WO2013174926A1 - Laseranordnung zur erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten laserstrahlung - Google Patents

Laseranordnung zur erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten laserstrahlung Download PDF

Info

Publication number
WO2013174926A1
WO2013174926A1 PCT/EP2013/060626 EP2013060626W WO2013174926A1 WO 2013174926 A1 WO2013174926 A1 WO 2013174926A1 EP 2013060626 W EP2013060626 W EP 2013060626W WO 2013174926 A1 WO2013174926 A1 WO 2013174926A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser
laser radiation
resonator
frequency
radiation
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/060626
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Eckhard Zanger
Nariman Khajeh KAZRONI
Hans-Joachim PÄTZOLD
Original Assignee
Crylas Crystal Laser Systems 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 Crylas Crystal Laser Systems Gmbh filed Critical Crylas Crystal Laser Systems Gmbh
Priority to US14/402,294 priority Critical patent/US9543734B2/en
Publication of WO2013174926A1 publication Critical patent/WO2013174926A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
    • H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/025—Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08018—Mode suppression
    • H01S3/08022—Longitudinal modes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08018—Mode suppression
    • H01S3/08022—Longitudinal modes
    • H01S3/08031—Single-mode emission
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08059—Constructional details of the reflector, e.g. shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
    • H01S3/0813—Configuration of resonator
    • H01S3/0816—Configuration of resonator having 4 reflectors, e.g. Z-shaped resonators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
    • H01S3/082—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors defining a plurality of resonators, e.g. for mode selection or suppression
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, 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
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1611—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth neodymium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, 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
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
    • H01S3/164—Solid materials characterised by a crystal matrix garnet
    • H01S3/1643—YAG
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, 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
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
    • H01S3/1671—Solid materials characterised by a crystal matrix vanadate, niobate, tantalate
    • H01S3/1673—YVO4 [YVO]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/02—ASE (amplified spontaneous emission), noise; Reduction thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/025—Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings
    • H01S3/027—Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings comprising a special atmosphere inside the housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08018—Mode suppression
    • H01S3/08022—Longitudinal modes
    • H01S3/08027—Longitudinal modes by a filter, e.g. a Fabry-Perot filter is used for wavelength setting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
    • H01S3/0813—Configuration of resonator
    • H01S3/0815—Configuration of resonator having 3 reflectors, e.g. V-shaped resonators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/139—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length

Definitions

  • the excitation center is typically about 1 mm away from the entrance side inside the crystal.
  • the laser arrangement has a light-sensitive element, which is arranged such that a part of the second laser radiation circulating in the second laser resonator is directed onto the light-sensitive element.
  • a suitable light-sensitive element is, for example, a photodetector. In this way it is possible to detect certain properties of the second laser light. If, for example, a phase modulation is impressed on the second laser light, an evaluation of this phase modulation can take place by means of the photodetector.
  • the laser arrangement has a control device which is provided and arranged to modify the optical path length of the second laser resonator depending on the properties of the laser radiation directed onto the light-sensitive element.
  • the first laser radiation 6 is reflected on the second partially reflecting mirror 7 and impinges on a first resonator mirror 8.
  • This first resonator mirror 8 is also impermeable to the first laser radiation 6 so that it reflects back to the second partially reflecting mirror 7 and the first partially reflecting mirror 4
  • the second partially transmissive mirror 7 acts as a deflection mirror, which deflects the first laser radiation 6 from the first partially reflecting mirror 4 to the first resonator mirror 8 and back. That is, the first partially transparent mirror 4 and the first resonator mirror 8 are arranged at an angle to each other.
  • a first nonlinear crystal 9 is arranged between the second partially reflecting mirror 7 and the first resonator mirror 8.
  • This non-linear crystal 9 serves to double the frequency of the first laser radiation 6, so that a second laser radiation 10 is generated whose frequency is twice as large as that of the first laser radiation 6.
  • the second laser radiation 10 propagates collinearly with respect to the first laser radiation 6.
  • the exemplary embodiment shown there does not involve specific frequency filters or other frequency-selective elements. This increases the efficiency of the frequency conversion, since no light intensity is lost through corresponding frequency-selective elements.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a typical laser signal.
  • a laser signal consists of a plurality of longitudinal modes.
  • the two highest intensity longitudinal modes of the exemplary laser signal are marked by reference numerals 30 and 31.
  • These two longitudinal modes 30 and 31 represent two adjacent longitudinal modes, from which the first laser radiation can be composed in the context of the presently claimed invention. In principle, it would also be conceivable not to select the two highest-intensity longitudinal modes. But this would be accompanied by an undesirable reduction in the efficiency of the laser array.
  • the first frequency of the first laser radiation is the mean frequency Vi of the two selected longitudinal modes 30 and 31. This average frequency Vi does not necessarily coincide with the mean frequency v 0 , which would result if all longitudinal modes of a comparable laser signal were taken into account.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of a laser arrangement for generating a double-frequency-converted laser radiation.
  • This embodiment is similar to the first embodiment, wherein like elements are provided with the same reference numerals. In this regard, reference is made to the explanations for Figure 1. In the following, only the differences from the exemplary embodiment of FIG. 1 will be explained.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Laseranordnung zur Erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten Laserstrahlung, die folgendes aufweist: ein aktives Medium (5), das durch Einstrahlung von Pumplicht (2) eine erste Laserstrahlung (6) mit einer ersten Frequenz erzeugt; einen ersten Laserresonator (11), innerhalb dessen die erste Laserstrahlung (6) in Resonanz umläuft; einen ersten nichtlinearen Kristall (9), der innerhalb des ersten Laserresonators (11) angeordnet ist und der dazu vorgesehen und eingerichtet ist, die erste Laserstrahlung (6) in eine zweite Laserstrahlung (10) mit einer zweiten Frequenz, die höher als die erste Frequenz ist, zu konvertieren; einen zweiten Laserresonator (14), innerhalb dessen die zweite Laserstrahlung (10) in Resonanz umläuft; einen zweiten nichtlinearen Kristall (16), der innerhalb des zweiten Laserresonators (14) angeordnet ist und der dazu vorgesehen und eingerichtet ist, die zweite Laserstrahlung (10) in eine dritte Laserstrahlung (17) mit einer dritten Frequenz, die höher als die zweite Frequenz ist, zu konvertieren, wobei der erste Laserresonator (11) und der zweite Laserresonator (14) derart zueinander angeordnet sind, dass sie einen gemeinsamen optischen Abschnitt (15) aufweisen, welcher sowohl von der im ersten Laserresonator (11) umlaufenden ersten Laserstrahlung (6) als auch von der im zweiten Laserresonator (14) umlaufenden zweiten Laserstrahlung (10) durchstrahlt wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Laserresonator (11) und das aktive Medium (5) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die erste Laserstrahlung (6) aus genau zwei benachbarten Longitudinalmoden (30, 31) mit zwei Frequenzen besteht, wobei die erste Frequenz der ersten Laserstrahlung (6) eine Summenfrequenz dieser beiden Frequenzen ist, und dass der zweite Laserresonator (14) eine optische Weglänge aufweist, die eine Resonanz lediglich einer einzigen Longitudinalmode der zweiten Laserstrahlung (10) zulässt.

Description

Laseranordnung zur Erzeugung einer
zweifach frequenzkonvertierten Laserstrahlung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laseranordnung zur Erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten Laserstrahlung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Eine derartige Laseranordnung ist insbesondere dafür geeignet, einfrequentes, rauscharmes Laserlicht mit einer Wellenlänge im UV-Bereich zu erzeugen. Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Laser mit einer resonatorinternen Frequenzkonversion bekannt, die dazu eingesetzt werden, Laserlicht mit einer Wellenlänge im UV-Bereich zu erzeugen. Die resonatorinterne Frequenzkonversion dient dabei einer Erhöhung der Frequenz des initial erzeugten Laserlichts, um ausgehend von längerwelligem Laserlicht kurzwelliges Laserlicht mit einer Wellenlänge im UV-Bereich zu erzeugen.
Aus der DE 103 39 210 A1 ist eine Laseranordnung bekannt, bei der insgesamt drei nacheinander angeordnete Laserresonatoren vorgesehen sind, um zweifach frequenzkonvertiertes Laserlicht zu erhalten. Der erste Laserresonator dient der Erzeugung einer Grundwelle, der zweite Laserresonator der Erzeugung der zweiten Harmonischen (erster Oberton) und der dritte Laserresonator der Erzeugung der vierten Harmonischen (dritter Oberton). Die einzelnen Resonatoren müssen mit einer aufwendigen Optik gekoppelt werden, um einen effizienten Übergang des zu konvertierenden Laserlichts von einem Resonator zum nächsten Resonator zu ermöglichen. Aus der US 5,621 ,744 A ist eine Laseranordnung mit einer resonatorinternen ersten Frequenzkonversionsstufe und einer externen zweiten Frequenzkonversionsstufe bekannt. Die externe zweite Frequenzkonversionsstufe ist dabei als zirkulärer Laserresonator ausgestaltet. Auch bei einer derartigen Anordnung ist eine verhältnismäßig komplexe Optik notwendig, um ein korrektes Einkoppeln der Laserstrahlung in die zweite Frequenzkonversionsstufe zu gewährleisten. Aus der DE 42 28 862 A1 ist eine Laseranordnung bekannt, bei der zwei Laserresonatoren miteinander gekoppelt sind und das in den beiden Resonatoren umlaufende Laserlicht teilweise einen gemeinsamen Abschnitt beider Resonatoren durchstrahlt. Nachteilig an dieser Anordnung ist die Verwendung eines sogenannten Multimode-Lasers, der mehrfrequentes Laserlicht aussendet, eine geringe Kohärenzlänge und zudem unerwünschtes Amplitudenrauschen im erzeugten Laserlicht aufweist.
Aus der DE 101 18 793 A1 ist eine Laseranordnung bekannt, bei der zwei nichtlineare Kristalle in einem gemeinsamen Resonator angeordnet sind, um auf diese Weise eine zweifache Frequenzkonversion eingestrahlten Laserlichts zu erreichen. Durch den Verzicht auf einen weiteren Laserresonator kann diese Anordnung in optisch weniger komplexer Art und Weise ausgestaltet werden. Nachteilig ist jedoch, dass die Effizienz der Anordnung gering ist, sofern nur eine Frequenz innerhalb des Laserresonators in Resonanz umläuft. Werden bei der Anordnung alle erzeugten Frequenzen resonant gemacht, so kann ebenfalls unerwünschtes Amplitudenrauschen in der emittierten Laserstrahlung auftreten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Laseranordnung mit zweifacher Frequenzkonversion bereitzustellen, die die zuvor geschilderten Nachteile von aus dem Stand der Technik bekannten Laseranordnungen vermeidet. Insbesondere soll eine Laseranordnung geschaffen werden, die eine stabile und rauscharme Laserstrahlung mit einer Wellenlänge im UV-Bereich in effizienter Weise und mit geringem Aufwand erzeugen kann, wobei gleichzeitig eine kompakte Bauform der Laseranordnung möglich sein soll.
Diese Aufgabe wird mit einer Laseranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine derartige Laseranordnung dient zur Erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten Laserstrahlung. Diese Laserstrahlung weist vorzugsweise einfrequentes Laserlicht mit einer Wellenlänge im UV-Bereich auf. Die Laseranordnung weist ein aktives Medium auf, das durch Einstrahlung von Pumplicht eine erste Laserstrahlung mit einer ersten Frequenz erzeugt. Das Pumplicht wird durch eine Pumplichtquelle bereitgestellt und auf das aktive Medium eingestrahlt. Beim aktiven Medium kann es sich beispielsweise um einen Laserkristall aus einem üblichen Material wie etwa Nd:YAG oder Nd:YV04 handeln. Das heißt, in diesem Fall würde ein Festkörperlaser eingesetzt werden. Aber auch andere aktive Medien wie etwa ein Gas oder eine Flüssigkeit wären grundsätzlich denkbar. Die Pumplichtquelle ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass eine kontinuierliche Laserstrahlung erzeugt wird. Die Laseranordnung weist ferner einen ersten Laserresonator auf, in welchem die erste Laserstrahlung zirkuliert. Ferner ist ein erster, nichtlinearer Kristall vorgesehen, der im ersten Laserresonator angeordnet ist und der dazu vorgesehen und eingerichtet ist, die erste Laserstrahlung in eine zweite Laserstrahlung zu konvertieren. Die zweite Laserstrahlung weist dabei eine zweite Frequenz auf, die höher als die erste Frequenz ist. Vorzugsweise ist die zweite Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der ersten Frequenz. Handelt es sich bei der ersten Frequenz um die Grundfrequenz der Laserstrahlung, würde die zweite Frequenz folglich vorzugsweise der zweiten Harmonischen, der dritten Harmonischen oder der vierten Harmonischen entsprechen. Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die erste Frequenz der Grundfrequenz und die zweite Frequenz der zweiten Harmonischen entspricht.
Die Laseranordnung weist ferner einen zweiten Laserresonator auf, in welchem die zweite Laserstrahlung in Resonanz zirkuliert. Im zweiten Laserresonator ist zudem ein zweiter nichtlinearer Kristall angeordnet, der dazu vorgesehen und eingerichtet ist, die zweite Laserstrahlung in eine dritte Laserstrahlung zu konvertieren. Die dritte Laserstrahlung weist dabei eine dritte Frequenz auf, die höher als die zweite Frequenz ist. Vorzugsweise handelt es sich bei der dritten Frequenz um ein ganzzahliges Vielfaches der zweiten Frequenz. Wenn die erste Frequenz der Grundfrequenz entspricht, die zweite Frequenz der zweiten Harmonischen entspricht, handelt es sich bei der dritten Frequenz vorzugsweise um die vierte Harmonische. Auf diese Weise würde die Frequenz der Laserstrahlung sowohl im ersten Laserresonator als auch im zweiten Laserresonator jeweils verdoppelt werden, so dass am Ende eine Laserstrahlung mit der vierfachen Frequenz der ersten Frequenz vorläge. Auf diese Weise ist es besonders vorteilhaft möglich, Laserstrahlung mit einer Wellenlänge im UV-Bereich zu erzeugen.
Der erste Laserresonator und der zweite Laserresonator sind dabei derart zueinander angeordnet, dass sie einen gemeinsamem optischen Abschnitt aufweisen. Dieser gemeinsame optische Abschnitt wird sowohl von der im ersten Laserresonator zirkulierenden ersten Laserstrahlung als auch von der im zweiten Laserresonator zirkulierenden zweiten Laserstrahlung durchstrahlt. Das heißt, in diesem gemeinsamen optischen Abschnitt sind die erste Laserstrahlung und die zweite Laserstrahlung gleichermaßen präsent.
Durch die Verwendung zweier Laserresonatoren, die über einen gemeinsamen optischen Abschnitt miteinander gekoppelt sind, entfällt eine Kopplung separater Laserresonatoren in aufwändiger optischer Bauweise, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Diese geometrische Ausgestaltung ermöglicht auch eine besonders kompakte Bauweise der erfindungsgemäß beanspruchten Laseranordnung. So ist eine Kopplung zweier passiver Resonatoren hintereinander mittels einer geeigneten Optik regelmäßig mit einem erheblichen Einstellungsaufwand und einem großen Platzbedarf verbunden. Eine kompakte Bauweise ist auf diese Weise jedoch nicht möglich.
Die erfindungsgemäß beanspruchte Laseranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Laserresonator und das aktive Medium derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die erste Laserstrahlung aus genau zwei benachbarten Longitudinalmoden mit jeweils einer Frequenz (zusammen also zwei Frequenzen) besteht. Die erste Frequenz der ersten Laserstrahlung weist folglich zwei Frequenzanteile auf. Die zweite Frequenz der zweiten Laserstrahlung stellt die Summenfrequenz dieser beiden Frequenzen der Longitudinalmoden der ersten Laserstrahlung dar. Ferner zeichnet sich die erfindungsgemäß beanspruchte Laseranordnung dadurch aus, dass lediglich eine einzige Longitudinalmode der zweiten Laserstrahlung in Resonanzfrequenz innerhalb des zweiten Laserresonators umläuft. Um dies zu erreichen, ist die optische Länge des zweiten Laserresonators entsprechend eingestellt, so dass weitere Longitudinalmoden der zweiten Laserstrahlung nicht in Resonanz in dem zweiten Laserresonator umlaufen können.
Durch diese spezifische Ausbildung und Anordnung ist es möglich, eine Frequenzkonversion der ersten Laserstrahlung mithilfe des ersten nichtlinearen Kristalls mit einer sehr hohen Effizienz und Ausbeute zu erreichen. Zudem wird das unter dem Fachbegriff „Green Problem" (englisch für „Grün-Problem") bekannte Amplitudenfluktuationsproblem wirksam vermieden. Auf diese Weise ist es also möglich, die erste Laserstrahlung in besonders rauscharmer Weise zu Laserstrahlungen höherer Frequenz zu konvertieren. Ferner wird durch diese Anordnung auch die zweite Laserstrahlung in rauscharmer Weise hocheffizient konvertiert, wobei die resultierende dritte Laserstrahlung als einfrequente Laserstrahlung vorliegt. Grundsätzlich kommen mehrere Ausbildungen und Anordnungen des ersten Laserresonators und des aktiven Mediums in Betracht, damit die erste Laserstrahlung aus genau zwei benachbarten Longitudinalmoden besteht. Beispielsweise können frequenzselektive Elemente, wie etwa optische Filter innerhalb des ersten Laserresonators angeordnet sein. Auf diese Weise lassen sich unerwünschte Longitudinalmoden der ersten Laserstrahlung gezielt aus der initial erzeugten Laserstrahlung herausfiltern. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Laseranordnung sind innerhalb des ersten Laserresonators und/oder des zweiten Laserresonators jedoch gerade keine frequenzselektiven Bauteile vorhanden. Denn typischerweise gehen frequenzselektive Elemente mit einer Minderung der Intensität der Laserstrahlung bzw. einer Minderung der Effizienz ihrer Konversion in eine Laserstrahlung mit anderer Frequenz einher. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das aktive Medium in der optischen Mitte des ersten Laserresonators angeordnet. Der Begriff "optische Mitte" bezeichnet dabei den Ort, der sich bezüglich der optischen Weglänge, d.h. der mit dem Brechungsindex des jeweiligen Mediums multiplizierten geometrischen Weglänge, in der Mitte des Resonators befindet. Da das aktive Medium selbst eine bestimmte Länge hat, ist au ßerdem zu definieren, welcher Punkt des aktiven Mediums sich in der optischen Mitte befinden soll. Das aktive Medium wird durch eine äußere Energiequelle, im allgemeinen eine Lichtquelle, angeregt. Diese Anregung ist häufig nicht gleichmäßig über die Länge des aktiven Mediums verteilt. In diesem Fall soll sich der Schwerpunkt der Anregungsintensitätsverteilung des aktiven Mediums in der optischen Mitte des Resonators befinden. Wird das aktive Medium z.B. durch eine Pumplichtquelle angeregt, so ergibt sich eine Intensitätsverteilung nach dem Lambert-Beerschen Gesetz:
l(x)=l0 *e ax
wobei I die Anregungsintensität im aktiven Medium im Abstand x von der Eintrittsseite der Pumpstrahlung, l0 die Anregungsintensität am Ort x=0 und α den Absorptionskoeffizienten bedeutet. Der Schwerpunkt dieser Intensitätsverteilung befindet sich etwa am Ort:
xc~1 /oc
Bei einem üblichen Laserkristall als aktives Medium und einer typischen Dotierung liegt der Anregungsschwerpunkt typischerweise etwa 1 mm entfernt von der Eintrittsseite im Innern des Kristalls.
Durch eine derartige Anordnung wird eine höchstmögliche Effizienz des aktiven Mediums gewährleistet. Denn bei einer Anordnung des aktiven Mediums in der optischen Mitte des ersten Resonators wird das räumliche Lochbrennen (dem Fachmann auch unter den englischen Fachbegriffen „spatial hole burning" oder „hole burning effect" bekannt) vermieden. Ferner begünstigt die Anordnung des aktiven Mediums in der optischen Mitte des ersten Laserresonators den Zweimodenbetrieb der Laseranordnung, das heißt, dass die erste Laserstrahlung aus genau zwei benachbarten Longitudinalmoden besteht. Folglich kann durch die geometrische Ausbildung und Anordnung des ersten Laserresonators und des aktiven Mediums auf besonders vorteilhafte Weise erreicht werden, dass die erste Laserstrahlung wie gewünscht aus genau zwei benachbarten Longitudinalmoden besteht. Das bedeutet, dass bei einer derartigen Anordnung der technische Aufwand zur Unterdrückung unerwünschter Moden des ersten Laserlichts sehr gering ist. In einer weiteren Ausgestaltung befindet sich der gemeinsame optische Abschnitt des ersten Laserresonators und des zweiten Laserresonators zwischen einem gemeinsamen Spiegel beider Laserresonatoren und einem teildurchlässigen Spiegel. Dieser teildurchlässige Spiegel ist dabei derart ausgestaltet, dass er die erste Laserstrahlung mit der ersten Frequenz reflektiert, während er für die zweite Laserstrahlung mit der zweiten Frequenz durchlässig ist. Alternativ kann der teildurchlässige Spiegel auch derart ausgestaltet sein, dass er für die erste Laserstrahlung mit der ersten Laserfrequenz im Wesentlichen durchlässig und für die zweite Laserstrahlung mit der zweiten Frequenz im Wesentlichen undurchlässig, das heißt reflektierend, ausgebildet ist.
Vorzugsweise sind die verbleibenden Abschnitte des ersten Laserresonators und des zweiten Laserresonators, die nicht dem gemeinsamen optischen Abschnitt entsprechen, winklig zueinander angeordnet. In diesem Fall könnte beispielsweise die optische Achse des zweiten Laserresonators zumindest teilweise parallel zur optischen Achse des gemeinsamen optischen Abschnitts verlaufen oder als Verlängerung zu dieser optischen Achse des gemeinsamen optischen Abschnitts ausgestaltet sein. Ferner könnte die optische Achse des verbleibenden Abschnitts des ersten Laserresonators winklig zur optischen Achse des gemeinsamen optischen Abschnitts beider Laserresonatoren angeordnet sein. Mittels einer derartigen Anordnung lässt dich der benötigte Platzbedarf weiter vermindern. Ferner wird durch den ersten teildurchlässigen Spiegel gewährleistet, dass der erste Laserresonator und der zweite Laserresonator außerhalb des gemeinsamen optischen Abschnitts optisch voneinander getrennt sind. Einstellungen, die innerhalb des zweiten Laserresonators vorgenommen werden, wirken sich folglich nicht auf den ersten Laserresonator aus, obwohl beide Laserresonatoren einen gemeinsamen optischen Abschnitt aufweisen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der erste nichtlineare Kristall innerhalb des gemeinsamen optischen Abschnitts angeordnet. Dies erleichtert die Auskopplung des zweiten Laserlichts aus dem ersten Laserresonator. Da die erste Laserstrahlung aus zwei Longitudinalmoden besteht, werden auch beide Longitudinalmoden im ersten nichtlinearen Kristall frequenzverändert. Zusätzlich entsteht durch Summenfrequenzmischung der beiden Longitudinalmoden der ersten Laserstrahlung eine dritte Frequenz, die der Summe der beiden Frequenzen entspricht. Die Intensität dieser Summenfrequenzstrahlung ist doppelt so hoch wie die Summe der Intensitäten der beiden einzelnen frequenzveränderten Longitudinalmoden. Der Einfachheit halber kann die zweite Frequenz aber auch als Harmonische der ersten Frequenz bzw. mittels eines entsprechenden Vervielfältigungsfaktors im Vergleich zur ersten Frequenz beschrieben werden. Wie bereits oben erläutert, weist der zweite Laserresonator eine optische Weglänge auf, die eine Resonanz lediglich einer einzigen Longitudinalmode der zweiten Laserstrahlung zulässt. Wenn der erste nichtlineare Kristall eine Frequenzverdopplung der ersten Frequenz der ersten Laserstrahlung zur zweiten Frequenz der zweiten Laserstrahlung bewirkt, würde diese zweite Laserstrahlung grundsätzlich aus drei Longitudinalmoden bestehen. Dadurch, dass eine Resonanz aber lediglich für eine einzige Longitudinalmode ermöglicht wird, werden zwei dieser drei möglichen Longitudinalmoden praktisch vollkommen unterdrückt. Im Ergebnis wird auf diese Weise sichergestellt, dass die zweite Frequenz der zweiten Laserstrahlung tatsächlich nur aus einer einzelnen Longitudinalmode des zweiten Resonators und damit aus einer einzigen Frequenz besteht. Vorzugsweise wird die optische Länge des zweiten Laserresonators derart eingestellt, dass diejenige Longitudinalmode der drei möglichen Longitudinalmoden der zweiten Laserstrahlung in Resonanz vorliegt, die ohnehin die höchste Intensität aufweist. Dies ist die mittlere der drei möglichen Longitudinalmoden. Mit einer derartigen Ausgestaltung lässt sich eine besonders hohe Lichtausbeute erreichen.
Im Ergebnis erfolgt durch die Resonanzüberhöhung der beiden Longitudinalmoden der ersten Laserstrahlung und einer einzigen Longitudinalmode der zweiten Laserstrahlung eine besonders hohe Umwandlungseffizienz von der ersten Laserstrahlung mit der ersten Frequenz in die zweite Laserstrahlung mit der zweiten Frequenz.
Der im zweiten Resonator angeordnete zweite nichtlineare Kristall sorgt nun für eine weitere Frequenzerhöhung, insbesondere für eine Frequenzverdopplung, der zweiten Frequenz der zweiten Laserstrahlung. Da die zweite Laserstrahlung in Resonanzüberhöhung in dem zweiten Laserresonator umläuft, findet auch dieser Konversionsprozess mit einer hohen Effizienz statt. Da die zweite Laserstrahlung zudem aus einer einzige Longitudinalmode besteht, ist auch die konvertierte dritte Laserstrahlung eine einfrequente Laserstrahlung. Das heißt, die dritte Frequenz weist ebenso wie die zweite Frequenz eine einzige Longitudinalmode.
In einer Variante weist der zweite nichtlineare Kristall ein Material auf, das elektro-optische Eigenschaften aufweist. Geeignet sind unter anderem die Kristallmaterialien Betabariumborat (BBO), Kaliumdihydrogenphosphat (KDP), Kaliumdideuteriumphosphat (KD*P), Ammoniumdihydrogenphosphat (ADP) und Cäsium-Lithium-Borat (CLBO). Vorzugsweise besteht der zweite nichtlineare Kristall vollständig aus diesem Material. In diesem Fall dient der zweite nichtlineare Kristall nicht nur der Frequenzkonversion, sondern fungiert auch als Phasenmodulator, um der im zweiten Laserresonator umlaufenden zweiten Laserstrahlung eine Phasenmodulation aufzuprägen. Diese Aufprägung kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, dass ein hochfrequentes elektrisches Feld an zwei geeignete Kontaktflächen des zweiten nichtlinearen Kristalls angelegt wird. Die der zweiten Laserstrahlung derart aufgeprägte Phasenmodulation kann dann für Steuer- und Regelungszwecke eingesetzt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Laseranordnung ein lichtsensitives Element auf, das derart angeordnet ist, dass ein Teil der im zweiten Laserresonator umlaufenden zweiten Laserstrahlung auf das lichtsensitive Element gelenkt wird. Ein geeignetes lichtsensitives Element ist beispielsweise ein Photodetektor. Auf diese Weise ist es möglich, bestimmte Eigenschaften des zweiten Laserlichts zu detektieren. Wird dem zweiten Laserlicht beispielsweise eine Phasenmodulation aufgeprägt, kann mittels des Photodetektors eine Auswertung dieser Phasenmodulation erfolgen. In einer weiteren Ausgestaltung weist die Laseranordnung eine Regelungsvorrichtung auf, die dafür vorgesehen und eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Eigenschaften der auf das lichtsensitive Element gelenkten Laserstrahlung die optische Weglänge des zweiten Laserresonators zu modifizieren. Vorzugsweise liegt daher eine Kopplung zwischen dem lichtsensitiven Element und der Regelungsvorrichtung vor, wobei das von dem lichtsensitiven Element detektierte Licht in ein Eingangssignal für die Regelungsvorrichtung umgewandelt wird. Die Regelungsvorrichtung kann dann zur Verlängerung oder Verkürzung der optischen Weglänge des zweiten Laserresonators dienen, wobei der Regelungserfolg beispielsweise durch die Phasen- bzw. Amplitudenmodulation des vom lichtsensitiven Element detektierten Anteils der zweiten Laserstrahlung verifiziert wird. Eine derartige Regelungsvorrichtung ist eine besonders vorteilhafte Möglichkeit, um die optische Weglänge des zweiten Laserresonators so einzustellen, dass die Intensität der umlaufenden zweiten Laserstrahlung maximal wird.
Vorzugsweise wird die Regelungsvorrichtung dazu eingesetzt, diejenige Longitudinalmode der zweiten Laserstrahlung bezüglich ihrer Intensität zu maximieren, die in Resonanz in dem zweiten Laserresonator umläuft.
In einer weiteren Variante weist der zweite Laserresonator einen beweglichen Umlenkspiegel auf. Mit einem derartigen beweglichen Umlenkspiegel ist es auf besonders einfache Weise möglich, die optische Weglänge des zweiten Laserresonators zu modifizieren. Ein derartiger Umlenkspiegel kann beispielsweise auf einem Stellelement angeordnet sein, das den Spiegel entlang der Winkelhalbierenden des ein- und austretenden Laserstrahls bewegen kann. Die Bewegung des Stellelementes kann beispielsweise durch ein Piezoelement erfolgen. Andere schnell ansteuerbare und feinjustierbare Bewegungselemente sind aber ebenso geeignet, um das Stellelement zu bewegen. Eine allgemein große Herausforderung bei UV-Lasern ist die Lebensdauer des Lasers, da die gesamte Optik, die von UV-Strahlung getroffen wird, einer extremen Belastung unterliegt. In der Industrie werden heute jedoch Lebensdauern von 20 000 Stunden und mehr gefordert. Nachfolgend werden bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Laseranordnung beschrieben, die zur Verlängerung der Lebensdauer beitragen. Diese Ausgestaltungen sind nicht auf die vorliegend beschriebene Laseranordnung beschränkt, sondern können in analoger Weise bei beliebigen anderen Laseranordnungen eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Variante wird derjenige Bereich der Laseranordnung, in dem UV- Strahlung vorkommt, gegenüber dem restlichen Teil luftdicht abgeschlossen. Im vorliegenden Fall ist dies ein Teil des zweiten Laserresonators. Das luftdichte Abschließen erfolgt dabei vorzugsweise dergestalt, dass die Laserstrahlung den abgeschlossenen Bereich im Wesentlichen verlustfrei verlassen kann. Die Atmosphäre in diesem abgeschlossenen Bereich wird durch ein adsorbierendes Material besonders rein gehalten. Das adsorbierende Material adsorbiert vorzugsweise Wasser und/oder flüchtige organische Substanzen.
Das adsorbierende Material weist vorzugsweise eine Mischung aus mindestens einem Molekularsieb und Aktivkohle auf. Insbesondere besteht sie aus einer derartigen Mischung. Das Molekularsieb bindet das Wasser der Luft fast vollständig, während die Aktivkohle flüchtige organische Substanzen aus der Luft entfernt. Dadurch können sich in Folge der Einwirkung der UV-Strahlung kaum oder keine schädlichen Substanzen bilden, die die optischen Bauteile der Laseranordnung sonst angreifen könnten.
In einer Variante betrifft die Erfindung also eine Laseranordnung zur Erzeugung von Laserlicht mit einer Wellenlänge im UV-Bereich, bei der zumindest diejenigen Bereiche, in denen Licht mit einer Wellenlänge im UV-Bereich umläuft oder auftritt, luftdicht gegenüber den übrigen Bereichen der Laseranordnung abgeschlossen sind, wobei die luftdicht abgeschlossenen Bereiche ein adsorbierendes Material aufweisen. Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegend beanspruchten Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen und entsprechenden Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Laseranordnung zur Erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten Laserstrahlung,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Laseranordnung zur Erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten Laserstrahlung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Longitudinalmoden einer Laserstrahlung und
Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Laseranordnung zur Erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten Laserstrahlung.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Laseranordnung zur Erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten Laserstrahlung. Eine Pumplichtquelle 1 emittiert Pumplicht 2, welches durch eine Fokussieroptik 3 und einen ersten teildurchlässigen Spiegel 4 auf einen Laserkristall 5 fokussiert wird. Der erste teildurchlässige Spiegel 4 ist für das Pumplicht 2 transparent. Beim Laserkristall handelt es sich um einen Nd:YV04-Laserkristall, der als aktives Medium dient. Das Pumplicht 2 regt den Laserkristall 5 zur Emission einer ersten Laserstrahlung 6 an. Der erste teildurchlässige Spiegel 4 ist für die erste Laserstrahlung 6 undurchlässig. Daher wird die erste Laserstrahlung 6 vom ersten teildurchlässigen Spiegel 4 reflektiert. Die derart reflektierte erste Laserstrahlung 6 trifft auf einen zweiten teildurchlässigen Spiegel 7, der ebenfalls für die erste Laserstrahlung 6 undurchlässig ist. Daher wird die erste Laserstrahlung 6 am zweiten teildurchlässigen Spiegel 7 reflektiert und trifft auf einen ersten Resonatorspiegel 8. Dieser erste Resonatorspiegel 8 ist ebenfalls für die erste Laserstrahlung 6 undurchlässig, so dass diese wieder zum zweiten teildurchlässigen Spiegel 7 und zum ersten teildurchlässigen Spiegel 4 zurück reflektiert wird, Der zweite teildurchlässige Spiegel 7 fungiert dabei als Umlenkspiegel, der die erste Laserstrahlung 6 vom ersten teildurchlässigen Spiegel 4 zum ersten Resonatorspiegel 8 und zurück umlenkt. Das heißt, der erste teildurchlässige Spiegel 4 und der erste Resonatorspiegel 8 sind winklig zueinander angeordnet.
Der Laserkristall 5 ist dabei in der optischen Mitte zwischen dem ersten teildurchlässigen Spiegel 4 und dem ersten Resonatorspiegel 8 angeordnet. Genauer gesagt, befindet sich der Anregungsschwerpunkt des Laserkristalls 5, das heißt der Schwerpunkt der in Strahlrichtung der Pumpstrahlung 2 abnehmenden Besetzungsinversion, in der optischen Mitte zwischen dem ersten teildurchlässigen Spiegel 4 und dem ersten Resonatorspiegel 8. Die Anordnung des Laserkristalls 5 in der optischen Mitte zwischen dem ersten teildurchlässigen Spiegel 4 und dem ersten Resonatorspiegel 8 hat zur Folge, dass nur zwei Longitudinalmoden (auch als axiale Lasermoden bezeichnet) angeregt werden. Daher besteht die erste Laserstrahlung 6 auch nur aus zwei benachbarten Longitudinalmoden. Die erste Laserstrahlung 6 ist im Ausführungsbeispiel der Figur 1 zudem senkrecht zur Papierebene polarisiert.
Zwischen dem zweiten teildurchlässigen Spiegel 7 und dem ersten Resonatorspiegel 8 ist ein erster nichtlinearer Kristall 9 angeordnet. Dieser nichtlineare Kristall 9 dient dazu, die Frequenz der ersten Laserstrahlung 6 zu verdoppeln, so dass eine zweite Laserstrahlung 10 erzeugt wird, deren Frequenz doppelt so groß wie die der ersten Laserstrahlung 6 ist. Die zweite Laserstrahlung 10 breitet sich kollinear zur ersten Laserstrahlung 6 aus.
Der erste Resonatorspiegel 8 ist dabei derart beschichtet, dass er auch die zweite Laserstrahlung 10 im Wesentlichen vollständig reflektiert. Demgegenüber ist der zweite teildurchlässige Spiegel 7 derart ausgestaltet, dass er für die zweite Laserstrahlung 10 im Wesentlichen vollständig durchlässig ist. Das heißt, die sich ausgehend vom ersten nichtlinearen Kristall 9 ausbreitende zweite Laserstrahlung 10 wird an dem zweiten teildurchlässigen Spiegel 7 nicht in Richtung des ersten teildurchlässigen Spiegels 4 reflektiert, sondern durchstrahlt den zweiten teildurchlässigen Spiegel 7. Aufgrund der Brechungseigenschaften des zweiten teildurchlässigen Spiegels 7 kommt es lediglich zu einem leichten Parallelversatz der zweiten Laserstrahlung 10, nachdem diese wieder aus dem zweiten teildurchlässigen Spiegel 7 ausgetreten ist. Der erste teildurchlässige Spiegel 4, der Laserkristall 5, der zweite teildurchlässige Spiegel 7 und der erste Resonatorspiegel 8 bilden zusammen einen ersten Laserresonator 1 1 .
Wenn die zweite Laserstrahlung 10 den zweiten teildurchlässigen Spiegel 7 durchstrahlt, trifft sie auf einen zweiten Resonatorspiegel 12 und wird von diesem im Wesentlichen vollständig auf einen dritten Resonatorspiegel 13 gelenkt. Auch der dritte Resonatorspiegel 13 ist für die zweite Laserstrahlung 10 im Wesentlichen vollständig reflektierend ausgestaltet, so dass die zweite Laserstrahlung 10 zwischen dem ersten Resonatorspiegel 8, dem zweiten Resonatorspiegel 12 und dem dritten Resonatorspiegel 13 hin- und herreflektiert wird. Dementsprechend bilden der erste Resonatorspiegel 8, der zweite Resonatorspiegel 12 und der dritte Resonatorspiegel 13 einen zweiten Laserresonator 14. Dabei ist der zweite teildurchlässige Spiegel 7 innerhalb des zweiten Laserresonators 14 angeordnet, wird von der zweiten Laserstrahlung 10 - wie erwähnt - jedoch einfach durchstrahlt. Der Abschnitt zwischen dem ersten Resonatorspiegel 8 und dem ersten teildurchlässigen Spiegel 7 stellt einen gemeinsamen optischen Abschnitt 15 des ersten Laserresonators 1 1 und des zweiten Laserresonators 14 dar. In diesem gemeinsamen optischen Abschnitt 15 befindet sich sowohl die erste Laserstrahlung 6 als auch die zweite Laserstrahlung 10. Demgegenüber läuft zwischen dem ersten teildurchlässigen Spiegel 4 und dem zweiten teildurchlässigen Spiegel 7 im Wesentlichen nur die erste Laserstrahlung 6 um. Das Pumplicht 2 erreicht den ersten teildurchlässigen Spiegel 7 vorzugsweise nicht, sondern wird im Laserkristall 5 vorzugsweise vollständig in die erste Laserstrahlung 6 umgesetzt.
Zwischen dem zweiten Resonatorspiegel 12 und dem dritten Resonatorspiegel 13 ist ein zweiter nichtlinearer Kristall 16 angeordnet. Dieser zweite nichtlineare Kristall 16 dient zur Frequenzverdopplung der Frequenz der zweiten Laserstrahlung 10. Das heißt, mittels des zweiten nichtlinearen Kristalls 16 wird eine dritte Laserstrahlung 17 generiert, die sich kollinear zur zweiten Laserstrahlung 10 ausbreitet. Durch die in dem ersten nichtlinearen Kristall 9 und dem zweiten nichtlinearen Kristall 16 jeweils erfolgte Frequenzverdopplung der Ausgangsfrequenz der ersten Laserstrahlung 6 weist die dritte Laserstrahlung 17 die vierfache Frequenz der ersten Laserstrahlung 6 auf. Mit anderen Worten, sie ist die vierte Harmonische der ersten Laserstrahlung 6.
Der dritte Resonatorspiegel 13 ist derart ausgestaltet, dass er nicht nur für die zweite Laserstrahlung 10, sondern auch für die dritte Laserstrahlung 17 im Wesentlichen vollständig reflektierend ausgestaltet ist. Zwischen dem zweiten Resonatorspiegel 12 und dem dritten Resonatorspiegel 13 ist zudem ein dritter teildurchlässiger Spiegel 18 angeordnet. Dieser dritte teildurchlässige Spiegel 18 ist für die zweite Laserstrahlung 10 im Wesentlichen vollständig durchlässig, während er für die dritte Laserstrahlung 17 im Wesentlichen vollständig undurchlässig ist. Das heißt, der dritte teildurchlässige Spiegel 18 dient zum Auskoppeln der dritten Laserstrahlung 17 aus dem zweiten Laserresonator 14. Um ein besonders gutes Verhältnis zwischen Transmission und Reflexion beim zweiten teildurchlässigen Spiegel 7 und beim dritten teildurchlässigen Spiegel 18 zu erreichen, sind der Einfallswinkel der ersten Laserstrahlung 6 auf den zweiten teildurchlässigen Spiegel 7 und der zweiten Laserstrahlung 10 auf den dritten teildurchlässigen Spiegel 18 vorliegend als Brewster-Winkel ausgestaltet. Wie bereits erwähnt, ist die erste Laserstrahlung 6 senkrecht zur Papierebene polarisiert. Durch die Wahl des Einfallswinkels auf den zweiten teildurchlässigen Spiegel 7 als Brewster-Winkel kommt es dabei zur besonders guten Reflexion der ersten Laserstrahlung 6 am ersten teildurchlässigen Spiegel 7. Die zweite Laserstrahlung 10 ist in der Papierebene polarisiert und kann deswegen besonders gut durch den zweiten teildurchlässigen Spiegel 7 hindurchtreten. Gleiches gilt für eine Transmission der zweiten Laserstrahlung 10 durch den dritten teildurchlässigen Spiegel 18. Demgegenüber ist die dritte Laserstrahlung 17 wiederum senkrecht zur Papierebene der Figur 1 polarisiert und wird am dritten teildurchlässigen Spiegel 18 besonders gut reflektiert.
Der zweite Resonatorspiegel 12 ist auf einem Stellelement 19 montiert, das eine Bewegung des zweiten Resonatorspiegels 12 entlang der Winkelhalbierenden des ein- und austretenden zweiten Laserstrahls 10 erlaubt. Die Bewegung des Stellelements 19 wird dabei zum Beispiel durch ein Piezoelement realisiert. Durch eine Bewegung des Stellelements 19 und einer damit verbundenen Bewegung des zweiten Resonatorspiegels 12 kann die optische Weglänge des zweiten Laserresonators 14 verlängert oder verkürzt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die optische Länge des zweiten Laserresonators 14 an die Resonanzfrequenz einer einzelnen Longitudinalmode der zweiten Laserstrahlung 10 anzupassen. Zu diesem Zweck ist ein Photodetektor 20 vorgesehen, der einen geringen Anteil des an dem dritten teildurchlässigen Spiegel 18 reflektierten zweiten Laserstrahls 10 einfängt. Denn auch wenn dieser dritte teildurchlässige Spiegel 18 im Wesentlichen durchlässig für die zweite Laserstrahlung 10 ist, wird doch ein sehr geringer Anteil der zweiten Laserstrahlung 10 an ihm reflektiert. Dies gilt gleichermaßen für die anderen teildurchlässigen Spiegel und auch für die Laserstrahlungen anderer Frequenz.
Da der zweite nichtlineare Kristall 16 aus einem Material gefertigt ist, das elektro-optische Eigenschaften aufweist, wird der zweiten Laserstrahlung 10 eine Phasenmodulation aufgeprägt. Dies geschieht durch Anlegen eines hochfrequenten elektrischen Feldes an zwei geeignete Kontaktflächen des zweiten nichtlinearen Kristalls 16. Die vom Photodetektor 20 nun detektierte Phasen- bzw. Amplitudenmodulation der zweiten Laserstrahlung 10 dient dann als Eingangssignal für eine Regelschleife 21 , welche zwischen dem Photodetektor 20 und dem Stellelement 19 ausgebildet ist. Die Regelschleife 21 arbeitet dabei in einem dem Pound-Drever-Hall-Verfahren vergleichbaren Verfahren. Mittels der Regelschleife 21 und des Stellelements 19 wird die optische Länge des zweiten Laserresonators 14 dann so eingestellt, dass die Intensität der umlaufenden zweiten Laserstrahlung 10 maximal wird. Dies ist dann der Fall, wenn lediglich eine Longitudinalmode der zweiten Laserstrahlung 10 in Resonanz in dem zweiten Laserresonator 14 umläuft, sofern es sich bei der ausgewählten Longitudinalmode um die mittlere der eigentlich drei resultierenden Longitudinalmoden handelt. Wie bereits erwähnt, führt die Frequenzkonversion der ersten Laserstrahlung 6 durch den ersten nichtlinearen Kristall 9 zu einer Aufspaltung der zwei Longitudinalmoden der ersten Laserstrahlung 6 in drei Frequenzen der zweiten Laserstrahlung 10. Durch die Einstellung der optischen Länge des zweiten Laserresonators wird nun die mittlere dieser drei Frequenzen ausgewählt, um auf diese Weise zu gewährleisten, dass die zweite Laserstrahlung 10 nur aus einer einzigen Longitudinalmode besteht, also einfrequent aufgebaut ist. Als Folge erzeugt auch der zweite nichtlineare Kristall 16 nur eine einfrequente dritte Laserstrahlung 17.
Wie aus der Figur 1 ersichtlich ist, kommt das dort dargestellte Ausführungsbeispiel ohne spezifische Frequenzfilter oder andere frequenzselektive Elemente aus. Dies erhöht den Effizienzgrad der Frequenzkonversion, da keine Lichtintensität durch entsprechende frequenzselektive Elemente verloren geht.
Die Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Laseranordnung zur Erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten Laserstrahlung. Im Hinblick auf die Anordnung der Figur 1 vergleichbare Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht gesondert erläutert. Insbesondere ist die Anordnung eines zweiten Laserresonators 14 im Ausführungsbeispiel der Figur 2 identisch zu dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Hinsichtlich eines ersten Laserresonators 1 1 gibt es jedoch Abwandlungen, auf die nachfolgend näher eingegangen wird.
So ist innerhalb des ersten Laserresonators 1 1 ein vierter Resonatorspiegel 22 vorgesehen. Das heißt, der erste Laserresonator 1 1 besteht aus diesem vierten Resonatorspiegel 22, einem ersten teildurchlässigen Spiegel 4, einem zweiten teildurchlässigen Spiegel 7 und einem ersten Resonatorspiegel 8. Dabei erfolgt eine Umlenkung eines ersten Laserstrahls 6 innerhalb des ersten Laserresonators 1 1 sowohl an dem ersten teildurchlässigen Spiegel 4 als auch an dem zweiten teildurchlässigen Spiegel 7. Der erste teildurchlässige Spiegel 4 ist dabei in unmittelbarer Umgebung an einem Laserkristall 5 angeordnet, wodurch es möglich wird, eine Pumplichtquelle 1 näher an den Laserkristall 5 heranzubringen und insgesamt eine kompaktere Bauart der Laseranordnung zu ermöglichen. Ferner ist auf diese Weise eine größere numerische Apertur für das Pumplicht 2 möglich, so dass ein größerer Anteil des von der Pumplichtquelle 1 erzeugten Pumplichts 2 zum Pumpprozess im Laserkristall 5 beiträgt.
Zwischen dem vierten Resonatorspiegel 22 und dem ersten teildurchlässigen Spiegel 4 ist zudem ein Etalon 23 angeordnet, das als frequenzselektives Element dient. Das Etalon 23 weist frequenzabhängige Abschwächungsprofile auf, so dass es das Anschwingen zusätzlicher Longitudinalmoden der ersten Laserstrahlung 23 unterbindet. Damit wird ein Ansteigen des Amplitudenrauschens der ersten Laserstrahlung 6 vermieden. Das Abschwächungsprofil des Etalons 23 kann durch Veränderung des Einfallswinkels der ersten Laserstrahlung 6 auf das Etalon 23 oder durch die Temperatur eingestellt und optimiert werden. Das Vorhandensein des Etalons 23 innerhalb des ersten Laserresonators 1 1 ist indessen nicht notwendig. Vielmehr wäre auch eine alternative Ausgestaltung des zweiten Ausführungsbeispiels denkbar, die ohne das Etalon 23, also insgesamt ohne frequenzselektives Element auskommt. Um dabei das Vorhandensein lediglich zweier benachbarter Longitudinalmoden der ersten Laserstrahlung 6 zu gewährleisten, wäre es jedoch erforderlich, den Laserkristall 5 in der optischen Mitte zwischen dem ersten Resonatorspiegel 8 und dem vierten Resonatorspiegel 22 anzuordnen oder eine entsprechende Selektion nur zweier benachbarter Longitudinalmoden auf anderem Wege zu erreichen
Die Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines typischen Lasersignals. Ein derartiges Lasersignal besteht aus einer Vielzahl von Longitudinalmoden. In der Figur 3 sind mit den Bezugszeichen 30 und 31 die zwei intensitätsstärksten Longitudinalmoden des beispielhaften Lasersignals markiert. Diese beiden Longitudinalmoden 30 und 31 stellen zwei benachbarte Longitudinalmoden dar, aus welchen die erste Laserstrahlung im Rahmen der vorliegend beanspruchten Erfindung zusammengesetzt sein kann. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, nicht die beiden intensitätsstärksten Longitudinalmoden auszuwählen. Doch dies würde mit einer unerwünschten Effizienzverminderung der Laseranordnung einhergehen. Die erste Frequenz der ersten Laserstrahlung ist dabei die mittlere Frequenz Vi der beiden ausgewählten Longitudinalmoden 30 und 31 . Diese mittlere Frequenz Vi stimmt nicht notwendigerweise mit der mittleren Frequenz v0 überein, die sich bei einer Berücksichtigung sämtlicher Longitudinalmoden eines vergleichbaren Lasersignals ergeben würde.
Die Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Laseranordnung zur Erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten Laserstrahlung. Dieses Ausführungsbeispiel ähnelt dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Diesbezüglich wird auf die Erläuterungen zur Figur 1 verwiesen. Im Folgenden sollen nur die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 erläutert werden.
Der zweite nichtlineare Kristall 16, der dritte teildurchlässige Spiegel 18 sowie der dritte Resonatorspiegel 13 sind beim dritten Ausführungsbeispiel luftdicht abgeschlossen gegenüber der Umgebung. Hierzu befinden sich diese Elemente in einer Kammer 24 aus UV-resistentem Material, vorzugsweise aus Metall. In der Kammer befindet sich zusätzlich adsorbierendes Material. Durch ein Fenster 25 aus UV-durchlässigem Material kann der dritte Laserstrahl 17 den luftdichten Bereich verlassen.

Claims

Patentansprüche
Laseranordnung zur Erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten Laserstrahlung, aufweisend:
ein aktives Medium (5), das durch Einstrahlung von Pumplicht
(2) eine erste Laserstrahlung (6) mit einer ersten Frequenz erzeugt,
- einen ersten Laserresonator (1 1 ), innerhalb dessen die erste Laserstrahlung (6) in Resonanz umläuft,
einen ersten nichtlinearen Kristall (9), der innerhalb des ersten Laserresonators (1 1 ) angeordnet ist und der dazu vorgesehen und eingerichtet ist, die erste Laserstrahlung (6) in eine zweite Laserstrahlung (10) mit einer zweiten Frequenz, die höher als die erste Frequenz ist, zu konvertieren,
- einen zweiten Laserresonator (14), innerhalb dessen die zweite Laserstrahlung (10) in Resonanz umläuft,
einen zweiten nichtlinearen Kristall (16), der innerhalb des zweiten Laserresonators (14) angeordnet ist und der dazu vorgesehen und eingerichtet ist, die zweite Laserstrahlung (10) in eine dritte Laserstrahlung (17) mit einer dritten Frequenz, die höher als die zweite Frequenz ist, zu konvertieren,
- wobei der erste Laserresonator (1 1 ) und der zweite Laserresonator (14) derart zueinander angeordnet sind, dass sie einen gemeinsamen optischen Abschnitt (15) aufweisen, welcher sowohl von der im ersten Laserresonator (1 1 ) umlaufenden ersten Laserstrahlung (6) als auch von der im zweiten Laserresonator (14) umlaufenden zweiten Laserstrahlung (10) durchstrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Laserresonator (1 1 ) und das aktive Medium (5) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die erste Laserstrahlung (6) aus genau zwei benachbarten Longitudinalmoden (30, 31 ) mit zwei Frequenzen besteht, wobei die zweite Frequenz der zweiten Laserstrahlung (10) die Summenfrequenz dieser beiden Frequenzen ist, und dass der zweite Laserresonator (14) eine optische Weglänge aufweist, die eine Resonanz lediglich einer einzigen Longitudinalmode der zweiten Laserstrahlung (10) zulässt.
Laseranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Medium (5) in der optischen Mitte des ersten Laserresonators (1 1 ) angeordnet ist.
3. Laseranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des ersten Laserresonators (1 1 ) und/oder des zweiten Laserresonators (14) keine frequenzselektiven Bauteile vorhanden sind.
4. Laseranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame optische Abschnitt (15) zwischen einem gemeinsamen Spiegel (8) des ersten Laserresonators (1 1 ) und des zweiten Laserresonators (15) und einem teildurchlässigen Spiegel (7) ausgebildet ist, welcher für die erste Laserstrahlung (6) im Wesentlichen undurchlässig und für die zweite Laserstrahlung (10) im Wesentlichen durchlässig ist oder welcher für die erste Laserstrahlung (6) im Wesentlichen durchlässig und für die zweite Laserstrahlung (10) im Wesentlichen undurchlässig ist.
5. Laseranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste nichtlineare Kristall (9) innerhalb des gemeinsamen optischen Abschnitts (15) angeordnet ist.
6. Laseranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite nichtlineare Kristall (16) ein Material aufweist, das elektro-optische Eigenschaften aufweist.
7. Laseranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein lichtsensitives Element (20) aufweist, das derart angeordnet ist, dass ein Teil der im zweiten Laserresonator (14) umlaufenden zweiten Laserstrahlung (10) auf das lichtsensitive Element (20) gelenkt wird.
8. Laseranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Regelungsvorrichtung (21 ) aufweist, die dafür vorgesehen und eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Eigenschaften der auf das lichtsensitive Element (20) gelenkten Laserstrahlung die optische Weglänge des zweiten Laserresonators (14) zu modifizieren.
9. Laseranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Laserresonator (14) einen beweglichen Umlenkspiegel (12, 19) aufweist.
10. Laseranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile des zweiten Laserresonators (14) gegenüber seiner Umgebung luftdicht abgeschlossen sind und sich darin ein adsorbierendes Material befindet.
11. Laseranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das adsorbierende
Material ein Molekularsieb und Aktivkohle aufweist.
*****
PCT/EP2013/060626 2012-05-25 2013-05-23 Laseranordnung zur erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten laserstrahlung WO2013174926A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/402,294 US9543734B2 (en) 2012-05-25 2013-05-23 Laser arrangement for generating a twice frequency converted laser radiation

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012208912A DE102012208912B4 (de) 2012-05-25 2012-05-25 Laseranordnung zur Erzeugung einerzweifach frequenzkonvertierten Laserstrahlung
DE102012208912.8 2012-05-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013174926A1 true WO2013174926A1 (de) 2013-11-28

Family

ID=48669864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/060626 WO2013174926A1 (de) 2012-05-25 2013-05-23 Laseranordnung zur erzeugung einer zweifach frequenzkonvertierten laserstrahlung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9543734B2 (de)
DE (1) DE102012208912B4 (de)
WO (1) WO2013174926A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4228862A1 (de) 1992-08-29 1994-03-03 Zeiss Carl Fa Laseranordnung zur Erzeugung von UV-Strahlung
US5621744A (en) 1994-10-18 1997-04-15 Sony Corporation Continuous-wave ultraviolet laser light generating apparatus
DE10118793A1 (de) 2000-12-01 2002-06-13 Eckhard Zanger UV-Festkörperlaser
DE10339210A1 (de) 2003-01-23 2004-08-05 Nlg-New Laser Generation Gmbh Laserresonator und Frequenzkonvertierter Laser
US20060176916A1 (en) * 2003-01-23 2006-08-10 Eckhard Zanger Laser resonator and frequency-converted laser
DE102007027680B3 (de) * 2007-06-15 2009-02-26 Coherent Gmbh Laserresonator zur Erzeugung von UV-Strahlung mittels resonatorinterner Frequenzkonversion mit gasdichtem Gehäuse

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3564705B2 (ja) * 1992-03-02 2004-09-15 ソニー株式会社 レーザ光発生装置
US6241720B1 (en) * 1995-02-04 2001-06-05 Spectra Physics, Inc. Diode pumped, multi axial mode intracavity doubled laser
US5960015A (en) * 1997-09-05 1999-09-28 Uniphase Corporation Two mode amplitude-stable intracavity-doubled laser and method
US6285702B1 (en) * 1999-03-05 2001-09-04 Coherent, Inc. High-power external-cavity optically-pumped semiconductor laser
EP1125349B1 (de) * 1998-10-26 2007-02-21 Coherent, Inc. Optisch gepumpte hochleistungshalbleiterlaser mit externem resonator
GB0122670D0 (en) * 2001-09-20 2001-11-14 Karpushko Fedor V Intracavity frequency conversion of laser
US6776538B2 (en) * 2001-12-12 2004-08-17 Axsun Technologies, Inc. MEMS tunable optical filter system with moisture getter for frequency stability
US8034989B2 (en) * 2005-08-26 2011-10-11 Knupp Stephen L Energy generation process
GB2487437A (en) * 2011-01-24 2012-07-25 Univ Southampton A first resonant optical fiber cavity and an second resonant enhancement cavity arranged in the first cavity.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4228862A1 (de) 1992-08-29 1994-03-03 Zeiss Carl Fa Laseranordnung zur Erzeugung von UV-Strahlung
US5621744A (en) 1994-10-18 1997-04-15 Sony Corporation Continuous-wave ultraviolet laser light generating apparatus
DE10118793A1 (de) 2000-12-01 2002-06-13 Eckhard Zanger UV-Festkörperlaser
DE10339210A1 (de) 2003-01-23 2004-08-05 Nlg-New Laser Generation Gmbh Laserresonator und Frequenzkonvertierter Laser
US20060176916A1 (en) * 2003-01-23 2006-08-10 Eckhard Zanger Laser resonator and frequency-converted laser
DE102007027680B3 (de) * 2007-06-15 2009-02-26 Coherent Gmbh Laserresonator zur Erzeugung von UV-Strahlung mittels resonatorinterner Frequenzkonversion mit gasdichtem Gehäuse

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S. FALTER ET AL: "Dynamics and stability of a laser system with second-order nonlinearity", OPTICS LETTERS, vol. 22, no. 9, 1 May 1997 (1997-05-01), pages 609, XP055080410, ISSN: 0146-9592, DOI: 10.1364/OL.22.000609 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20150236471A1 (en) 2015-08-20
US9543734B2 (en) 2017-01-10
DE102012208912B4 (de) 2013-12-12
DE102012208912A1 (de) 2013-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3411754B1 (de) Verfahren zur erzeugung von laserpulsen
DE2103218A1 (de) Vorrichtung fur stimulierte Strahlung
DE1879666U (de) Laservorrichtung.
DE19958566A1 (de) Gütegeschalteter Festkörperlaser mit einstellbarer Pulslänge
DE2144201B2 (de) Ram anlaser
DE602005003099T2 (de) Laser mit minimaler Abwärme
DE2456913A1 (de) Farbstoff-laser
WO2011131332A1 (de) Parametrischer oszillator und verfahren zum erzeugen ultrakurzer pulse
DE102006031183B4 (de) Laserquelle für verschiedene Wellenlängen im IR-Bereich
DE19634161A1 (de) Erzeugung schmalbandiger kohärenter Strahlung
DE10052461B4 (de) Vorrichtung zum Erzeugen von Laserlicht
DE102008004897A1 (de) Hybridgepumpter optisch-parametrischer Oszillator
DE102012208912B4 (de) Laseranordnung zur Erzeugung einerzweifach frequenzkonvertierten Laserstrahlung
EP2523277B1 (de) Laser-Resonator zur Erzeugung frequenzkonvertierter Laserstrahlung
WO2011157386A1 (de) Lasersystem mit spektraler filterung
WO2019091514A1 (de) Verfahren zur laserverstärkung
DE102012222544A1 (de) Lasersystem mit Resonator
WO2017182352A1 (de) Frequenzverdoppler sowie verfahren zum erzeugen elektromagnetischer strahlung
DE102008025823A1 (de) Miniaturisierte Laserverstärkeranordnung mit Pumpquelle
DE19822065C1 (de) Diodengepumpte Laseranordnung
DE102012106063A1 (de) Resonatorlose Laservorrichtung mit einem optisch aktives Material aufweisenden Multimode-Lichtleiter
WO1998023000A1 (de) Laser- und verstärkersystem zur erzeugung von laserstrahlung im sichtbaren wellenlängenbereich
DE3810306A1 (de) Laservorrichtung mit emission im infraroten bereich
DE2045446C3 (de) Laser mit optischem Resonator
DE10220237A1 (de) Laser, Lasersystem und optisches Uhrwerk sowie Verfahren und Verwendung der selben zur Erzeugung eines breitbandigen Emmissionsspektrums und eines Frequenzkamms

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: 13730129

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14402294

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13730129

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1