DD235139A1 - Dielektrischer spiegel fuer he-na-laser mit ir-reflexminderung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen dielektrischen Spiegel fuer He-Ne-Laser mit IR-Reflexminderung und kann in optischen Resonatoren von He-Ne-Lasern, insbesondere Innenspiegellasern, angewandt werden. Ziel der Erfindung ist ein bei 632,8 nm hochreflektierender Spiegel, der direkt mit dem Laser-Entladungsrohr gekoppelt werden kann, und es ist Aufgabe der Erfindung, den Spiegel so zu gestalten, dass er bei 632,8 nm eine Resttransmission zwischen 0,3% und 0,05% besitzt und bei einer Wellenlaenge von 3 391 nm eine Restreflexion 1% aufweist. Erfindungsgemaess wird auf ein spiegelndes Schichtsystem aus einer Folge abwechselnd hoch- und niedrigbrechender dielektrischer Schichten der Dicke l/4 (l632,8 nm) zusaetzlich eine niedrigbrechende Schicht mit der Dicke eines geradzahligen oder ungeradzahligen Vielfachen von l/4 aufgebracht oder die ungeradzahlige Folge der Spiegelschichten fortgesetzt, wobei die optische Dicke der zusaetzlichen Schichten in bestimmter Weise von l/4 abweicht.
Description
-2- ίύΧ3 /Ι
Die Brechzahlvariation der hochbrechenden Schicht Πη zwischen 2,20 und 2,50 zeigt, daß nH ~ 2,30 die gestellte Forderung am weitesten erfüllt.
Ein weiteres Beispiel enthält die folgende Tabelle. Zum Vergleich sind die Reflexionsfaktoren für 3391 nm der nicht zusätzlich beschichteten Spiegel aufgeführt. Als Basiswerte gelten für den Träger ηχ = 1,52, Πη = 2,30, πν = 1,45
| Schichtsysteme mit | (HN)5H 8N | 1 | 1 | (HN)5H 1 | τ%λ = 632,8ηιτι | ρ%λ = 3391 nm |
| IR-Entspiegelung | (HN)5H 7N | 1 | 1 | (HN)6H 1 | ||
| 1,52 | (HN)6H 6N | 1 | Schichtsysteme ohne | (HN)7H 1 | 1,13 | 0,89 |
| 1,52 | (HN)7H 6N | 1 | IR-Entspiegelung | (HN)8H 1 | 2,37 | 0,67 |
| 1,52 | (HN)7H 5N | 1 | 1,52 | (HN)9H 1 | 0,45 | 0,39 |
| 1,52 | (HN)8H 4N | 1 | 1,52 | (HN)10H 1 | 0,18 | 0,28 |
| 1,52 | (HN)8H 5N | 1 | 1,52 | (HN)11H 1 | 0,38 | 0,69 |
| 1,52 | (HN)9H 4N | 1 | 1,52 | 0,07 | 0,67 | |
| 1,52 | (HN)10H 8N | 1,52 | 0,15 | 0,12 | ||
| 1,52 | (HN)11H 6N | 1,52 | 0,03 | 1,76 | ||
| 1,52 | 1,52 | 0,01 | 1,18 | |||
| 1,52 | 0,005 | 0,63 | ||||
| τ%λ = 632,8ηπη | p%X = 3391nm | |||||
| 1,13 | 6,03 | |||||
| 0,45 | 11,97 | |||||
| 0,18 | 14,52 | |||||
| 0,07 | 10,89 | |||||
| 0,03 | 5,15 | |||||
| 0,01 | 5,07 | |||||
| 0,005 | 10,77 |
Ein anderes Beispiel ist der genannte 17schichtige Laserspiegel, der mit vier zusätzlichen Schichten unterschiedlicher Dicke belegt ist, die aus den gleichen Materialien wie die darunterliegenden Spiegelschichten bestehen. Auf die letzte Schicht des Systems wird eine 83,4 nm dicke SiO2-Schicht aufgebracht, der sich eine 24,2 nm dicke TiO2 anschließt. Weiter folgt eine 292,4 nm dicke SiO2-Schicht und abschließend 26,5 nm TiO2. Bei Normierung auf die optische Dicke derX/4-Schichten des Laserspiegels erhält das komplette Schichtsystem den in folgender Tabelle aufgeführten Aufbau. Gleichzeitig wird ein weiteres dreischichtiges Zusatzschichtsystem angegeben.
Schichtsysteme τ% p%
(nH = 2,3; nN = 1,45) (λ= 632,8nm)(\ = 3391 nm)
1,52[(HN)8H/0,77N/0,35H/2,7N/0,39H]1 0,10 1,0
1,52[(HN)8H/1,3N/0,15H)2,7N]1 0,07 0,8
Claims (3)
1,52[(HN)8H 4N]1
1. Dielektrischer Spiegel für He-Ne-Laser mit IR-Reflexminderung, bei dem ein Substrat mit einem dielektrischen Schichtsystem in abwechselnder Reihenfolge hochbrechend/niedrigbrechend belegt ist, gekennzeichnet dadurch, daß das dielektrische
Schichtsystem aus abwechselnd hoch-und niedrigbrechenden λ/4-Schichten besteht, wobei λ = 632,8nm ist, daß das
Schichtsystem mit einer hochbrechenden Schicht auf dem Substrat beginnt und mit einer hochbrechenden Schicht endet, daß das Schichtsystem mit einer weiteren niedrigbrechenden Schicht belegt ist, deren optische Dicke ein geradzahlig oder in speziellen Anwendungsfällen ein ungeradzahlig Vielfaches von λ/4 ist, daß das Material der hochbrechenden Schichten
vorzugsweise Titandioxid und das Material der niedrigbrechenden Schichten vorzugsweise Siliziumdioxid ist.
Schichtsystem aus abwechselnd hoch-und niedrigbrechenden λ/4-Schichten besteht, wobei λ = 632,8nm ist, daß das
Schichtsystem mit einer hochbrechenden Schicht auf dem Substrat beginnt und mit einer hochbrechenden Schicht endet, daß das Schichtsystem mit einer weiteren niedrigbrechenden Schicht belegt ist, deren optische Dicke ein geradzahlig oder in speziellen Anwendungsfällen ein ungeradzahlig Vielfaches von λ/4 ist, daß das Material der hochbrechenden Schichten
vorzugsweise Titandioxid und das Material der niedrigbrechenden Schichten vorzugsweise Siliziumdioxid ist.
2. Dielektrischer Spiegel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Schichtsystem aus 17 Einzelschichten besteht, die hoch-/niedrigbrechende Reihenfolge aufweisen, daß zusätzlich mindestens zwei weitere, insbesondere drei niedrig-/
hochbrechende Schichten aufgebracht sind, daß die 18. Schicht der 1,3fachen, die 19. Schicht der 0,1 öfachen und die
hochbrechende Schichten aufgebracht sind, daß die 18. Schicht der 1,3fachen, die 19. Schicht der 0,1 öfachen und die
20. Schicht der 2,7fachen optischen Dicke von λ/4 entsprechen.
3. Dielektrischer Spiegel nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß zusätzlich vier weitere niedrig-/hochbrechende Schichten auf das Schichtsystem aufgebracht sind, daß die 18. Schicht das 0,77fache, die 19. Schicht das 0,35fache, die
20. Schicht das 2,7fache und die 21. Schicht das 0,39fache de^/4-Schicht des Schichtsystems ist.
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung kann im optischen Resonator eines He-Ne-Lasers, insbesondere Innenspiegellasers, angewandt werden.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Bekannt ist, daß das aktive Medium eines He-Ne-Lasers aus einem Gemisch von He und Ne besteht, dem über eine elektrische Entladung Energie zugeführt wird. Die He-Atome werden dabei in einen angeregten, metastabilen Zustand versetzt, von dem aus sie ihre Energie über Stoßprozesse an die Ne-Atome weitergeben, die dadurch auf das 3s2-Niveau gehoben werden. Von diesem Niveau sind zwei Übergänge möglich, die zur Emission elektro-magnetischer Wellen im sichtbaren Spektralbereich bei 632,8 nm und im IR bei 3391,3 nm führen. Der jeweilige Übergang der Ne-Atome aus dem gemeinsamen, energetisch höher gelegenen 3s2-Niveau bewirkt die Abnahme der Besetzungsinversion, die dieses Energieniveau gegenüber energetisch niedrigeren
Niveaus hat, so daß die stimulierte Strahlung der einen Wellenlänge den Betrieb bei der anderen Wellenlänge beeinträchtigt. Aus diesem Grund verhindert z.B. das Anschwingen der 3391 nm-Strahlung die Schwingung bei 632,8 nm.
Für die Beseitigung dieses Mangels werden in einer Reihe von Lösungen, wie US 3.395.367, DAS 1.194.977, GB 1.073.979,
Maßgahmen zur Unterdrückung des 3391 nm-Überganges vorgeschlagen, bei denen das wirkende Energieniveauschema durch Verwendung des 3He-lsotops bzw. durch Anwendung inhomogener Magnetfelder verändert oder die Anregung der IR-Strahlung durch den Einsatz absorbierender Medien wie Methan oder selektiver bzw. dispersiver Mittel unterbunden wird.
Nachteilig sind die Verwendung kostspieliger Materialien und aufwendiger mechanischer Vorrichtungen, die teilweise zwischen dem Entladungsrohr und dem hoch reflektierenden Spiegel des Resonators angeordnet werden oder diesen Spiegel ersetzen.
Niveaus hat, so daß die stimulierte Strahlung der einen Wellenlänge den Betrieb bei der anderen Wellenlänge beeinträchtigt. Aus diesem Grund verhindert z.B. das Anschwingen der 3391 nm-Strahlung die Schwingung bei 632,8 nm.
Für die Beseitigung dieses Mangels werden in einer Reihe von Lösungen, wie US 3.395.367, DAS 1.194.977, GB 1.073.979,
Maßgahmen zur Unterdrückung des 3391 nm-Überganges vorgeschlagen, bei denen das wirkende Energieniveauschema durch Verwendung des 3He-lsotops bzw. durch Anwendung inhomogener Magnetfelder verändert oder die Anregung der IR-Strahlung durch den Einsatz absorbierender Medien wie Methan oder selektiver bzw. dispersiver Mittel unterbunden wird.
Nachteilig sind die Verwendung kostspieliger Materialien und aufwendiger mechanischer Vorrichtungen, die teilweise zwischen dem Entladungsrohr und dem hoch reflektierenden Spiegel des Resonators angeordnet werden oder diesen Spiegel ersetzen.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist ein bei einer Wellenlänge 632,8 nm hochreflektierender Spiegel, der direkt mit dem Entladungsrohreines He-Ne-Lasers verbunden werden kann, so daß ein einfacher und kompakter Aufbau möglich ist.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bei 632,8 nm hoch reflektierenden Spiegel anzugeben, der bei dieser
Wellenlänge einer Resttransmission τ zwischen 0,3% und 0,05% besitzt, und der bei einer Wellenlänge von 3391 nm eine
Restreflexion < 1 % aufweist.
Wellenlänge einer Resttransmission τ zwischen 0,3% und 0,05% besitzt, und der bei einer Wellenlänge von 3391 nm eine
Restreflexion < 1 % aufweist.
Diese Aufgabe löst ein dielektrischer Spiegel für He-Ne-Laser mit IR-Reflexminderung erfindungsgemäß dadurch, daß auf ein an sich bekanntes spiegelndes Schichtsystem, das aus einer ungeradzahligen Folge abwechselnd hoch und niedrigbrechender
dielektrischer Schichten mit einerjeweiligen optischen Dicke η · d von λ/4 der Wellenlänge λ = 632,8 nm besteht, zusätzlich eine niedrig brechende Schicht aufgebracht wird, deren optische Dicke η · d ein geradzahliges Vielfaches von λ/4 oder in speziellen Anwendungsfällen ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/4 ist. Erfindungsgemäß kann diese Aufgabe auch gelöst werden,
indem die ungeradzahlige Folge hoch und niedrig brechender Schichten fortgesetzt wird, wobei die optische Dicke η d von zwei oder mehr aufgebrachten Schichten in bestimmter Weise von λ/4 abweicht.
dielektrischer Schichten mit einerjeweiligen optischen Dicke η · d von λ/4 der Wellenlänge λ = 632,8 nm besteht, zusätzlich eine niedrig brechende Schicht aufgebracht wird, deren optische Dicke η · d ein geradzahliges Vielfaches von λ/4 oder in speziellen Anwendungsfällen ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/4 ist. Erfindungsgemäß kann diese Aufgabe auch gelöst werden,
indem die ungeradzahlige Folge hoch und niedrig brechender Schichten fortgesetzt wird, wobei die optische Dicke η d von zwei oder mehr aufgebrachten Schichten in bestimmter Weise von λ/4 abweicht.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung soll anhand einiger Beispiele näher erläutert werden.
Als Beispiel wird ein He-Ne-Laserspiegel betrachtet, der aus einem Glas- oder Quarzträger besteht und in bekannter Weise mit 17 dielektrischen Schichten belegt ist, die alle die gleiche optische Dicke λ/4 von λ = 632,8nm besitzen. Als hochbrecher>des
Material findet TiO2 und als niedrigbrechendes Material SiO2Verweridung. Der Schichtenaufbau des Systems beginnt auf dom Träger mit TiO2. Die Schichtenfolge wird erfindungsgemäß mit dem niedrigbrechenden Material fortgesetzt, wobei die optische Dicke derzusätzlich aufgebrachten Schicht derWellenlänge 632,8nm entspricht.
Die Tabelle zeigt die errechneten Transmissionen bei 632,8 nm und Restreflexionen bei 3391 nm des Schichtsystems
= 3 391ηιτι
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD27367185A DD235139A1 (de) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Dielektrischer spiegel fuer he-na-laser mit ir-reflexminderung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD27367185A DD235139A1 (de) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Dielektrischer spiegel fuer he-na-laser mit ir-reflexminderung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD235139A1 true DD235139A1 (de) | 1986-04-23 |
Family
ID=5565679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD27367185A DD235139A1 (de) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Dielektrischer spiegel fuer he-na-laser mit ir-reflexminderung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD235139A1 (de) |
-
1985
- 1985-03-01 DD DD27367185A patent/DD235139A1/de unknown
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