WO2012084425A1 - Stripline laser amplifier and laser arrangement with a stripline laser amplifier - Google Patents

Stripline laser amplifier and laser arrangement with a stripline laser amplifier Download PDF

Info

Publication number
WO2012084425A1
WO2012084425A1 PCT/EP2011/071240 EP2011071240W WO2012084425A1 WO 2012084425 A1 WO2012084425 A1 WO 2012084425A1 EP 2011071240 W EP2011071240 W EP 2011071240W WO 2012084425 A1 WO2012084425 A1 WO 2012084425A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser
discharge space
stripline
laser amplifier
electrodes
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/071240
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hermann Hage
Jörg Porath
Original Assignee
Rofin-Sinar Laser Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rofin-Sinar Laser Gmbh filed Critical Rofin-Sinar Laser Gmbh
Publication of WO2012084425A1 publication Critical patent/WO2012084425A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/0315Waveguide lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/07Construction or shape of active medium consisting of a plurality of parts, e.g. segments
    • H01S3/073Gas lasers comprising separate discharge sections in one cavity, e.g. hybrid lasers
    • H01S3/076Folded-path lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08081Unstable resonators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/22Gases
    • H01S3/223Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/2232Carbon dioxide (CO2) or monoxide [CO]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2308Amplifier arrangements, e.g. MOPA
    • H01S3/2325Multi-pass amplifiers, e.g. regenerative amplifiers

Definitions

  • the invention relates to a stripline laser amplifier and a laser arrangement with a stripline laser amplifier.
  • a band conductor or slab laser oscillator is a laser oscillator known, for example, from EP 0305893 A2 or US Pat. No. 4,719,639 A, whose resonator is a combination of a waveguide resonator and an unstable resonator of the positive or negative branch. In such a band conductor laser oscillator is located
  • Carbon dioxide containing CO 2 gas mixture in a narrow discharge formed between two flat plate-shaped electrodes formation space By applying a high-frequency electromagnetic field, the gas mixture located between the electrodes is excited.
  • a resonator mirror is arranged in each case opposite the end faces of the narrow parallelepiped discharge space formed in this way.
  • the resonator mirrors form in a direction parallel to the narrow side of the Entla ⁇ dung space unstable confocal resonator with a free beam propagation. Transversely to this direction, the propagation conditions of the electromagnetic radiation arising within the discharge space are determined by the waveguide properties of the electrodes.
  • Such shaped discharge space can also be used as a laser amplifier when are ⁇ arranged on the front sides of the discharge space instead of resonator mirrors folding mirrors, which deflect an incoming parallel at the edge of the discharge space to the long side into the discharge space laser beam zigzag so that it repeatedly the Traversing the discharge space and experiencing a gain.
  • a laser arrangement in which a strip laser amplifier is connected downstream of a laser oscillator is known, for example, from DE 10 2009 024 360 A1.
  • the invention is based on the object to provide a Bandlei ⁇ ter laser amplifier with which a high gain can be achieved with a compact design.
  • the invention is based on the object to provide a laser array with a ribbon conductor laser amplifier, with which it is possible to achieve a high performance in a likewise compact structure.
  • the object is achieved according to the invention solved by the features of the Patenanspru ⁇ ches 1.
  • the Bandleiter- laser amplifier comprises a plurality of stacked arranged areally extended and with their flat sides of opposed electrodes between which a narrow discharge chamber is formed, in which a
  • Carbon dioxide CO 2 containing laser gas is.
  • a folding mirror is arranged in each case on the end sides of each ⁇ discharge space and discharge spaces are connected with a coupling Spie ⁇ gelan extract optically behind the other.
  • a high gain with technologically controllable electrode surfaces can be achieved with a compact construction of the stripline laser amplifier in accordance with the number of discharge spaces stacked one above the other.
  • a resonator surrounding Vakuumge ⁇ fäß must be only slightly enlarged in its height corresponding to the number of superposed in the stack electrodes.
  • the necessary for holding the resonator substructure need not be increased, as would be the case in next ⁇ each other or arranged one behind another laser amplifiers.
  • a particularly compact construction is achieved if adjacent discharge spaces are spatially separated from each other by a common electrode.
  • a further advantage of such an arrangement is also that the intermediate electrodes experience a symmetrical thermal load, ie both flat sides are thermally loaded in the same way, so that a bending caused by different thermal load ⁇ bending of these electrodes can no longer occur.
  • the laser arrangement comprises a first and at least one second discharge space, each of which is stacked between two stacked and flat electrodes and opposite to each other, in which a laser gas containing carbon dioxide CO 2 is located.
  • a resonator mirror being ⁇ assigns that form an unstable resonator in a direction parallel to the flat sides oriented direction, wherein at the end faces of the at least one second discharge space depending ⁇ wells a folding mirror is arranged, and first and second discharge space with a coupling mirror arrangement optically mitei- are coupled together.
  • the first Entla ⁇ formation space forms a strip conductor laser oscillator, together with the resonator mirrors, which is used during at least an overlying second discharge space as Bandleiter- laser amplifier.
  • FIG. 4 shows a laser arrangement according to the invention also in a schematic view on the longitudinal side
  • Lasergas is located.
  • a laser beam LSi n is coupled to an end face 8a, which is generated by an external laser oscillator, not shown in the figure and propagates parallel to the longitudinal side of the discharge ⁇ space 6a.
  • two discharge spaces b are arranged one above the other. In principle, however, such discharge spaces can be arranged one above the other.
  • the mirror surfaces of both folding mirrors 10a are arranged obliquely to a system axis 14 extending in the longitudinal direction parallel to the flat sides of the electrodes 4a, b.
  • the mirror surface of one of the two folding mirrors 10a may be arranged perpendicular to this system axis 14. It is only important that the mirror surfaces of the two folding mirrors 10a are not arranged parallel to one another but slightly inclined relative to one another or at an angle to one another.
  • folding mirrors with slightly concave or convexly curved mirror surfaces can also be provided.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

A stripline laser amplifier contains a plurality of electrodes (4a-c), which are arranged stacked one above the other and extended areally, the flat sides of said electrodes lying opposite one another, and in each case one narrow discharge space (6a, b) being formed between said electrodes, in which a carbon dioxide (CO2)-containing laser gas is located, wherein in each case one folding mirror (10a, b) is arranged at the end sides (8a, b) of each discharge space (6a, b) and the discharge spaces (6a, b) are connected optically one behind the other with a coupling mirror arrangement (12).

Description

Beschreibung  description
Bandleiter-Laserverstärker und Laseranordnung mit einem Band- leiter-Laserverstärker Band conductor laser amplifier and laser arrangement with a band conductor laser amplifier
Die Erfindung bezieht sich auf einen Bandleiter- Laserverstärker sowie eine Laseranordnung mit einem Bandleiter-Laserverstärker . The invention relates to a stripline laser amplifier and a laser arrangement with a stripline laser amplifier.
Die Extraktion hoher Leistungen aus einem Laseroszillator ist aufgrund der damit einhergehenden Größenzunahme des Laseros¬ zillators mit einer Vielzahl von Einschränkungen, beispielsweise hinsichtlich der Strahlqualität, der Strahlstabilität und der Pulslänge verknüpft, wobei in der Regel die minimal erzielbare Pulslänge mit wachsender Ausgangsleistung zunimmt. Um eine hohe Laserleistung bei zugleich guter Strahlqualität, hoher Stabilität der optischen Eigenschaften und möglichst kurzer Pulslänge zu erzielen, ist es bekannt, einen Laser- strahl mit einem relativ kleinen Laseroszillator und entsprechen niedriger Ausgangsleistung zu erzeugen und diesen mit Hilfe eines oder mehrerer in Reihe geschalteter Laserverstärker zu verstärken. Bei einem Bandleiter- oder Slab-Laseroszillator handelt es sich um einen beispielsweise aus der EP 0305893 A2 oder der US 4,719,639 A bekannten Laseroszillator, dessen Resonator eine Kombination aus einem Wellenleiter-Resonator und einem instabilen Resonator des positiven oder negativen Zweiges ist. Bei einem solchen Bandleiter-Laseroszillator befindet sich einThe extraction of high power from a laser oscillator is due to the associated increase in size of the Laseros ¬ cillator associated with a variety of limitations, for example, in terms of beam quality, beam stability and the pulse length, which generally increases the minimum achievable pulse length with increasing output power. In order to achieve a high laser power with good beam quality, high stability of the optical properties and the shortest possible pulse length, it is known to produce a laser beam with a relatively small laser oscillator and low output power and this with the aid of one or more series-connected Amplify laser amplifier. A band conductor or slab laser oscillator is a laser oscillator known, for example, from EP 0305893 A2 or US Pat. No. 4,719,639 A, whose resonator is a combination of a waveguide resonator and an unstable resonator of the positive or negative branch. In such a band conductor laser oscillator is located
Kohlendioxid CO2 enthaltendes Gasgemisch in einem zwischen zwei flachen plattenförmigen Elektroden gebildeten schmalen Entla- dungsraum. Durch Anlegen eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes wird das zwischen den Elektroden befindliche Gasgemisch angeregt. Gegenüber den Stirnflächen des auf diese Weise gebildeten schmalen quaderförmigen Entladungsraumes ist jeweils ein Resonatorspiegel angeordnet. Die Resonatorspiegel bilden in einer Richtung parallel zur Schmalseite des Entla¬ dungsraumes einen instabilen konfokalen Resonator mit freier Strahlpropagation . Quer zu dieser Richtung werden die Ausbreitungsbedingungen der innerhalb des Entladungsraums entstehen- den elektromagnetischen Strahlung durch die Wellenleitereigenschaften der Elektroden festgelegt. Carbon dioxide containing CO 2 gas mixture in a narrow discharge formed between two flat plate-shaped electrodes formation space. By applying a high-frequency electromagnetic field, the gas mixture located between the electrodes is excited. A resonator mirror is arranged in each case opposite the end faces of the narrow parallelepiped discharge space formed in this way. The resonator mirrors form in a direction parallel to the narrow side of the Entla ¬ dung space unstable confocal resonator with a free beam propagation. Transversely to this direction, the propagation conditions of the electromagnetic radiation arising within the discharge space are determined by the waveguide properties of the electrodes.
Ein derart geformter Entladungsraum kann auch als Laserverstärker eingesetzt werden, wenn an den Stirnseiten des Entla- dungsraumes anstelle von Resonatorspiegeln Faltspiegel ange¬ ordnet werden, die einen am Rand des Entladungsraumes parallel zur Längsseite in den Entladungsraum eintretenden Laserstrahl zickzackförmig ablenken, so dass dieser mehrfach den Entladungsraum durchquert und dabei eine Verstärkung erfährt. Eine Laseranordnung, bei der einem Laseroszillator ein Bandleiter- Laserverstärker nachgeschaltet ist, ist beispielsweise aus der DE 10 2009 024 360 AI bekannt. Such shaped discharge space can also be used as a laser amplifier when are ¬ arranged on the front sides of the discharge space instead of resonator mirrors folding mirrors, which deflect an incoming parallel at the edge of the discharge space to the long side into the discharge space laser beam zigzag so that it repeatedly the Traversing the discharge space and experiencing a gain. A laser arrangement in which a strip laser amplifier is connected downstream of a laser oscillator is known, for example, from DE 10 2009 024 360 A1.
Zum Erzielen einer hohen Verstärkung mit einem Bandleiter- Laserverstärker ist es grundsätzlich möglich, die Elektrodenfläche entsprechend zu vergrößern. Einer Vergrößerung der Elektrodenflächen ist jedoch nur bedingt möglich, da die Herstellung sehr großer Elektroden mit der hinsichtlich ihrer Planizität erforderlichen Genauigkeit an fertigungstechnische Grenzen stößt. Darüber hinaus führt eine derartige Skalierung zu einem Laseraufbau mit in der Praxis unerwünschten Längs¬ oder Querausdehnungen. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, einen Bandlei¬ ter-Laserverstärker anzugeben, mit dem bei kompaktem Aufbau eine hohe Verstärkung erzielt werden kann. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Laseranordnung mit einem Bandleiter-Laserverstärker anzugeben, mit der es möglich ist, bei ebenfalls kompaktem Aufbau eine hohe Leistung zu erzielen. To achieve a high gain with a stripline laser amplifier, it is basically possible to increase the electrode area accordingly. An enlargement of the electrode surfaces, however, is only possible to a limited extent since the production of very large electrodes encounters production-related limits with the accuracy required with regard to their planicity. In addition, such a scaling leads to a laser structure with undesirable in practice longitudinal ¬ or transverse expansions. The invention is based on the object to provide a Bandlei ¬ ter laser amplifier with which a high gain can be achieved with a compact design. In addition, the invention is based on the object to provide a laser array with a ribbon conductor laser amplifier, with which it is possible to achieve a high performance in a likewise compact structure.
Hinsichtlich des Bandleiter-Laserverstärkers wird die Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Patenanspru¬ ches 1. Gemäß diesen Merkmalen umfasst der Bandleiter- Laserverstärker eine Mehrzahl übereinander gestapelt angeordneter flächenhaft ausgedehnter und mit ihren Flachseiten einander gegenüberliegender Elektroden, zwischen denen jeweils ein schmaler Entladungsraum gebildet ist, in dem sich einAs regards the strip conductor laser amplifier, the object is achieved according to the invention solved by the features of the Patenanspru ¬ ches 1. According to these features, the Bandleiter- laser amplifier comprises a plurality of stacked arranged areally extended and with their flat sides of opposed electrodes between which a narrow discharge chamber is formed, in which a
Kohlendioxid CO2 enthaltendes Lasergas befindet. An den Stirn¬ seiten jedes Entladungsraumes ist jeweils ein Faltspiegel angeordnet und die Entladungsräume sind mit einer Koppelspie¬ gelanordnung optisch hintereinander geschaltet. Carbon dioxide CO 2 containing laser gas is. A folding mirror is arranged in each case on the end sides of each ¬ discharge space and discharge spaces are connected with a coupling Spie ¬ gelanordnung optically behind the other.
Durch eine derartige Serienschaltung übereinander gestapelt angeordneter schmaler Entladungsräume kann bei kompaktem Aufbau des Bandleiter-Laserverstärkers entsprechend der Anzahl der übereinander gestapelten Entladungsräume eine hohe Ver- Stärkung mit technologisch beherrschbaren Elektrodenflächen erzielt werden. So muss ein den Resonator umgebendes Vakuumge¬ fäß nur geringfügig in seiner Bauhöhe entsprechend der Anzahl der im Stapel übereinander angeordneten Elektroden vergrößert werden. Darüber hinaus muss der zur Aufnahme des Resonators notwendige Unterbau nicht vergrößert werden, wie es bei neben¬ einander oder hintereinander angeordneten Laserverstärkern der Fall wäre. Ein besonders kompakter Aufbau wird erzielt, wenn einander benachbarte Entladungsräume durch eine gemeinsame Elektrode voneinander räumlich getrennt sind. Ein weiterer Vorteil einer solchen Anordnung besteht außerdem darin, dass die zwischenliegenden Elektroden eine symmetrische thermische Belastung erfahren, d.h. beide Flachseiten in gleicher Weise thermisch belastet werden, so dass eine durch unterschiedliche thermi¬ sche Belastung verursachte Verbiegung dieser Elektroden nicht mehr auftreten kann. By means of such a series connection of narrow discharge spaces stacked one above the other, a high gain with technologically controllable electrode surfaces can be achieved with a compact construction of the stripline laser amplifier in accordance with the number of discharge spaces stacked one above the other. Thus, a resonator surrounding Vakuumge ¬ fäß must be only slightly enlarged in its height corresponding to the number of superposed in the stack electrodes. In addition, the necessary for holding the resonator substructure need not be increased, as would be the case in next ¬ each other or arranged one behind another laser amplifiers. A particularly compact construction is achieved if adjacent discharge spaces are spatially separated from each other by a common electrode. A further advantage of such an arrangement is also that the intermediate electrodes experience a symmetrical thermal load, ie both flat sides are thermally loaded in the same way, so that a bending caused by different thermal load ¬ bending of these electrodes can no longer occur.
Als Faltspiegel sind insbesondere Planspiegel vorgesehen, deren Spiegelflächen vorzugsweise leicht geneigt, d.h. schräg zueinander angeordnet sind, um eine optische Rückkopplung auszuschließen und um sicherzustellen, dass der sich zwischen den Faltspiegeln ausbreitende Laserstrahl nicht in sich selbst zurückreflektiert wird. In particular, flat mirrors are provided as folding mirrors, the mirror surfaces of which are preferably inclined slightly, i. are arranged obliquely to each other to exclude optical feedback and to ensure that the propagating between the folding mirrors laser beam is not reflected back into itself.
Hinsichtlich der Laseranordnung wird die Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 4.With regard to the laser arrangement, the object is achieved according to the invention with the features of claim 4.
Gemäß diesen Merkmalen enthält die Laseranordnung einen ersten und wenigstens einen zweiten jeweils zwischen zwei übereinander gestapelt angeordneten flächenhaft ausgedehnten und mit ihren Flachseiten einander gegenüberliegenden Elektroden ge- bildeten schmalen Entladungsraum, in dem sich ein Kohlendioxid CO2 enthaltendes Lasergas befindet. An den Stirnseiten eines ersten Entladungsraumes ist jeweils ein Resonatorspiegel ange¬ ordnet, die einen instabilen Resonator in einer parallel zu den Flachseiten orientierten Richtung bilden, wobei an den Stirnseiten des zumindest einen zweiten Entladungsraumes je¬ weils ein Faltspiegel angeordnet ist und erster und zweiter Entladungsraum mit einer Koppelspiegelanordnung optisch mitei- nander gekoppelt sind. Mit anderen Worten: Der erste Entla¬ dungsraum bildet gemeinsam mit den Resonatorspiegeln einen Bandleiter-Laseroszillator, während der zumindest eine darüber angeordnete zweite Entladungsraum als Bandleiter- Laserverstärker genutzt wird. According to these features, the laser arrangement comprises a first and at least one second discharge space, each of which is stacked between two stacked and flat electrodes and opposite to each other, in which a laser gas containing carbon dioxide CO 2 is located. Is at the end faces of a first discharge space in each case a resonator mirror being ¬ assigns that form an unstable resonator in a direction parallel to the flat sides oriented direction, wherein at the end faces of the at least one second discharge space depending ¬ weils a folding mirror is arranged, and first and second discharge space with a coupling mirror arrangement optically mitei- are coupled together. In other words, the first Entla ¬ formation space forms a strip conductor laser oscillator, together with the resonator mirrors, which is used during at least an overlying second discharge space as Bandleiter- laser amplifier.
Auf diese Weise ist es möglich, eine Laseranordnung herzustel¬ len, die bei kompaktem Aufbau und mit technologisch beherrschbaren Elektrodenflächen einen Laserstrahl mit hoher Leistung erzeugt . In this way, it is possible to use a laser array herzustel ¬ len, which generates a laser beam with high power with a compact structure and with technologically controllable electrode surfaces.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele verwiesen. Es zeigen : For further explanation of the invention reference is made to the embodiments illustrated in the figures. Show it :
Fig. 1 einen Bandleiter-Laserverstärker gemäß der Erfindung in einer schematischen Seitenansicht, 1 shows a stripline laser amplifier according to the invention in a schematic side view,
Fig. 2 und 3 jeweils einen parallel zu den Elektrodenflächen verlaufenden Querschnitt durch den Bandleiter-Laserverstärker gemäß Fig. 1 in verschiedenen Schnittebenen, 2 and 3 each have a parallel to the electrode surfaces extending cross section through the band conductor laser amplifier of FIG. 1 in different sectional planes,
Fig. 4 eine Laseranordnung gemäß der Erfindung ebenfalls in einer schematischen Ansicht auf die Längsseite, 4 shows a laser arrangement according to the invention also in a schematic view on the longitudinal side,
Fig. 5 die in Fig. 4 dargestellte Laseranordnung Fig. 5, the laser arrangement shown in Fig. 4
Querschnitt parallel zu den Elektrodenflächen. Cross section parallel to the electrode surfaces.
Gemäß Fig. 1 sind bei einem Bandleiter-Laserverstärker gemäß der Erfindung auf einem gemeinsamen Unterbau 2 drei Elektroden 4a, 4b und 4c übereinander in einem Stapel angeordnet. Zwi¬ schen den Elektroden 4a und 4b und zwischen den Elektroden 4b und 4c ist jeweils ein schmaler Entladungsraum 6a bzw. 6b gebildet, in dem sich ein Kohlendioxid CO2 enthaltendes 1, three electrodes 4a, 4b and 4c are stacked in a stack in a band conductor laser amplifier according to the invention on a common base 2. Zvi ¬ rule the electrodes 4a and 4b and between the electrodes 4b and 4c, respectively, a narrow discharge space 6a and 6b is formed, in which a carbon dioxide CO2 containing
Lasergas befindet. In den Entladungsraum 6a wird an einer Stirnfläche 8a ein Laserstrahl LSin eingekoppelt, der von einem in der Figur nicht dargestellten externen Laseroszillator erzeugt wird und sich parallel zur Längsseite des Entladungs¬ raumes 6a ausbreitet. Lasergas is located. In the discharge space 6a, a laser beam LSi n is coupled to an end face 8a, which is generated by an external laser oscillator, not shown in the figure and propagates parallel to the longitudinal side of the discharge ¬ space 6a.
Gegenüber den Stirnseiten 8a des Entladungsraumes 6a sind Faltspiegel 10a angeordnet, die den sich innerhalb des Entla¬ dungsraumes 6a ausbreitenden und an den Stirnseiten 8a austretenden Laserstrahl LS in den jeweiligen Entladungsraum 6a bzw. b zurückreflektieren, so dass dieser den Entladungsraum 6a zwischen den einander gegenüberliegenden Faltspiegeln 10a mehrfach zickzackförmig durchläuft und bei jedem Durchlauf verstärkt wird, bis er an einem seitlichen Rand aus dem Entla¬ dungsraum 6a austritt und auf eine Koppelspiegelanordnung 12 trifft, die den Laserstrahl LS in den darüber liegenden Entladungsraum 6b eingekoppelt, den er zwischen gegenüber den Opposite the end faces 8a of the discharge space 6a folding mirrors are arranged 10a, which reflect the propagating within the Entla ¬ dung space 6a and emerging on the end faces 8a laser beam LS in the discharge space 6a and b, so that this discharge space 6a between the opposed Folded mirrors 10a repeatedly zigzag passes through and is amplified in each pass until it exits at a lateral edge of the Entla ¬ training space 6a and a coupling mirror assembly 12 which couples the laser beam LS in the overlying discharge space 6b, he between the opposite
Stirnseiten 8b dieses Entladungsraumes 6b angeordneten Falt¬ spiegeln 10b ebenfalls mehrfach durchquert bis er aus dem Entladungsraum 6b als austretender verstärkter Laserstrahl LSout ausgekoppelt wird. Die beiden übereinander angeordneten Entladungsräume 6a, b sind dementsprechend durch die Koppel¬ spiegelanordnung 12 optisch hintereinander geschaltet. End faces 8b of this discharge space mirror 6b arranged folding ¬ 10b also traversed repeatedly until it is coupled out of the discharge space 6b as emerging reinforced laser beam LS o ut. The two superposed discharge chambers 6a, b are accordingly optically connected in series by the coupling ¬ mirror assembly 12.
Im Ausführungsbeispiel der Figur sind zwei Entladungsräume b übereinander angeordnet. Grundsätzlich können jedoch meh solcher Entladungsräume übereinander angeordnet werden. In the embodiment of the figure, two discharge spaces b are arranged one above the other. In principle, however, such discharge spaces can be arranged one above the other.
Fig. 2 veranschaulicht den zickzackförmigen Verlauf des in den Entladungsraum 6a eingekoppelten Laserstrahls LSin. Hierzu sind im Ausführungsbeispiel die Spiegelflächen beider Faltspiegel 10a schräg zu einer in Längsrichtung parallel zu den Flachsei¬ ten der Elektroden 4a, b verlaufenden Systemachse 14 angeordnet. Grundsätzlich kann aber auch die Spiegelfläche eines der beiden Faltspiegel 10a senkrecht zu dieser Systemachse 14 angeordnet sein. Wesentlich ist nur, dass die Spiegelflächen der beiden Faltspiegel 10a nicht parallel zueinander sondern leicht geneigt gegeneinander bzw. schräg zueinander angeordnet sind . 2 illustrates the zigzag course of the laser beam LSi n coupled into the discharge space 6a. These are In the exemplary embodiment, the mirror surfaces of both folding mirrors 10a are arranged obliquely to a system axis 14 extending in the longitudinal direction parallel to the flat sides of the electrodes 4a, b. In principle, however, the mirror surface of one of the two folding mirrors 10a may be arranged perpendicular to this system axis 14. It is only important that the mirror surfaces of the two folding mirrors 10a are not arranged parallel to one another but slightly inclined relative to one another or at an angle to one another.
Nach mehrfachem Durchqueren des Entladungsraumes 6a wird der austretende Laserstrahl LS von der Koppelspiegelanordnung 12 in den darüber liegenden Entladungsraum 6b eingekoppelt, den er, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist ebenfalls mehrfach zickzackförmig zwischen den ebenfalls schräggestellten Faltspiegeln 10b durchläuft bis er ebenfalls am Rand einer der Stirnflächen austritt. After repeatedly traversing the discharge space 6a of the exiting laser beam LS is coupled from the coupling mirror assembly 12 in the overlying discharge space 6b, he, as shown in Fig. 3 is also repeatedly zigzag between the equally inclined folding mirrors 10b runs through until he also at the edge of a the faces exits.
Gemäß Fig. 4 sind bei einer Laseranordnung ebenfalls drei Elektroden 4a, b, c in einem Stapel übereinander angeordnet, so dass ein erster Entladungsraum 6a und ein zweiter Entladungsraum 6b gebildet werden, die übereinander angeordnet sind. Abweichend zu dem in Fig. 1-3 dargestellten Ausführungs¬ beispiel sind jedoch gegenüber den Stirnflächen 8a des ersten Entladungsraums 6a Resonatorspiegel 20 angeordnet, so dass ein Bandleiter-Laseroszillator gebildet wird. Der in diesem Bandleiter-Laseroszillator erzeugte Laserstrahl LS wird aus dem auf diese Weise gebildeten instabilen Resonator ausgekoppelt und über die Koppelspiegelanordnung 12 in den darüber liegen- den Entladungsraum 6b eingekoppelt, an dessen Stirnseiten 8b jeweils Faltspiegel 10b angeordnet sind, so dass der in den Entladungsraum 6b eingekoppelte Laserstrahl LS diesen mehrfach zickzackförmig durchquert und dabei verstärkt wird. Mit ande¬ ren Worten: In dem in Fig. 4 dargestellten Aufbau sind Laseroszillator und Bandleiter-Laserverstärker in einem Stapel integriert, wobei als Laseroszillator ebenfalls ein Bandlei- ter-Laseroszillator vorgesehen ist, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel um einen Negativzweig-Resonator mit innen liegendem Fokus F handelt, wie dies durch den in Fig. 5 darge¬ stellten Strahlengang und den konkaven Resonatorspiegeln 20 veranschaulicht ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel können über dem Bandleiter-Laseroszillator mehrere Bandleiter- Laserverstärker in einem Stapel angeordnet werden. According to FIG. 4, three electrodes 4a, b, c are likewise arranged one above the other in a stack in a laser arrangement, so that a first discharge space 6a and a second discharge space 6b are formed, which are arranged one above the other. In contrast to the example shown in Fig. 1-3 execution ¬ example, however, 6a resonator mirror 20 are arranged so that a strip conductor laser oscillator is formed over the end faces 8a of the first discharge space. The laser beam LS generated in this band-conductor laser oscillator is decoupled from the unstable resonator formed in this way and coupled via the coupling mirror arrangement 12 into the discharge space 6b located above it, on the end faces 8b of which folding mirrors 10b are respectively arranged, so that the discharge space 6b coupled laser beam LS this multiple traverses zigzag and is thereby reinforced. With walls ¬ ren words. In the example shown in Figure 4 Construction laser oscillator and strip conductor laser amplifier are integrated into a stack, is which is in the exemplary embodiment is a negative branch resonator as a laser oscillator is also a strip conductor laser oscillator provided inside focus F acts, as illustrated by the in Fig. 5 Darge ¬ presented beam path and the concave resonator 20. In this embodiment as well, a plurality of stripline laser amplifiers can be arranged in a stack over the stripline laser oscillator.
Alternativ zu den in den Ausführungsbeispielen dargestellten ebenen Faltspiegeln können auch Faltspiegel mit leicht konkav oder konvex gekrümmten Spiegelflächen vorgesehen sein. As an alternative to the flat folding mirrors shown in the exemplary embodiments, folding mirrors with slightly concave or convexly curved mirror surfaces can also be provided.

Claims

Ansprüche claims
1. Bandleiter-Laserverstärker mit einer Mehrzahl übereinander gestapelt angeordneter flächenhaft ausgedehnter und mit ihren Flachseiten einander gegenüberliegender Elektroden (4a-c), zwischen denen jeweils ein schmaler Entladungsraum (6a,b) gebildet ist, in dem sich ein Kohlendioxid CO2 enthaltendes Lasergas befindet, wobei an den Stirnseiten (8a, b) jedes Ent¬ ladungsraumes (6a, b) jeweils ein Faltspiegel (10a, b) angeord¬ net ist und die Entladungsräume (6a,b) mit einer Koppelspie¬ gelanordnung (12) optisch hintereinander geschaltet sind. 1. stripline laser amplifier having a plurality of stacked arranged extensively and with their flat sides opposite each other electrodes (4a-c), between each of which a narrow discharge space (6a, b) is formed, in which a carbon dioxide CO 2 containing laser gas is wherein at the end faces (8a, b) of each Ent ¬ cargo space (6a, b) each include a folding mirror (10a, b) is angeord ¬ net and the discharge spaces (6a, b) are connected with a coupling Spie ¬ gelanordnung (12) optically behind the other are.
2. Bandleiter-Laserverstärker nach Anspruch 1, bei dem einander benachbarte Entladungsräume (6a,b) durch eine gemeinsame Elektrode (4b) voneinander räumlich getrennt sind. 2. stripline laser amplifier according to claim 1, wherein the adjacent discharge spaces (6a, b) by a common electrode (4b) are spatially separated from each other.
3. Bandleiter-Laserverstärker nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Faltspiegel (10a, b) ebene Spiegelflächen aufweisen, die schräg zueinander angeordnet sind. 3. stripline laser amplifier according to claim 1 or 2, wherein the folding mirror (10 a, b) have flat mirror surfaces which are arranged obliquely to each other.
4. Laseranordnung mit einem Bandleiter-Laserverstärker mit einem ersten und wenigstens einem zweiten jeweils zwischen zwei übereinander gestapelt angeordneten flächenhaft ausge¬ dehnten und mit ihren Flachseiten einander gegenüberliegenden Elektroden (4a-c) gebildeten schmalen Entladungsraum (6a, b), in denen sich ein Kohlendioxid CO2 enthaltendes Lasergas (LG) befindet, wobei an den Stirnseiten (8a) des ersten Entladungs- raums (6a) jeweils ein Resonatorspiegel (20) angeordnet ist, die einen instabilen Resonator in einer parallel zu den Flachseiten orientierten Richtung bilden, und an den Stirnseiten (8b) des zweiten Entladungsraumes (6b) jeweils ein Faltspiegel (10b) angeordnet ist, wobei erster und zweiter Entladungsraum (6a, 6b) bzw. zweite Entladungsräume (6b) mit einer Koppelspie¬ gelanordnung (12) optisch hintereinander geschaltet sind. 4. Laser arrangement with a band conductor laser amplifier having a first and at least one second stacked between two stacked out ¬ stretched and with their flat sides opposite electrodes (4a-c) formed narrow discharge space (6a, b), in which a Laser gas (LG) containing carbon dioxide CO 2 is located, wherein on the end faces (8a) of the first discharge space (6a) in each case a resonator mirror (20) is arranged, which form an unstable resonator in a direction parallel to the flat sides direction, and at the front ends (8b) of the second discharge space (6b) in each case a folding mirror (10b) is arranged, wherein the first and second discharge space (6a, 6b) and second discharge spaces (6b) with a coupler gel ¬ gelanordnung (12) are optically connected in series.
5. Laseranordnung nach Anspruch 4, bei der einander benachbarte Entladungsräume (6a, 6b) durch eine gemeinsame Elektrode (4b) voneinander räumlich getrennt sind. 5. A laser arrangement according to claim 4, wherein the adjacent discharge spaces (6a, 6b) by a common electrode (4b) are spatially separated from each other.
PCT/EP2011/071240 2010-12-23 2011-11-29 Stripline laser amplifier and laser arrangement with a stripline laser amplifier WO2012084425A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010064147 DE102010064147B4 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Band conductor laser amplifier and laser arrangement with a ribbon conductor laser amplifier
DE102010064147.2 2010-12-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012084425A1 true WO2012084425A1 (en) 2012-06-28

Family

ID=45375284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/071240 WO2012084425A1 (en) 2010-12-23 2011-11-29 Stripline laser amplifier and laser arrangement with a stripline laser amplifier

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010064147B4 (en)
WO (1) WO2012084425A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180212397A1 (en) * 2015-07-22 2018-07-26 Academy Of Opto-Electronics, Chinese Academy Of Sciences Excimer laser systems with a ring cavity structure
EP3550678A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-09 Kern Technologies, LLC Folded slab waveguide laser
WO2021095099A1 (en) * 2019-11-11 2021-05-20 三菱電機株式会社 Gas laser amplifier, gas laser device, euv light generator, and euv exposure device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012014856B4 (en) * 2012-07-29 2017-01-26 Keming Du Optical amplifier arrangements

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4719639A (en) 1987-01-08 1988-01-12 John Tulip Carbon dioxide slab laser
EP0305893A2 (en) 1987-08-31 1989-03-08 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. High-power strip-guide laser
DE4102079A1 (en) * 1990-01-24 1991-08-01 Hitachi Ltd HIGH PRESSURE GAS LASER DEVICE
DE19609851A1 (en) * 1996-03-13 1997-09-18 Rofin Sinar Laser Gmbh Band conductor laser
CN2370594Y (en) * 1998-10-23 2000-03-22 北京理工大学 Plate type wave guide gas laser
DE102009024360A1 (en) 2008-06-12 2010-01-07 Gigaphoton, Inc. Slab type laser apparatus
DE102010000032A1 (en) * 2009-01-14 2010-08-05 Gigaphoton, Inc Laser beam amplifier and laser device using the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3937489A1 (en) * 1989-11-10 1991-05-16 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Cross flow gas laser with microwave excitation - has rectangular channel with gas flow ducts along sides and waveguide duct for microwave energy
US5684821A (en) * 1995-05-24 1997-11-04 Lite Jet, Inc. Microwave excited laser with uniform gas discharge
US7756186B2 (en) * 2007-02-23 2010-07-13 Coherent, Inc. Unstable resonator with variable output coupling

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4719639A (en) 1987-01-08 1988-01-12 John Tulip Carbon dioxide slab laser
US4719639B1 (en) 1987-01-08 1994-06-28 Boreal Laser Inc Carbon dioxide slab laser
EP0305893A2 (en) 1987-08-31 1989-03-08 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. High-power strip-guide laser
DE4102079A1 (en) * 1990-01-24 1991-08-01 Hitachi Ltd HIGH PRESSURE GAS LASER DEVICE
DE19609851A1 (en) * 1996-03-13 1997-09-18 Rofin Sinar Laser Gmbh Band conductor laser
CN2370594Y (en) * 1998-10-23 2000-03-22 北京理工大学 Plate type wave guide gas laser
DE102009024360A1 (en) 2008-06-12 2010-01-07 Gigaphoton, Inc. Slab type laser apparatus
DE102010000032A1 (en) * 2009-01-14 2010-08-05 Gigaphoton, Inc Laser beam amplifier and laser device using the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180212397A1 (en) * 2015-07-22 2018-07-26 Academy Of Opto-Electronics, Chinese Academy Of Sciences Excimer laser systems with a ring cavity structure
EP3550678A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-09 Kern Technologies, LLC Folded slab waveguide laser
US10811838B2 (en) 2018-04-04 2020-10-20 Kern Technologies, Llc Folded slab laser
US11942753B2 (en) 2018-04-04 2024-03-26 Kern Technologies, Llc Folded slab laser
WO2021095099A1 (en) * 2019-11-11 2021-05-20 三菱電機株式会社 Gas laser amplifier, gas laser device, euv light generator, and euv exposure device
JPWO2021095099A1 (en) * 2019-11-11 2021-05-20
JP7258178B2 (en) 2019-11-11 2023-04-14 三菱電機株式会社 Gas laser amplifier, gas laser device, EUV light generator and EUV exposure device

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010064147B4 (en) 2013-09-12
DE102010064147A1 (en) 2012-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3729053C2 (en)
EP1145390B1 (en) Laser amplification system
EP1252687B1 (en) Laser amplifier system
DE931294C (en) Delay line formed with interlocking clamps for use in a traveling wave tube
DE112005001820T5 (en) Dielectrically coupled CO2 plate laser
EP0886896B1 (en) Strip laser
EP2240984B1 (en) Diode laser array for creating diode laser output with optimised beam parameter products for fibre coupling
EP0355757B1 (en) Waveguide laser system
WO2012084425A1 (en) Stripline laser amplifier and laser arrangement with a stripline laser amplifier
EP2917985B1 (en) Optically end-pumped slab amplifier comprising pump modules arranged in a distributed manner
EP1252688B1 (en) Laser amplifier system
DE4191708C1 (en) Solid-state neodymium laser with tandem resonant coupling
DE60037962T2 (en) Active element for a laser source and application in a laser source
DE4008225C2 (en) Laser diode pumped solid state laser
EP3707787B1 (en) Laser amplification method
EP2691804A1 (en) Device for deflecting laser radiation and laser device having such a device
DE112011105360B4 (en) GAS LASER DEVICE
DE19645093C2 (en) Waveguide laser system
EP0152570B1 (en) Gaslaser, in particular te-laser
EP1497896B1 (en) Ribbon laser
EP2550710A1 (en) Laser system
DE102007040369A1 (en) Laser amplifier system
DE2943322A1 (en) Unstable laser resonator of variable magnification - has optical elements with cylindrical surfaces placed between two spherical mirrors to create light path
DE3726279A1 (en) Laser having a laser-active solid medium, and a plurality of pumping sources
DE19824661A1 (en) Laser diode array for coherent, high power radiation source

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11799255

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11799255

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1