanischen Shutter umfassen kann, geschlossen werden, um auf diese Weise zu verhindern, dass die elektromagnetische Strahlung 5', die vom Verstärkungsmittel 3 entgegen der Strahlausbreitungsrichtung der Laserlichtquelle 1 zurückläuft, auf die Lichtaustrittsfläche 10 der Laserlichtquelle 1 treffen kann und dadurch den Betrieb der Laserlichtquelle 1 beeinträchtigen beziehungsweise eine irreversible Beschädigung der Laserlichtquelle 1 hervorrufen kann.
In Fig. 2 ist ein Strahlengang einer Laseranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in schematisch stark vereinfachter Form gezeigt. Man erkennt wiederum die Laserlichtquelle 1 , die Strahlführungsmittel 2 sowie das Verstärkungsmittel 3. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Spiegelelement 41 als Abschirmmittel in den Strahlengang der Laseranordnung eingebracht. Das Spiegelelement 41 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel wiederum ein Substrat, das insbesondere aus Glas, Kunststoff oder dergleichen hergestellt sein kann. Das Substrat weist auch in diesem Ausführungsbeispiel auf mindestens einer Seite (d.h. auf einer Lichteintrittsfläche und/oder auf einer Lichtaustrittsfläche) eine Beschichtung auf, die derart ausgebildet und beschaffen ist, dass das Spiegelelement 41 für die elektromagnetische Strahlung 5 der Laserlichtquelle 1 hochgradig transmittierend (transmittiv) ist und für die vom Verstärkungsmittel 3 erzeugte und mindestens teilweise in Richtung auf die Laserlichtquelle 1 zurücklaufende elektromagnetische Strahlung 5' (hier punktiert dargestellt) reflektierend ist. Man erkennt, dass das Spiegelelement 41 unter einem Winkel im Strahlengang der Laseranordnung angeordnet ist. Das bedeutet mit anderen Worten, dass das Spiegelelement 41 schräg zur Ausbreitungsrichtung der von der Laserlichtquelle 1 emittierten elektromagnetischen Strahlung 5 angeordnet ist. Auch dieses Ausführungsbeispiel der Laseranordnung eignet sich insbesondere für diejenigen Anwendungsfälle, in denen sich die Wellenlänge der von der Laserlichtquelle 1 emittierten elektromagnetischen Strahlung 5 von der Wellenlänge der vom Verstärkungsmittel 3 erzeugten elektromagnetischen Strahlung 5' unterscheidet. In Fig. 3 ist ein Strahlengang einer Laseranordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch stark vereinfacht dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Abschirmmittel ein dispersives optisches Element 42. Dieses dispersive optische Element 42 kann beispielsweise ein Prisma oder ein doppelbrechender Kristall sein. Auf diese Weise kann die von dem Verstärkungsmittel 3 erzeugte und teilweise in Richtung auf die Laserlichtquelle 1 zurücklaufende elektromagnetische Strahlung 5' (hier erneut punktiert dargestellt) auf einfache Art und Weise räumlich von der optischen Achse der Laserlichtquelle 1 abgelenkt werden. Dadurch kann insbesondere eine vollständige Abschirmung der zurücklaufenden Strahlung 5' des Verstärkungsmittels 3 von der Laserlichtquelle 1 erreicht werden. Dieses Ausführungsbeispiel der Laseranordnung eignet sich wiederum insbesondere für diejenigen Anwendungsfälle, in denen sich die Wellenlänge der von der Laserlichtquelle 1 emittierten elektromagnetischen Strahlung 5 von der Wellenlänge der vom Verstärkungsmittel 3 erzeugten elektromagnetischen Strahlung 5' unterscheidet.

Claims

Patentansprüche:
1 . Laseranordnung, umfassend:
mindestens eine Laserlichtquelle (1 ) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung (5),
mindestens ein Verstärkungsmittel (3), das während des Betriebs der Laseranordnung elektromagnetische Strahlung (5') erzeugen kann, die sich zumindest teilweise entgegen der Ausbreitungsrichtung der von der Laserlichtquelle (1 ) erzeugten elektromagnetischen Strahlung (5) ausbreiten kann,
dadurch gekennzeichnet, dass die Laseranordnung mindestens ein Abschirmmittel aufweist, geeignet, die von dem Verstärkungsmittel (3) entgegen der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung (5) der Laserlichtquelle (1 ) zurücklaufende elektromagnetische Strahlung (51) von einer Lichtaustrittsfläche (10) der Laserlichtquelle (1 ) abzuschirmen.
2. Laseranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abschirmmittel mindestens ein wellenlängensensitives optisches Element (40, 41 ) umfasst.
3. Laseranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wellenlängensensitive optische Element (40, 41 ) für die von der Laserlichtquelle (1 ) während ihres Betriebs emittierte elektromagnetische Strahlung transmittiv ist und für die vom Verstärkungsmittel (3) erzeugte elektromagnetische Strahlung reflektiv, absorbierend oder streuend ist.
4. Laseranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wellenlängensensitive optische Element (40, 41 ) für die von der Laserlichtquelle (1 ) während ihres Betriebs emittierte elektromagnetische Strahlung (5) reflektierend ist und für die vom Verstärkungsmittel (3) erzeugte elektromagnetische Strahlung (5') transmittiv ist.
5. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine wellenlängensensitive optische Element (40, 41 ) ein Substrat umfasst, das auf einer Lichteintrittsfläche und/oder auf einer Lichtaustrittsfläche eine Beschichtung aufweist.
6. Laseranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat mindestens teilweise aus Kunststoff oder Glas besteht.
7. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abschirmmittel mindestens ein dispersives optisches Element (42) aufweist.
8. Laseranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dispersive optische Element (42) mindestens ein Prisma umfasst.
9. Laseranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das dispersive optische Element (42) mindestens einen doppelbrechenden Kristall umfasst.
10. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abschirmmittel mindestens eine optische Diode aufweist, die einen Faraday- Rotator und mindestens einen, vorzugsweise mindestens zwei Polarisatoren umfasst.
1 1 . Laseranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Polarisator ein Dünnschicht- Polarisator ist.
12. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Polarisator ein Glan- Taylor-Prisma ist.
13. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abschirmmittel mindestens eine mechanisch auslösbare Verschlusseinrichtung aufweist.
14. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserlichtquelle (1 ) mindestens eine Laserdiode aufweist.
15. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserlichtquelle (1 ) mindestens einen Stack von Laserdioden umfasst.
16. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserlichtquelle (1 ) mindestens einen Laserdiodenbarren umfasst.
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