WO2012041279A2 - Verfahren und vorrichtung zur thermischen stabilisierung eines seltene-erden-lasers mit vermindertem kühlaufwand und geringerer thermischer beeinträchtigung - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to special rare earth lasers, which according to the proposal have an improved heat balance, a higher efficiency and thus a reduced cooling effort and reduced energy consumption, and the beam path is significantly less thermally affected.
  • these lasers can be pumped with laser diodes in the wavelength range 800-980 mn.
  • the invention is advantageous.
  • Such lasers are used in industry, medicine and research and development. Particularly in the space sector, laser systems with reduced cooling requirements are in demand, but also in display technology it is about high efficiencies. Furthermore, the use of the laser according to the invention in the production of non-linear optical effects or radioactive radiation is expedient. On the one hand, the invention reduces the necessary economic outlay for cooling the power loss, and on the other hand, by reducing the thermal effects, the threshold for realizing greater pulse powers is increased overall and the energy requirement is reduced.
  • the limitation of the maximum power of high-energy laser systems lies in the heating of the laser material by losses in the conversion of the pump photons into laser photons.
  • the heat loss is very large and the laser is therefore expensive to cool and on the other hand, thedeimg is limited by the geometry and heat conduction of the heated material.
  • the laser medium will generally form a thermal lens and be threatened by the occurring temperature gradients of destruction.
  • it is necessary to increase the volume of the pumped laser material. This raises the problem that the amount of heat generated is increasingly worse to extract from the larger volume.
  • the dissipation of heat can be improved by geometry and material properties.
  • the disk laser (A. Giesen and J. Lucasr: "Fifteen years of work on thin-disk lasers: results and scaling laws" IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13 (3), 2007, 598) is a widely used one Principle to dissipate heat quickly.
  • the problem here is that due to the thin laser material very many material passages are required, as well as the fact that in the necessary for high-power laser disc sizes quickly so-called cross-glazing occurs, which has absolutely fatal consequences for the laser efficiency.
  • Fiber lasers eg BR Paschotta: "Field Guide to Optical Fiber Technology” SPIE Press, Bellingham, WA, 2010
  • Fiber lasers are a class of lasers that also allow high average powers to be achieved, because here the concentration of active atoms or ions can be kept very low.
  • Faseriasera there is the problem that they can not reach arbitrarily large beam diameters without incurring a considerable loss of beam quality. This can only achieve limited intensities and peak performance.
  • thermo-optic problems such as thermo-optic lenses, remain receive.
  • highly thermally conductive substances often have a narrower emission spectrum, which is very unfavorable especially at high pulse peak powers, ie for generating ultrashort pulses.
  • the object is achieved according fiction, in that the laser material of the rare-earth laser is deep-frozen before switching on the laser and thus before the generation of waste heat, in particular to a temperature range between 270 K and 4 K. Surprisingly, it has been shown With this precooling the waste heat of the laser can be largely avoided and thus a thermal stability is achieved, which can not even arise the known manner extremely high temperatures, which would then dissipate consuming and which often lead to thermo-optical impairments of the laser radiation.
  • the rare-earth-doped laser materials show changes in the absorption and emission spectrum with decreasing temperature (see also FIGS. 3 and 4 of the drawing). This is exploited by the invention to pump at wavelengths that are less than 10% below the laser wavelength at very advantageous cross sections for the laser process.
  • cooling can increase the interaction cross-section at this wavelength.
  • the cooling which can be accomplished, for example, with refrigerators, liquid nitrogen, or liquid / gaseous helium, does not serve to dissipate the waste heat of the laser process, but according to the proposed change in the spectrum and thus avoiding the waste heat.
  • the energy level scheme of, for example, Yb 3+ is a so-called quasi-3-level system whose levels are determined by the Stark effect of the surrounding host crystal (eg, CaF 2 ) were broadened. Due to the proximity of these high levels to each other, they are thermally occupied, which requires laser operation in that it requires very high pumping to achieve population inversion as a prerequisite for laser activity. The cooling increasingly prevents the thermal occupancy of the somewhat higher lying Stark levels with decreasing temperature. This effectively turns the quasi-3-level system into a 4-level system, where levels 1-2 and 3-4, respectively, are very close to each other, and therefore an extremely small quantum defect.
  • a very narrow band wavelength selective mirror or filter may be used, e.g. A Fabry-Perot etalon or a Bragg grating.
  • Another possibility is the arrangement of the pump radiation with a small angle to the laser beam, both in the volume of the laser material and in a disk laser array.
  • Such laser systems designed by the proposed cryogenics can be scaled much further in performance to high powers without thermally disrupting the lasant material or causing significant thermal lenses that interfere with the beam guidance of the laser.
  • the laser exhibits significantly higher efficiency because, by avoiding the said extreme thermal effect of the laser material and the more efficient heat balance of the laser assembly, more energy is converted into the beam generation to achieve the above higher laser powers.
  • the invention presented here brings benefits to a fiber laser, since the fibers could be shorter due to the higher gain and thus the losses could be kept smaller. To implement such a laser arrangement, the following steps are recommended:
  • a rare earth ion is to be identified which has fluorescence with high quantum efficiency in the range of the desired laser wavelength at room temperature.
  • emission and absorption spectra are recorded in favorable spectral ranges as a function of the temperature.
  • the temperature of the laser material is now reduced in view of the abovementioned emission and absorption spectra so that at reasonable cooling costs, the cross sections and fluorescence intensities in the desired emission range are as large as possible.
  • the absorption behavior of the laser material will change as absorption increases in one or more spectral regions of the absorption band.
  • the pump source is then to be selected so that its wavelength is close to the desired laser wavelength and radiates into one of the now more efficient absorption regions. This also includes the design of the emission width of the pump source.
  • the rare-earth laser can be embodied as a fiber laser or solid-state laser in the form of the disk laser, disc laser, active mirror laser, Rod laser, or other forms, wherein for example Yb-doped CaF 2 , SrF 2 , MgF 2 or BaF 2 can be used, which is present as a crystal, as a ceramic, or as a particle cloud in a liquid.
  • the deep-frozen laser system is preferably operated with laser wavelengths in the range 985-995 nm and pump wavelengths in the range 920-980 nm.
  • a positive side effect of cooling to low temperatures is the increasing thermal conductivity with decreasing temperature. Almost all laser materials and materials that are used for optical assemblies (eg as brackets) possess this property. This serves to quickly adjust the temperature balance, the more effective cooling and the further avoidance of thermal effects in the laser medium, even in addition.
  • the laser material can be optically pumped with wavelengths very close to the laser emission.
  • the laser photon energy is less than 2% below the pump photon energy.
  • the proposed freezing can be, as well as the
  • Embodiments show, without problems in per se known
  • a deep-frozen device which merely increases the beam quality of laser diode stacks.
  • the frozen laser material is pumped with a known high-power laser diode stack.
  • the radiation can focus much better than the radiation that comes directly from the said laser diode stack. This focusability enormously increases the benefits for optical applications, although the conversion performance only decreases slightly.
  • the invention will be explained in more detail below with reference to Aus collrrungsbeiful shown in the drawing.
  • Fig. 1 schematic representation of a disk laser
  • Fig. 2 schematic representation of a bulk laser
  • Fig. 1 the embodiment of the invention as a disk laser is exemplified schematically.
  • a substrate 2 in a vacuum chamber 1 carries a disk-shaped laser material 3 for generating a laser radiation 4.
  • a pump radiation 5 of a pump laser not explicitly shown via an optical lens 6 and a focusing mirror 7 is repeatedly focused on the laser material 3 and at his the Substrate 2 facing rear surface reflected.
  • This rear surface of the laser material 3 and an end mirror 8 thus form a laser resonator in a manner known per se, the generated laser radiation 4 leaving this laser resonator via the end mirror 8 and then the vacuum chamber 1 via a deflection mirror 9 and an anti-reflective optical window 10.
  • the rear side of the substrate 2 is thermally coupled to a cooling finger 11 which projects into the vacuum chamber 1 and communicates with a cooling reservoir (not shown), for example a reservoir with liquid nitrogen or liquid or gaseous helium.
  • a cooling reservoir for example a reservoir with liquid nitrogen or liquid or gaseous helium.
  • the supply of cooling is symbolized by arrow on the left next to the cooling finger 11.
  • the laser material 3 is cooled by the cooling finger 11 via the substrate 2 to a temperature in the range from 270 K to 4 K.
  • the vacuum chamber 1 is evacuated before said deep-freezing of the laser material 3, so that no precipitate condensing at these low temperatures air constituents on the laser material 3 and affect the laser beam generation.
  • Fig. 2 is shown as a further example, the embodiment of the invention as a bulk laser schematically.
  • a pump radiation 12 of a pump laser not explicitly shown via deflecting mirrors 13, 14, 15 and a reflector mirror 16 is repeatedly directed to a laser material 17, which is located in a holder 18. Focusing is effected by the deflection mirrors 13, 14, 15 and the reflector mirror 16.
  • the laser material 17 and two end mirrors 19, 20 in turn form a laser resonator, wherein the generated laser radiation 21 via the
  • End mirror 19 is decoupled.
  • the holder 18 For the purpose of freezing the laser material 17 according to the invention to a temperature in the range of 270 K to 4 K, the holder 18 contains flow channels 22, 23, via which liquid nitrogen (1-N 2) or liquid or gaseous helium flows through the holder 18 with the laser material 17 ,
  • This laser arrangement can in turn be introduced into a vacuum chamber, not shown for reasons of clarity in FIG. 2, with an optical window.
  • FIG. 3 and FIG. 4 show spectra for the emission and absorption behavior of Yb 3+ : CaF 2 at different temperatures. Notable and particularly interesting for the operation of the invention are the increase in absorption at 980 nm (FIG. 4) and the increase in emission at 992 nm (FIG. 3) for the said pump source and laser wavelengths lying close to each other. List of used reference numbers

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Abstract

Aufgabe war es, den erforderlichen Aufwand zur thermischen Stabilisierung des Lasermaterials wesentlich zu verringern, den Wirkungsgrad zu verbessern und thermooptische Beeinträchtigungen der Laserstrahlung zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird das Lasermaterial (3) für die Verwendung des Seltene-Erden-Lasers zwecks Vermeidung oder Reduzierung entstehender und abzuführender Wärme tiefgekühlt (11). Die Erfindung ist insbesondere für Laser mit hohen Dauerstrichleistungen bzw. großen Pulsspitzenleistungen bei mittleren und hohen Repititionsraten vorteilhaft. Beispielweise wird ein Yb:Ca F2 Laser auf 270 K abgekühlt und bei 980 nm gepumpt und emittiert bei 992 nm. Zur Kühlung kann flüssiger Stickstoff verwendet werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Stabilisierung eines Seltene- Erden-Lasers mit vermindertem Kühlaufwand und geringerer thermischer Beeinträchtigung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft spezielle Seltene-Erden-Laser, die vorschlagsgemäß eine verbesserte Wärmebilanz, einen höheren Wirkungsgrad und somit einen verminderten Kühlaufwand sowie verminderten Energiebedarf aufweisen, und deren Strahlengang wesentlich geringer thermisch beeinträchtigt wird. Insbesondere lassen sich diese Laser mit Laserdioden im Wellenlängenbereich 800-980 mn pumpen.
Überall dort, wo mit hohem Wirkungsgrad hohe Dauerstrichleistungen oder große Pulsspitzenleistungen bei mittleren und hohen Repititionsraten benötigt werden, ist die Erfindung vorteilhaft.
Solche Laser finden Anwendung in der Industrie, Medizin sowie in Forschung und Entwicklung. Besonders im Raumfahrtbereich sind Lasersysteme mit reduziertem Kühlaufwand gefragt, aber auch in der Displaytechnologie geht es um hohe Wirkungsgrade. Des Weiteren ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Lasers bei der Erzeugung nichlinear-optischer Effekte oder radioaktiver Strahlung zweckmäßig. Zum einen verringert die Erfindung den notwendigen wirtschaftlichen Aufwand zur Kühlung der Verlustleistung und zum anderen wird durch die Verringerung der thermischen Effekte insgesamt die Schwelle der Realisierbarkeit größerer Pulsleistungen erhöht und der Energiebedarf gesenkt.
Die Begrenzung der maximalen Leistung hochenergetischer Lasersysteme liegt in der Erwärmung des Lasermaterials durch Verluste bei der Umwandlung der Pumpphotonen in Laserphotonen. Zum einen wird die Verlustwärme sehr groß und der Laser ist deswegen aufwendig zu kühlen und zum anderen ist die Kühlimg begrenzt durch die Geometrie und Wärmeleitung des erwärmten Materials. Das Laser-medium wird im Allgemeinen eine thermische Linse ausbilden und durch die auftretenden Temperaturgradienten von Zerstörung bedroht sein. Um die Verstärkimg von Lasern zu maximieren, ist es notwendig, das Volumen des gepumpten Lasermaterials zu vergrößern. Dabei stellt sich das Problem, dass die erzeugte Wärmemenge immer schlechter aus dem größeren Volumen zu extrahieren ist.
Zur Lösung dieser Probleme gibt es zwei Ansätze: einerseits die effiziente Abfuhr der Wärme und andererseits die Vermeidung der Wärme durch einen geeigneten Laserprozess.
Die Abfuhr der Wärme lässt sich durch Geometrie und Materialeigenschafiten verbessern. Der Scheibenlaser (A. Giesen und J. Speiser: "Fifteen years of work on thin-disk lasers: results and scaling laws" IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13 (3), 2007, 598) ist ein weit verbreitetes Prinzip, um Wärme schnell abzuführen. Problematisch dabei ist, dass aufgrund des dünnen Lasermaterials sehr viele Materialdurchgänge benötigt werden, sowie die Tatsache, dass bei den für Hochleistungslaser nötigen Scheibengrößen schnell so genanntes Querlasing auftritt, was absolut fatale Folgen für die Lasereffizienz hat.
Faserlaser (z. B. R. Paschotta: "Field Guide to Optical Fiber Technology" SPIE Press, Bellingham, WA, 2010) sind eine Klasse von Lasern, die es auch erlauben, hohe Durchschnittsleistungen zu erreichen, weil hier die Konzentration an aktiven Atomen bzw. Ionen sehr niedrig gehalten werden kann. Bei Faseriasera besteht allerdings das Problem, dass sie nicht beliebig große Strahldurchmesser erreichen können ohne einen erheblichen Verlust an Strahlqualität in Kauf zu nehmen. Damit lassen sich nur begrenzte Intensitäten und Spitzenleistungen erzielen.
Eine andere bekannte Lösung ist die Verwendung von gut wärmeleitenden Wirtskristallen für die Laserionen (Vergleich zwischen FP-Glas, YAG und CaF siehe z. B. M. Siebold et al:„Yb:CaF2— a new old laser crystal", Appl. Phys. B Vol. 97, Issue 2, 2009). Diese Methode hat den Nachteil, dass man die Leistung nur um den gleichen Faktor erhöhen kann, um den die Wärmeleitung besser als bei einem anderen Material wäre. Dadurch stößt man auch bei gut wärmeleitenden Kristallen bald an die Grenzen derer thermischen Belastbarkeit. Die thermooptischen Probleme, wie z. B. thermooptische Linsen, bleiben erhalten. Außerdem haben gut wärmeleitende Stoffe oft ein schmaleres Emissionsspektrum, was gerade bei großen Pulsspitzenleistungen, also zur Erzeugung ultrakurzer Pulse, sehr ungünstig ist.
Für die Vermeidung der Wärme gibt es unterschiedliche Ansätze.
Zum einen wird versucht, das Lasermaterial über Fluoreszenz zu kühlen (Mansoor Sheik-Bahae und Richard I. Epstein: "Optical refrigeration", Nature Photonics 1, 2007, 693 - 699). Dies erlaubt allerdings aufgrund der geringen Fluoreszenzraten und durch die geringe Pumpabsorption auch nur sehr kleine Laserleistungen; ist also speziell für die Anwendungen, in denen hohe Leistungen und damit große Wärmemengen ein Problem sind, absolut ungeeignet.
Zum anderen wird versucht, die Entstehimg der Wärme beim Laserprozess zu verringern. Dazu sind Materialien auszuwählen, die eine sehr hohe Quanteneffizienz (nahe 1) aufweisen, die also möglichst jedes Pumpphoton in ein Laserphoton umsetzen. Wenn bei diesen Materialien dann auch noch Pump- und Laser- Wellenlänge sehr nahe zusammenliegen (sog. Resonanzpumpen, wie beispielsweise in EP 1 684 392 Bl vorgeschlagen), dann ist die Abwärme minimal. Leider ist die Auswahl eines solchen Materials sehr problematisch, je nach gewünschter Laserwellenlänge oft sogar unmöglich, weil die Pump- und Laser- Wellenlängen an das Spektrum des Materials gebunden sind, welches nicht beeinflusst werden kann. Außerdem müssen für den Laserbetrieb noch Bedingungen erfüllt sein, die im Widerspruch dazu stehen, dass Laserwellenlänge und Pumpwellenlänge gleich sind. Dadurch ergeben sich sehr komplexe Anforderungen an das Material, z. B. eine Stark- Aufspaltung, die groß genug ist, damit die oberen Niveaus durch thermische Besetzung kaum bevölkert sind (was den Laserprozess allerdings erschweren würde), die aber auch klein genug ist, damit nicht zu viel Energie in Wärme umgesetzt wird. Dieses sog. Resonanzpumpen ist zwar eine bekannte Technik, kann aber in der Praxis kaum realisiert werden, da entweder keines der möglichen Lasermaterialien die nötigen spektralen Eigenschaften für den gewünschten Wellenlängenbereich ausweist oder die Effizienz des Prozesses zu gering ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den erforderlichen Aufwand zur thermischen Stabilisierung des Lasermaterials wesentlich zu verringern, den Wirkungsgrad zu verbessern und thermooptische Beeinträchtigungen der Laserstrahlung zu vermeiden.
Die Aufgabe wird erfindungs gemäß dadurch gelöst, dass das Lasermaterial des Seltene-Erden-Lasers bereits vor dem Einschalten des Lasers und damit vor der Entstehung der Abwärme tiefgekühlt wird, insbesondere auf einen Temperaturbereich zwischen 270 K und 4 K. Überraschend hat sich gezeigt, dass sich mit dieser Vorkühlung die Abwärme des Lasers größtenteils vermeiden lässt und somit eine thermische Stabilität erreicht wird, welche die bekannter Weise extrem hohen Temperaturen, die dann aufwändig abzuführen wären und welche häufig zu thermooptischen Beeinträchtigungen der Laserstrahlung führen, gar nicht erst entstehen lassen.
Dadurch ist der Aufwand zur erforderlichen Abfuhr entstehender Wärme wesentlich verringert. Untersuchungen haben gezeigt, dass die abzuführende Wärmemenge nur 10 % in Relation zu bekannten Kühlmethoden eines Lasers beträgt.
Die Seltene-Erden-dotierten Lasermaterialien zeigen mit sinkender Temperatur Veränderungen des Absorptions- und Emissionsspektrums (vgl. auch Fig. 3 und 4 der Zeichnung). Dies macht sich die Erfindimg zu Nutze, um bei sehr vorteilhaften Wirkungsquerschnitten für den Laserprozess mit Wellenlängen zu pumpen, die weniger als 10 % unter der Laserwellenlänge liegen. Für Materialien, bei denen die Pumpwellenlänge bereits so nah an der Laserwellenlänge liegt, kann mit der Kühlung der Wirkungsquerschnitt für die Wechselwirkung bei dieser Wellenlänge erhöht werden. Die Kühlung, welche zum Beispiel mit Refrigeratoren, flüssigem Stickstoff, oder flüssigem/gasförmigem Helium bewerkstelligt werden kann, dient hierbei nicht der Abfuhr der Abwärme des Laserprozesses, sondern vorschlagsgemäß der Veränderung des Spektrums und somit der Vermeidung der Abwärme.
Erreicht wird dies durch eine Veränderung der Besetzung thennisch besetzter Stark-Niveaus. Das Energieniveauschema beispielsweise des Yb3+ ist ein sog. Quasi-3-Nivau-System, dessen Niveaus durch den Stark-Effekt des umgebenden Wirtskristalls (z. B. CaF2) verbreitert wurden. Durch die Nähe dieser Stark-Niveaus zueinander, sind diese thermisch besetzt, was den Laserbetrieb insofern beansprucht, dass man sehr stark pumpen muss, um eine Besetzungsinversion als Voraussetzung für Laseraktivität zu erreichen. Die Kühlung verhindert mit abnehmender Temperatur in zunehmendem Maße die thermische Besetzung der etwas höher liegenden Stark-Niveaus. Dadurch wird das Quasi-3-Nivau-System effektiv zu einem 4-Niveau-System, bei dem jeweils die Niveaus 1-2 und 3-4 sehr nahe beieinander Hegen und daher ein äußerst kleiner Quantendefekt zu verzeichnen ist. In einem 4-Niveau- System sind die Besetzungsinversion und damit die Voraussetzung für den Laserbetrieb viel einfacher zu erreichen. Um die Pump- und Laserwellenlänge im Resonator zu trennen, kann ein sehr schmalbandiger wellenlängenselektiver Spiegel bzw. Filter verwendet werden, z. B. ein Fabry-Perot-Etalon oder ein Bragg-Gitter. Eine andere Möglichkeit ist die Anordnung der Pumpstrahlung mit einem kleinen Winkel zum Laserstrahl, sowohl im Volumen des Lasermaterials als auch in einer Scheibenlaser- Anordnung.
Derartig durch die vorgeschlagene Tiefkühlung gestaltete Lasersysteme können in der Leistung viel weiter zu hohen Leistungen skaliert werden, ohne das Lasermaterial thermisch zu zerstören oder erhebliche thermische Linsen zu verursachen, welche die Strahlführung des Lasers stören.
Infolge der Verringerimg des erforderlichen Aufwandes zu Wärmeabfuhrung zeigt der Laser einen wesentlich höheren Wirkungsgrad, weil durch die Vermeidung der besagten extremen Wärmewirkung des Lasermaterials und der effizienteren Wärmebilanz der Laseranordnung entsprechend mehr Energie in die Strahlerzeugung umgesetzt wird, so dass die besagten höheren Laserleistungen erreicht werden.
Die hier vorgestellte Erfindung bringt einem Faserlaser Vorteile, da die Fasern aufgrund der höheren Verstärkung kürzer und damit die Verluste kleiner gehalten werden könnten. Zur Realisierung einer solchen Laseranordnung empfehlen sich nachfolgende Schritte:
Zunächst ist ein Seltene-Erden-Ion zu identifizieren, welches im Bereich der gewünschten Laserwellenlänge bei Zimmertemperatur Fluoreszenz mit hoher Quanteneffizienz aufweist.
Für dieses Ion ist ein vorteilhaftes Wirtsmaterial (Kristall, amorpher Festkörper oder Flüssigkeit) zu finden, so dass die Kühlung problemlos realisiert werden kann.
Für das gewählte Material werden in günstigen Spektralbereichen Emissions- und Absorptionsspektren in Abhängigkeit von der Temperatur aufgenommen.
Die Temperatur des Lasermaterials wird nun in Anbetracht der vorgenannten Emissions- und Absorptionsspektren so verringert, dass bei vertretbarem Kühlaufwand die Wirkungsquerschnitte bzw. Fluoreszenzstärken im gewünschten Emissionsbereich so groß wie möglich werden. Dabei wird sich das Absorptionsverhalten des Lasermaterials ändern, indem in einem oder mehreren spektralen Bereichen des Absorptionsbandes die Absorption steigt.
Die Pumpquelle ist dann so auszuwählen, dass ihre Wellenlänge nah bei der gewünschten Laserwellenlänge liegt, und in einen der nun effizienteren Absorptionsbereiche strahlt. Das schließt auch das Design der Emissionsbreite der Pumpquelle mit ein.
Der Seltene-Erden-Laser kann dabei als Faserlaser oder Festkörperlaser in Form des Scheibenlasers, Disc-Lasers, Active-Mirror-Lasers, Rod- Lasers, oder anderer Formen ausgebildet sein, wobei als Lasermaterial beispielsweise Yb dotiertes CaF2, SrF2, MgF2 oder BaF2 Verwendung finden kann, welches als Kristall, als Keramik, oder als Partikelwolke in einer Flüssigkeit vorliegt.
Das tiefgekühlte Lasersystem wird im Falle von Yb3+ : CaF2 vorzugsweise mit Laser Wellenlängen im Bereich 985-995 nm und Pumpwellenlängen im Bereich 920-980 nm betrieben.
Konfigurationen, die eine gute Wärmeleitung ermöglichen (insbesondere wenn mehrere Wirtsmaterialien zur Auswahl stehen), sind zu bevorzugen, da diese gleichzeitig eine effiziente Kühlung des Lasermediums auf tiefe Temperaturen erlauben.
Ein positiver Nebeneffekt der Kühlung auf tiefe Temperaturen ist die mit sinkender Temperatur zunehmende Wärmeleitfähigkeit. Diese Eigenschaft besitzen fast alle Lasermaterialien und Stoffe, die für optische Aufbauten (z. B. als Halterungen) verwendet werden. Dies dient der raschen Einstellung des Temperaturgleichgewichts, der effektiveren Kühlung sowie der weiteren Vermeidung von thermischen Effekten im Lasermedium, selbst zusätzlich.
Mit der erfmdungs gemäßen Tiefkülilung des Lasermaterials werden folgende Effekte zur Erhöhung der Effizienz des Lasers genutzt:
- Depopulation des unteren Laserniveaus.
- Das Lasermaterial kann mit Wellenlängen sehr nah an der Laseremission optisch gepumpt werden. Im Falle von Yb3+:CaF2 liegt die Laser-Photonenenergie zum Beispiel weniger als 2% unter der Pumpphotonenenergie.
- Die Wärmeleitfähigkeit des Lasermaterials und der zur Kühlanbindung verwendeten Materialien wird verbessert.
Die vorgeschlagene Tiefkühlung lässt sich, wie auch die
Ausführungsbeispiele zeigen, problemlos in an sich bekannte
Lasersysteme integrieren.
Darüber hinaus ist beispielsweise auch eine tiefgekühlte Vorrichtung denkbar, welche lediglich die Strahlqualität von Laserdiodenstacks erhöht. Hierfür wird das tiefgekühlte Lasermaterial mit einem bekannten Hochleistungs-Laserdiodenstapel gepumpt. Der Strahl, den die Laservorrichtung dann generiert, hat zwar etwas weniger Leistung als der Hochleistungs-Laserdiodenstapel, eine ähnliche Wellenlänge, aber eine Strahlqualität, die typischerweise nahe M2 =1 liegt. Dadurch iässt sich die Strahlung viel besser fokussieren als diejenige Strahlung, die unmittelbar aus dem besagten Laserdiodenstack kommt. Diese Fokussierbarkeit erhöht den Nutzen für optische Anwendungen enorm, obwohl die Leistung durch die Umwandlung nur leicht sinkt. Die Erfindung soll nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfülrrungsbeispielen näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 : schematiscbe Darstellung eines Scheibenlasers mit
erfindungs gemäßer Tiefkühlung des Lasermaterials über einen Kühlfinger
Fig. 2: schematische Darstellung eines Bulk-Lasers mit
erfindungsgemäßer Tiefkühlung des Lasermaterials über flüssigen Stickstoff
Fig. 3: Diagrammdarstellung der Abhängigkeit des
Emissionsquersclrnitts von der Wellenlänge für Yb3+:CaF2 bei verschiedenen Temperaturen unter optischer Anregung mit 940 nm Wellenlänge
Fig. 4: Diagrammdarstellung der Abhängigkeit des
Absorptionsquerschnitts von der Wellenlänge für Yb3+ :CaF2 bei verschiedenen Temperaturen
In Fig. 1 ist beispielhaft die Ausführung der Erfindung als Scheibenlaser schematisch abgebildet.
Ein in einer Vakuumkammer 1 befindliches Substrat 2 trägt ein scheibenförmiges Lasermaterial 3 zur Erzeugung einer Laserstrahlung 4. Für diese Laserstrahlerzeugung wird eine Pumpstrahlung 5 eines nicht explizit dargestellten Pumplasers über eine optische Linse 6 und einen Fokussierspiegel 7 mehrmals auf das Lasermaterial 3 fokussiert und an seiner dem Substrat 2 zugewandten Rückfläche reflektiert. Diese Rückfläche des Lasermaterials 3 und ein Endspiegel 8 bilden somit in an sich bekannter Weise einen Laserresonator, wobei die generierte Laserstrahlung 4 diesen Laserresonator über den Endspiegel 8 sowie anschließend die Vakuumkammer 1 über einen Umlenkspiegel 9 und ein entspiegeltes optisches Fenster 10 verlässt.
Die Rückseite des Substrats 2 ist thermisch mit einem in die Vakuumkammer 1 hineinragenden Kühlfinger 11 gekoppelt, der mit einem nicht dargestellten Kühlreservoir, beispielsweise ein Reservoir mit flüssigem Stickstoff oder flüssigem bzw. gasförmigem Helium in Verbindung steht. Die Zuführung der Kühlung ist durch Pfeildarstellung links neben dem Kühlfinger 11 symbolisiert. Vor Inbetriebnahme des Scheibenlasers wird das Lasermaterial 3 durch den Kühlfinger 11 über das Substrat 2 auf eine Temperatur im Bereich von 270 K bis 4 K tiefgekühlt.
Die Vakuumkammer 1 wird vor der besagten Tiefkühlung des Lasermaterials 3 evakuiert, so dass sich keine bei diesen niedrigen Temperaturen kondensierenden Luftbestandteile am Lasermaterial 3 niederschlagen und die Laserstrahlerzeugung beeinträchtigen können.
In Fig. 2 ist als weiteres Beispiel die Ausführung der Erfindung als Bulklaser schematisch abgebildet.
Zur Laserstrahlerzeugung wird eine Pumpstrahlung 12 eines nicht explizit dargestellten Pumplasers über Umlenkspiegel 13, 14, 15 und einen Reflektorspiegel 16 mehrmals auf ein Lasermaterial 17 gelenkt, welches sich in einer Halterung 18 befindet. Die Fokussierung erfolgt dabei durch die Umlenkspiegel 13, 14, 15 und den Reflektorspiegel 16.
Das Lasermaterial 17 und zwei Endspiegel 19, 20 bilden wiederum einen Laserresonator, wobei die generierte Laserstrahlung 21 über den
Endspiegel 19 ausgekoppelt wird.
Zwecks erfindungsgemäßer Tiefkühlung des Lasermaterials 17 auf eine Temperatur im Bereich von 270 K bis 4 K enthält die Halterung 18 Strömungskanäle 22, 23, über welche flüssiger Stickstoff (1-N2) oder flüssiges bzw. gasförmiges Helium durch die Halterung 18 mit dem Lasermaterial 17 strömt.
Auch diese Laseranordnung kann wiederum in eine aus Übersichtsgründen in Fig. 2 nicht dargestellt Vakuumkammer mit optischem Fenster eingebracht werden.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen Spektren zum Emissions- bzw. Absorptions- Verhalten von Yb3+ :CaF2 bei unterschiedlichen Temperaturen. Auffällig und für die Funktionsweise der Erfindung besonders interessant sind der Anstieg der Absorption bei 980 nm (Fig. 4) und der Anstieg der Emission bei 992 nm (Fig. 3) für die besagten nahe beieinander liegenden Wellenlängen von Pumpquelle und Laser. Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Vakuumkammer
2 Substrat
3, 17 Lasermaterial
4, 21 Laserstrahlung
5, 12 Pumpstrahlung
6 optische Linse
7 Fokussierspiegel
8, 19, 20 - Endspiegel
9 Umlenkspiegel
10 optisches Fenster
11 Kühlfinger
13, 14, 15 - Umlenkspiegel
16 Reflektorspiegel
18 Halterung
22, 23 Strömungskanal
1-N2 flüssiger Stickstoff

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur thermischen Stabilisierung eines Seltene-Erden-Lasers mit vermindertem Kühlaufwand und geringerer thermischer Beeinträchtigung, indem das Lasermaterial für die Verwendimg des Seltene-Erden-Lasers zwecks Vermeidung oder Reduzierung entstehender und abzuführender Wärme tiefgekühlt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasermaterial mit einer Temperatur im Bereich zwischen 270 K und 4 K gekühlt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die thermische Stabilisierimg des Seltene-Erden-Lasers zunächst das Lasermaterial gewählt wird, welches im Bereich der gewünschten Laserwellenlänge bei Zimmertemperatur Fluoreszenz mit hoher Quanteneffizienz aufweist, und welches die entsprechende Tiefkühlung ermöglicht, dass nach der Wahl des Lasermaterial in Abhängigkeit dessen temperaturabhängigen Emissions- und Absorptionsspektren die Temperatur des Lasermaterials auf einen Bereich eingestellt wird, für welchen bei vertretbarem Kühlaufwand die Wirkungsquerschnitte/Fluoreszenzstärken des Lasermaterials in dessen Emissionsbereich möglichst groß sind und dass die Pumpwellenlänge des Seltene-Erden-Lasers möglichst nahe der gewünschten Laserwellenlänge eingestellt wird.
4. Vorrichtung zur tliermischen Stabilisierung eines Seltene-Erden- Lasers mit vermindertem Kühlaufwand und geringerer thermischer Beeinträchtigung, bei welcher das Lasermaterial (3, 17) zwecks Vermeidung oder Reduzierung entstehender und abzuführender Wärme unmittelbar mit einem tiefgekühlten Kühlelement (1 1 , 22, 23) in Verbindung steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement als laschenförmiger Kühlfinger (11) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (11 , 22, 23) im thermischen Kontakt zu flüssigem Stickstoff (I-N2) steht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (1 1 , 22, 23) im thermischen Kontakt zu flüssigem oder gasförmigem Helium steht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (1 1 , 22, 23) aus einem Refrigerator besteht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (11, 22, 23) aus einem Peltier-Element besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (1 1, 22, 23) eine Temperatur im Bereich zwischen 270 K und 4 K aufweist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2606540B1 (de) * 2010-08-18 2015-08-26 Amplitude Systemes Optischer verstärker und laser mit einem derartigen verstärker

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1684392B1 (de) 2005-01-21 2007-10-31 Raytheon Company Laser mit minimaler Abwärme

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3067686B2 (ja) * 1997-04-21 2000-07-17 日本電気株式会社 固体レーザ装置
AT405776B (de) * 1997-11-24 1999-11-25 Femtolasers Produktions Gmbh Kühlvorrichtung für einen laserkristall
JP4240932B2 (ja) * 2002-07-15 2009-03-18 サイバーレーザー株式会社 ヘリウム循環冷却レーザ装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1684392B1 (de) 2005-01-21 2007-10-31 Raytheon Company Laser mit minimaler Abwärme

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. GIESEN; J. SPEISER: "Fifteen years of work on thin-disk lasers: results and scaling laws", IEEE J. SEL. TOP. QUANTUM ELECTRON., vol. 13, no. 3, 2007, pages 598, XP011185685, DOI: doi:10.1109/JSTQE.2007.897180
M. SIEBOLD ET AL.: "Yb:CaF2 - a new old laser crystal", APPL. PHYS. B, vol. 97, no. 2, 2009, XP019758897, DOI: doi:10.1007/s00340-009-3701-y
MANSOOR SHEIK-BAHAE; RICHARD I. EPSTEIN: "Optical reftigeration", NATURE PHOTONICS, vol. 1, 2007, pages 693 - 699
Z. B. R. PASCHOTTA: "Field Guide to Optical Fiber Technology", 2010, SPIE PRESS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2606540B1 (de) * 2010-08-18 2015-08-26 Amplitude Systemes Optischer verstärker und laser mit einem derartigen verstärker

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