DE2715844A1

DE2715844A1 - Optischer strahlexpander fuer farbstofflaser

Info

Publication number: DE2715844A1
Application number: DE19772715844
Authority: DE
Inventors: Gary K Klauminzer
Original assignee: Molectron Corp
Current assignee: Molectron Corp
Priority date: 1976-04-12
Filing date: 1977-04-05
Publication date: 1977-10-20
Also published as: US4016504A; JPS52126192A; FR2348503B1; GB1547055A; FR2348503A1; JPS6032998B2

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein optische Lichtstrahlexpander sowie insbesondere ein Mehrfachprismen-Lichtstrahlexpandersystem, das insbesondere auf Farbstofflaser und optische parametrische Oszillatoren anwendbar ist, um die Bandbreite des Ausgangslaserstrahls einzuschränken.

Ein einfacher Farbstofflaser weist eine optisch gepumpte Farbstoffzelle mit einem Beugungsgitter auf einer Seite der Zelle sowie einem auf der anderen Seite angeordneten Ausgangsspiegel auf. Das Beugungsgitter wird als Wellenlängen-Selektionseinrichtung verwendet und erlaubt, die Laserwellenlänge innerhalb des Fluoreszenzbandes des jeweils eingesetzten Farbstoffs abzustimmen. Während die Ausgangsleistung dieser Grundart eines Farbstofflasers ausgezeichnet ist, ist die Linienbreite verhältnismässig schlecht, da die Querschnittsfläche des auf das Beugungsgitter geworfenen Strahls klein ist. Um die Linienbreite zu verbessern, d.h. zu verringern, fügt man im allgemeinen einen Strahlexpander irgendeiner Art zwischen die Farbstoffzellen und das Beugungsgitter ein, um den Laserstrahl auf dem Gitter zu verbreitern.

Der Teleskopexpander, den Hänsch entwickelt hat, war der erste Durchbruch auf dem Gebiet der Expander und ist als die klassische Anordnung angewandt worden, seit er in

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Applied Optics Vol. 11, Seiten 89¹), 898 (April 1972) veröffentlicht wurde. Eine solche Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß sie teuer ist und der Strahl infolge unvollkommener sphärischer Flächenteile mit kleinem Krümmungsradius eine verhältnismässig geringe Güte aufweist. Weiterhin verlängert sie die Resonatorlänge und weitet den Strahl in zwei Dimensionen, so daß das Resonatoretalon gross und extrem gut sein muß. Außerdem muß dann die Drehmechanik für das Beugungsgitter äußerst präzise arbeiten, so daß die Gitterrillen beim Drehen des Gitters zur Laserachse rechtwinklig bleiben.

Die von Stokes u.a. in Optics Communications Vol. 5» Nr. 4, Seite 267 (Juli 1972), II5-II9 angegebenen beiden Einprismen-Konstruktionen sind ebenfalls mit unterschiedlichem Erfolg eingesetzt worden, um die Mängel des Teleskopexpanders zu überwinden. Keine von beiden ist jedoch vollständig erfolgreich gewesen, da sie, wenn sie einige der Mängel des Teleskopexpanders beseitigten, andere Probleme aufwarfen. Beispielsweise sind die Expander dieser Art nicht achromatisch, da die Richtung des Ausgangsstrahls nicht konstant und nicht wellenlängenunabhängig ist. Man muß bei ihnen Leistung oder Abstimmbereich opfern, um die Expansion zu erhöhen (die Laser-Linienbreite zu verringern). Weiterhin ist der erzeugte Ausgangsstrahl nicht vollständig

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polarisiert oder kollinear oder parallel mit dem Eingangsstrahl, so daß sieh dieses System nur mit Schwierigkeiten einrichten läßt.

Ein weiterer Farbstofflaser nach dem Stand der Technik mit einem Zylinderlinsen-Strahlexpander ist in der US-PS 3 868 59o offenbart.

Es ist daher das Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein optisches Strahlexpandersystem für die Verwendung in Farbstofflasern anzugeben, das die Mangel der Strahlexpanderanordnungen des Standes der Technik vermeidet.

Kurz gesagt, weist die vorliegende Erfindung zwei oder mehr Prismen auf, die einander so zugeordnet und zwischen einer Farbstoffzelle und dem Beugungsgitter angeordnet sind, daß Licht aus der Farbstoffzelle erst durch eines der Prismen und dann durch ein weiteres läuft, wobei mindestens zwei der Prismen den einfallenden Lichtstrahl in der beiden Prismen gemeinsamen Brechungsebene vergrössern.

Wie unten ausführlicher beschrieben werden soll, hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß sie verhältnismässig billig zu erstellen ist, achromatisch dahingehend ist, daß

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der expandierte oder aufgeweitete Ausgangsstrahl in seiner Richtung relativ zum Eingangsstrahl für alle Wellenlängen festliegt, daß weiterhin die Anordnung sich leicht ausrichten lässt, eine gute Litrahlquali tat ergibt und keinen Polarisator erfordert, indem man mehr als zwei Prismen einsetzt, kann der expandierte oder aufgeweitete Ausgangsstrahl weiterhin zum Eingangsstrahl parallel oder kollinear gemacht werden.

Diese und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann weiterhin aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Farbstofflasers mit einem optischen Expandersystem nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform des optischen Expander-systems nach der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt einen Farbstofflaser mit einer Farbstoffzelle lo, einen teilspiegelnden Spiegel 12, einem Etalon 14, einem Beugungsgitter 16 und einem Doppel-

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prismen-Expander l8. Ein optischer Resonator ist zwischen dem Spiegel 12 und dem Gitter 16 ausgebildet, wobei die Farbstoffzelle lo, der Strahlexpander 18 und das Etalon I^ eine optische Achse definieren.

Die Farbstoffzelle Io besteht im allgemeinen aus einem Behälter mit einem zur Laserwirkung anregbaren Material wie beispielsweise einem organischen Farbstoff sowie optischen Fenstern an seinen Endflächen. Um die Laserwirkung anzu regen, wird das Farbstoffmaterial im Behälter mit einem Lichtstrahl aus einer Pumpquelle erregt, die schematisch bei 19 gezeigt ist. Der Pumpstrahl wird auf die Farbstoffzelle Io durch eine asphärische Fokussierlinse 2o hindurch fokussiert. Der Strahlexpander 18 besteht aus einem Paar Prismen 22 und 2¹I, die so angeordnet sind, daß sie das Licht aus der Farbstoffzelle Io brechen und expandieren, wie dargestellt.

In der bevorzugten Ausführungsform ist die Farbstoffzelle eine Ausführung des Modells DLo51 aus Quarzgut ("fused silica") der Fa. Molectron. Der Auskoppelspiegel 12 ist ein unbeschichtetes Quarzgutsubstrat mit einem 3o'-Keil zwischen den Oberflächen, um Reflexionen in den Resonator hinein von der vom Resonator abgewandten Fläche her zu vermeiden. Bei dem Etalon handelt es sich um ein Resona- toretalon des Modells DLo26 der Fa. Molectron aus Quarzgut

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mit einer Dicke von 3 mm und einer dielektrischen Reflexionsbeschichtung auf beiden Seiten. Das Beugungsgitter 16 ist ein Modell 35-63-06-^60 der Fa. Bausch & Lomb mit 600 Rillen pro Millimeter und einem Blazewinkel von 54°6'.

Die Doppelprismenanordnung 18 besteht aus den beiden Prismen 22, 2H mit Hypothenusenabmessungen von 9 mm (Prisma 22) bzw. 22 mm (Prisma 24) sowie einem Scheitelwinkel O₁ von etwa ^2° (Prisma 22) sowie £ von etwa 13° (Prisma 2k). Das Material beider Prismen ist Quarzgut und typische Orientierungswinkel sind θ = θ = 8o°, so daß sich eine Gesamtverstärkung von etwa 2o ergibt. Die Pumpquelle ist ein Stickstofflaser Modell UVlooo der Fa. Molectron, die Fokussierlinse 2o eine asphärische Fokussierlinse Modell DL0I5 aus Quarzgut der Fa. Molectron. Die gesamte Resonatorlänge vom Spiegel 12 zum Gitter 16 beträgt I80 mm.

Das Prisma 22 ist so angeordnet, daß seine Eintrittsfläche 25 der Farbstoffzelle Io winklig zugewandt ist, so daß die Laserstrahlung - vergl. die Linien 28 - aus der Zelle Io auf die Fläche 25 unter einem Winkel θ einfällt. Der einfallende Strahl wird vom Prisma 22 sowohl reflektiert, wie vom gestrichelten Pfeil 27 gezeigt, und auch gebrochen,

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wie bei 29 gezeigt, und tritt unter einem Winkel Θ. aus, der in der Praxis fast ein rechter Winkel auf der Austrittsfläche 26 des Prismas ist. Beim Durchlaufen des
Prismas 22 wird der Laserstrahl 28 in der Zeichenebene zu einem breiteren Strahl 29 expandiert. Üie Strahlexpansion oder Strahlaufweitung NL des Prismas 22 an der Brechungsstelle ist durch den Ausdruck

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ί ² 1 ι sin θ 1 L I ν	2 1 - sin 0
2 1 - sin θ	2 sin θ 1 -
	η ² V ι J

gegeben, in dem n. der Brechungsindex des Prismas 22 bei der Laserwellenlänge, Θ. der Einfallswinkel und Q₁, der Austrittswinkel sind. Die Terme mit Θ. berücksichtigen die Vergrösserung des Strahls an der Fläche 25, während die Terme mit Θ. die Verkleinerung des Strahls beim Austritt aus der Fläche 26 berücksichtigen. Für kleine θ^, wo der Ausgangsstrahl fast rechtwinklig zum Eingangsstrahl ist, tragen die Verkleinerungsterme wenig zum Resultat bei.

Obgleich die Wahl des Prismenmaterials nicht kritisch ist, kann eine gewisse Sorgfalt nötig sein, um einen ausrei-

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chenden Lichtdurchgang bei allen möglichen Laserwellenlängen zu gewährleisten. Das Prisma- sollte weiterhin hinreichend nahe an der Zelle Io liegen, so da/i der Resonator so kurz wie möglich bleibt und die Strahlenerösse w am Prisma fast gleich der Einschnürungsdimension w in der Zelle ist. Die Breite Mw des expandierten Strahls 29 beim Austritt aus dem Prisma ist dann irn wesentlichen gleich der Einschnürgrösse Hw .

Wie oben dargestellt, weist der Strahlexpander 18 auch ein zweites Prisma 2k mit einer Strahleintrittsfläche 32 und einer Strahlaustrittsfläche 34 auf. Das Prisma 24 ist so angeordnet, daß seine Eintrittsfläche 32 vom Strahl 29 unter einem Einfallswinkel 9_C geschnitten wird und die Austrittsflache J>k dem Etalcn 14 zugewandt ist. Wie beim Prisma 22 wird der einfallende Strahl 29 vom Prisma 2k sowohl reflektiert, wie mit dem gestrichelten Pfeil 4o gezeigt, als auch gebrochen und tritt - vergl. hei 31 ~ in einer Richtung aus- die weder rechtwinklig zur Austrittsfläche 34 des Prismas noch parallel zu dem auf das Prisma auftreffenden Strahl 28 ist.

Beim Durchlaufen des Prismas 2k wird der Laserstrahl 29 wie im Prisma 22 expandiert In diesem Fall kann jedoch die Verkleinerung beim Austritt aus der Fläche 34 wesentlich

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sein. Die Gesamtvergrößerung für die Expansion des Strahlexpanders 18 ist dann das Produkt aus der Vergrößerung des Prismas 22 und der Vergrößerung des Prismas 2¹I. Durch sorgfältige Wahl und Anordnung der beiden Prismen lassen sich Dispersionseffekte im Prisma 22 durch gleiche und entgegengesetzte Dispersionseffekte im Prisma 2¹I ausgleichen. Die Gesamtexpansion im Doppelprismenexpander 18 ist daher achromatisch dahingehend, daß der Ausgangsstrafrl in seiner Richtung relativ zum Eingangsstrahl für alle Wellenlängen festliegt, während die Expansion im Prisma 22 oder 24 allein an sich nicht achromatisch ist. Der aus dem Prisma 2k austretende Strahl ist jedoch nicht parallel zum Eingangsstrahl des Prismas 22.

Beim Austritt aus dem Prisma 2k durchläuft der expandierte Strahl 31 ein Etalon Ik und geht zur gerillten Oberfläche des Beugungsgitters 16, die gemeinsam wie in der Konstruktion von Hänsch wirken. D.h., das Gitter wählt bestimmte Wellenlängen innerhalb des Fluoreszenzbereichs des Farbstoffs aus, während das Etalon die Linienbreite über den Wert hinaus einengt, der sich mit nur dem Gitter und dem Expander erreichen läßt. Sowohl das Etalon und das Gitter sind so angeordnet, wie schematisch bei 15 und 17 gezeigt, daß sie sich zur Wellenlängenänderung drehen lassen. Alternativ kann man ein Etalon mit Luftspalt verwenden; in

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diesem Fall läßt sich die Wellenlänge auch durch Ändern des Drucks auf dem das Gitter und das Etalon umgebenden Gas verschieben.

Beim Betrieb emittiert die Pumpquelle 19> ein Laser, eine Blitzlampe oder eine andere Quelle einen Strahlurigsimpuls, der auf den Farbstoff in der Zelle Io fällt. Im speziellen Fall eines Stickstoff-Impulslasers als Pumpe fokussiert die Linse 2o den Pumpstrahl Io auf eine Linie unmittelbar innerhalb der Außenfläche der Farbstoffzelle Io entlang der Achse des optischen Resonators. Diese Pumpstrahlung hebt die Moleküle des Farbstoffs auf höhere Energieniveaus und erzeugt damit die Belegungsinversion, die erforderlich ist, damit das Lasermaterial stimuliert strahlen kann. Die resultierende Emission des Lasermaterials wird dann durch den Strahlexpander 18 und das Etalon 14 und von dort auf die Oberfläche des Gitters 16 geführt, von wo nur Licht einer bestimmten Wellenlänge entlang der optischen Achse des Resonators zurückkehrt. Beim Rücklauf durch das optische System wird der Strahl der gewählten Wellenlänge in seiner Breite von den Prismen 22 und 24 wieder eingeengt, so daß der zur Zelle Io zurückkehrende Strahl im wesentlichen die gleiche Breite hat wie die Dimension w der Zelle lo. Der Ausgangsstrahl 42 tritt dann durch den Spiegel 12 aus.

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Bei Anwendungen, in denen ein höherer Vergrößerungsfaktor, geringere optische Verluste oder eine im gesamten System parallele oder kollineare optische Achse erforderlich sind, kann anstelle des Expanders 18 der Pig. 1 eine Prismenanordnung verwendet werden, wie sie die Fig. 2 zeigt. In dieser alternativen Ausführungsform arbeitet das erste Prismenpaar 5o, 52 genau wie das oben beschriebene Prismenpaar 22, 2¹K Das zweite Prismenpaar 54, 56 der Fig. 2 kann identisch mit dem ersten Paar ausgeführt sein, ist aber so gerichtet, daß sowohl die geringe Winkelabweichung«£. des aus dem Prisma 52 austretenden Strahls korrigiert als auch der Ausgangsstrahl mit dem Eingangsstrahl 58 kollinear gemacht wird. Die Verwendung eines zusätzlichen Prismenpaars ergibt für einen gegebenen Einfallswinkel für jedes Prisma eine höhere Verstärkung. Umgekehrt erlaubt bei einer vorgegebenen Vergrößerung die Verwendung eines zusätzlichen Prismenpaars einen kleineren Einfallswinkel, so daß die Reflexionsverluste an der Eintrittsfläche der Prismen geringer werden und sich damit der Transmissionsgrad des Systems über alles verbessert.

Während die Fig. 2 zeigt, wie vier Prismen eingesetzt werden können, um einen Ausgangsstrahl zu erzeugen, der bei . hoher Verstärkung kollinear mit dem Eingangsstrahl ist, können andere Prismenkombinationen zum gleichen Ergebnis führen. Die Verwendung von mehreren Prismenpaaren, die

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identisch sind, hat den Vorteil, daß ein einziges Paar in Anwendungen verwendet werden kann, bei denen nur geringe Kosten oder niedrigere Vergrößerung erforderlich sind. Die gleichen Prismen lassen sich, wie in Fig. 2 gezeigt, bei anspruchsvolleren Anwendungen für höhere Verstärkung und höheren Transmissionsgrad koppeln.

In der Praxis übt der Prismenexpander die gleiche Punktion wie der Teleskopexpander in der Konstruktion von Hänsch aus, da er den Strahl auf dem Gitter in der Brechungsebene des Prismas (Beugungsebene des Gitters) expandiert und damit die Aufspreizung des Strahls auf das Gitter um den Expansionsfaktor reduziert und eine größere Anzahl Rillen auf dem Gitter beleuchtet; diese beiden Effekte dienen dazu, die Linienbreite des Laserausgangsstrahls zu verringern. Zusätzlich erzeugt er wie ein Teleskop einen expandierten Strahl, dessen Richtung relativ zum Eingangsstrahl für alle Wellenlängen festliegt. Dies ist wichtig, wenn man die Gitterwellenlänge mit beispielsweise einem mechanischen Sinusantrieb ("sine drive") wählt, da die Funktion des Sinusantriebs von einer festen Strahlrichtung auf dem Gitter, d.h. einer Richtung, die wellenlängenunabhangig ist, abhängt.

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Der vorliegende Expander bietet eine dem Teleskop überlegene Leistung, da er weniger teuer ist, keine Brennpunkteinstellung erfordert und seine Einstellung nicht sehr kritisch ist, da die Strahlbewegung entlang einer zur Zeichenebene rechtwinklige Achse die Leistung nicht beeinträchtigt, wie es beim Teleskop der Fall wäre, das entlang beider zur Laserachse rechtwinkliger Achsen eingeschränkt ist. Weiterhin kann der Expander wesentlich kürzer ausgebildet werden, als ein Teleskop vergleichbarer Expansionsfähigkeit und optischer Güte und erhöht daher den Wirkungsgrad eines Farbstofflasers für eine vorgegebene Dauer des Pumpimpulses. Zusätzlich sind die Bedingungen für die Gitterdrehmechanik weniger streng, da die Divergenz des Strahls im Gitter entlang der zur Ebene der Fig. 1 rechtwinkligen Achse nicht verringert wird. Daher kann das Gitter bei der Drehung stärker kippen, bevor der Resonatorabgleich verloren geht.

Das "Kippen" ist hier die Gitterbewegung um eine Achse, die parallel liegt zu der Achse, die gebildet wird von der Schnittlinie der Gitterebene und der Ebene der Fig. 1, wobei die Gitterbewegung um eine Achse erfolgt, die parallel zu den Gitterrillen der Gitterfläche liegt, die ihrerseits rechtwinklig zur Ebene der Fig. 1 verlaufen.

Die Anforderungen an die optische Güte des Etalons 14 sind in der vorliegenden Erfindung ebenfalls geringer, da der

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Strahl infolge der Expansion in nur einer Achse - anstelle von zwei wie beim Teleskop - eine kleinere Fläche des Etalons ausleuchtet. Nach der vorliegenden Erfindung ist der Ausgangsstrahl in der Ebene der Fig. 1 polarisiert, ohne daß ein separates Polarisierelement erforderlich wäre, und es läßt sich eine ausgezeichnete Güte des Ausgangsstrahls leicht erreichen, da keine Flächen mit geringem Krümmungsradius wie im Teleskop vorliegen.

Im Vergleich zu den Einzelprismenkonstruktionen von Stokes u.a. sowie Hanna u.a. hat der Doppelexpander nach der vorliegenden Erfindung den Vorteil, daß der Ausgangsstrahl zum Gitter unabhängig von der Wellenlänge eine feste Richtung beibehält und bei Verwendung von mehr als zwei Prismen kollinear mit dem Eingangsstrahl gemacht werden kann. Zusätzlich bewirkt der Mehrprismenexpander eine bessere Polarisierung des Ausgangsstrahls. Weiterhin bietet der Mehrprismen-Expander im Vergleich zu der Konstruktion von Stokes eine höhere Verstärkung bei geringerem Einfallswinkel, reduziert daher die Verluste und erhöht den Wirkungsgrad. Im Vergleich zu der Konstruktion von Hanna u.a. , bei der der Ausgangsstrahl von der Reflexion auf der Prismeneintrittsfläche abgenommen wird, ergibt die vorliegende Expansion mit mehreren Prismen für jeden Farbstoff einen breiteren Abstimmbereich und vermeidet die überstrahlende Hintergrund-

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emission, die bei der Konstruktion von Hanna u.a. bei niedriger Verstärkung insbesondere an den Rändern des Abstimmbereichs auftritt.

Obgleich die vorliegende Erfindung oben an mehreren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, lassen sich an der offenbarten Anordnung Änderungen und Modifikationen durchführen, die für den Fachmann nach der Lektüre der Beschreibung offensichtlich sind. Die Ansprüche sollen daher alle diese Änderungen und Modifikationen umfassen, die vom Grundgedanken und Umfang der Erfindung gedeckt sind.

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Leerseite

Claims

BERLIN 33 8MUNCHEN(P

Auginta-ViMoiia-StiaB· 86 _n DIICOUI^CA DADTMCD Ρίβηιβη·υ·ι·Ι«ί· 2

Pal Aim. D·. Ing. Ruichk· Ur. KUoUrIrNt Ot rAttllNCK Pit-An*. Dipl. In₉.

Swffl*?'¹¹* PATENTANWÄLTE ^H'^{nt E}"

T.l.f«,:030/ |*5J* BERLIN - MÜNCHEN ^ΤβΙ·^Ιοη: '

... Tel»gt»mm-Adt····:

Quadratur B^lin Quadratur Mürtchen

TELEX: 1P37M TELEX: S227P7

M 38o7

Molectron Corporation, Sunnyvale, California / V. St.A

"Optischer Strahlexpander für Farbstofflaser"

Patentansprüche

ι Iy Farbstofflaser mit einem Paar beabstandeter Reflektoren, die einen optischen Resonator bilden, mit einer Farbstoffzelle und einem Strahlexpander, die in dem Resonator angeordnet sind, sowie einer Lichtpumpquelle, die optisch den Farbstoff zur Laseremission anregt, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlexpander ein erstes Prisma mit einer ersten, mit der optischen Achse der Farbstoffzelle ausgerichtete Eintrittsfläche aufweist, die zu dieser unter einem Winkel θ^ liegt, um einen von der Farbstoffzelle erzeugten Lichtstrahl aufzunehmen, sowie eine erste Austrittsfläche aufweist, die die erste Eintrittsfläche unter einem ersten Scheitelwinkel 0λ schneidet, wobei der einfallende Strahl von dem

ORIGINAL INSPECTED

ersten Prisma gebrochen wird und der gebrochene Strahl aus der ersten Austrittsfläche unter einem Austrittswinkel θ^ austritt, und ein zweites Prisma aufweist, das mit einer zweiten Eintrittsfläche der· ersten Austrittsfläche zugewandt und dieser gegenüber so gerichtet angeordnet ist, daß der gebrochene Strahl auf sie mit einem zweiten Einfallswinkel θ einfällt, wobei das zweite Prisma eine zweite Austrittsfläche aufweist, die die zweite Eintrittsfläche unter einem zweiten Scheitelwinke 1 ο _? schneidet, der gebrochene Strahl weiter gebrochen wird und aus der zweiten Austrittsfläche mit einem zweiten Austrittswinkel θ₍₎ austritt und die Breite

des Strahls gegenüber dem auf die erste Eintrittsfläche auftreffenden Strahl in der Brechungsebene um einen Paktor NLxMp expandiert bzw. aufgeweitet ist, wobei gilt:

M =
ι

1 Z-U l-sin²e

ⁿi_lL„_ ,

·> / sin'ö L-SiH²G₁ 1- —

V²

M =

SJn²O

L--

l-sin²0

l-sin²6

sin 0

ι -Γ

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2. Farbstofflaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Prisma rechtwinklige Prismen sind.
3. Farbstofflaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sch
telwinkel £ ρ ist.
daß der erste Scheitelwinkel i₁ größer als der zweite Schei l\. Farbstofflaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der weiter gebrochene Strahl aus der zweiten Austrittsfläche unter einem WinkeloC relativ zu einer Linie austritt, die parallel zu dem auf die erste Eintrittsfläche eintretenden Strahl verläuft.
5. Farbstofflaser nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Einfallswinkel θ und θ gleich sind.
6. Farbstofflaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Prisma gegenüber dem ersten Prisma so konstruiert und angeordnet ist, daß die resultierende Dispersion die vom ersten Prisma hervorgerufene Dispersion aufhebt, so daß der Ausgangsstrahl gegenüber dem in das erste Prisma eintretenden Strahl eine feste Richtung einnimmt.

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7. Farbstofflaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zusätzliches Prisma relativ zum zweiten Prisma angeordnet ist, um den durchtretenden Lichtstrahl weiter zu brechen derart, daß der Ausgangsstrahl der Prismenkombination für alle Wellenlängen eine feste Lage relativ zum Eingangsstrahl einnimmt und mit diesem parallel oder kollinear verläuft.
8. Farbstofflaser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein drittes Prisma, das in seiner Konfiguration im wesentlichen identisch mit dem ersten Prisma ist und eine dritte Eintrittsfläche zur Aufnahme des weiter gebrochenen Strahls und dessen erneuter Brechung aufweist, um ihn dann aus einer dritten Ausgangsfläche austreten zu lassen, und durch ein viertes Prisma, das im wesentlichen in seiner Konfiguration mit dem zweiten Prisma identisch und relativ zum dritten Prisma so angeordnet ist, daß es den erneut gebrochenen Strahl aufnimmt und ein letztes Mal bricht, so daß er beim Austritt aus dem vierten Prisma parallel oder kollinear mit dem Eingangsstrahl verläuft.
9. Mehrfachprismen-Strahlexpander zur Verwendung in einem Farbstofflaser und dergl., gekennzeichnet durch ein erstes Prisma mit einer ersten Eintrittsfläche, die mit der optischen Achse des Lasers ausrichtbar ist und zu dieser einen

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Einfallswinkel θ einnimmt, und einer ersten Austrittsfläche, die die erste Eintrittsfläche winklig unter einem Winkel Q . schneidet derart, duli ein entlang der optischen Achse verlaufender Lichtstrahl vom ersten Prisma so gebrochen wird, daß er aus der ersten Austrittsfläche unter einen Austrittswinkel B^ austritt, und durch ein zweites Prisma mit einer zweiten Eintrittsfläche, die ebenfalls in der Linie des gebrochenen Lichtstrahls liegt und mit dieser einen Einfallswinkel θ._ einschließt, und mit einer zweiten Austrittsfläche, die die zweite Eintrittsfläche winklig unter einem Scheitelwinkel ο „ schneidet, der kleiner ist als der Scheitelwinkel ,ζ ., wobei das zweite Prisma den Eingangslichtstrahl weiter bricht derart, daß die Breite des resultierenden gebrochenen Lichtstrahls in der Brechungsebene expandiert oder aufgeweitet wird.
10. Mehrfachprismen-Strahlexpander nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Prisma rechtwinklige Prismen sind.
11. Mehrfachprismen-Strahlexpander nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch mindestens ein zusätzliches Prisma, das relativ zum zweiten Prisma so angeordnet ist, daß es den durch dieses durchtretenden Strahl weiter bricht, so

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daß der AusgangsstrahL der Fr i smenkomb inat ion für' alle Wellenlängen eine gegenüber' dem Eingangsstrahl feste Lage einnimmt und mit dem K ingangsstruh L parallel oder¹ kollinear ist.
12. Mehrfachprismen-Strah !expander nach Anspruch <J , gekennzeichnet durcli ein drittes, mit dem ersten identisches Prisma, das gegenüber· dem zweiten Prisma so angeordnet ist, daß es den aus dem zweiten Prisma austretenden Strahl aufnimmt und erneut bricht, und durch ein viertes, mit dem zweiten identisches Prisma, das gegenüber dem dritten Prisma so angeordnet ist, daß es den aus dem dritten Prisma austretenden Strati 1 abschließend bricht und ihn beim Austritt aus dem vierten Prisma mit dem Eingangsstrahl parallel oder kollinear macht.
13. Mehrfachprismen-Strahlexpander nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Prisma relativ zu dem ersten Prisma so angeordnet ist, daß die resultierende Brechung und Dispersion die von dem ersten Prisma verursachte Brechung und Dispersion aufheben, so daß der Ausgangsstrahl mit dem Eingangsstrahl des ersten Prismas parallel ist.

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