DE3843015A1 - Laserresonator - Google Patents

Laserresonator

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DE3843015A1
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DE
Germany
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resonator
laser
laser resonator
ceramic material
brackets
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Withdrawn
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DE3843015A
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Inventor
Helmut Stuhler
Martin Dipl Ing Maerz
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Ceramtec GmbH
Original Assignee
Ceramtec GmbH
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Publication date
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    • 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
    • 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

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Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Laserresonator, bei dem die Resonatorelemente auf Stabilisatoren angeordnet sind.
Die Frequenz- und/oder Leistungsstabilität von Lasern hängt entscheidend davon ab, inwieweit die Resonatorlänge gegenüber äußeren Einflüssen und hier vor allem gegenüber Temperaturschwankungen stabil gehalten werden kann. Bei den bisher verwendeten Trägermaterialien (Stahl, Invap) für die Resonatorelemente (Spiegel, Prismen usw.) ist zur Kompensation der temperaturbedingten Wärmeausdehung ein erheblicher Regelaufwand erforderlich. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch einen Laserresonator, bei dem die Resonatorelemente auf Stabilisatoren aus keramischem Material angeordnet sind.
Die Resonatorelemente können auf Quer- und Längsstabilisatoren aus keramischem Material oder auf Halterungen aus keramischem Material befestigt sein, die wiederum auf den Quer- und/oder Längsstabilisatoren angeordnet sind.
Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Bau von Lasern, die in der Radartechnik, Meßtechnik (z.B. der Spektroskopie) oder zum Pumpen von Ferninfrarot-Lasern eingesetzt werden, also für Laser, bei denen hohe Frequenz- und Leistungsstabilität erforderlich ist. Besonders vorteilhaft kommt das geringe Gewicht und die hohe Stabilität gegen Temperaturschwankungen bei flugzeuggetragenen Lasersystemen, z.B. für Schadstoffmessungen zum Tragen.
Geeignet ist keramisches Material, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient zwischen 0 und 100°C kleiner als 1,0 · 10-7k-1 ist, wie z.B. Cordierit, Cordierit-Mullit- Gemische, Germanium modifiziertes Cordierit, Aluminiumtitanat, Aluminium-Silikat- oder Lithium-Aluminium- Silikat-Keramik. Insbesondere eignen sich Cordierit oder Lithium-Aluminium-Silikat-Keramik mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen 0 und 60°C von kleiner als 0,5 · 10-7k-1. Mit vorstehenden Materialien ist es möglich Resonatorsysteme zu bauen, bei denen die thermischen Einlaufzeiten stark verkürzt sind bzw. entfallen, ebenso erübrigt sich die aktive Regelung, z.B. die Frequenzmodulation zur Stabilisierung der Laserfrequenz. Das bedeutet, ein nicht frequenzmodulierter, frequenzstabiler Laser läßt sich mit verhältnismäßig geringem Aufwand realisieren. Durch Verwendung von Lithium- Aluminium-Silikat-Keramik, wie in der DE-Patentschrift 16 71 115 beschrieben, kann auch der Wärmeausdehnungskoeffizient der Keramik für den Resonatoraufbau der Laserkonstruktion angepaßt werden.
Laserresonatoren sind in den Figuren in beispielsweiser Ausführung dargestellt. Es zeigt schematisch
Fig. 1 einen längenstabilisierten, gestreckten Laserresonatoraufbau ohne Resonatoren,
Fig. 2 einen längenstabilisierten gefalteten Laserresonator und
Fig. 3 einen längen- und querstabilisierten gefalteten Laserresonator in einem Gehäuse angeordnet.
Die Resonatorelemente (3, 3 a), z.B. Prismen, Spiegel und/oder teildurchlässige Spiegel sind auf Halterungen (1, 2) befestigt und die Halterungen (1, 2) mit Stäben (5) verbunden. Halterungen und Stäbe bestehen aus keramischem Material. Beim gefalteten Resonator (Fig. 2) werden die Strahlen durch Umlenkspiegel (4) umgelenkt. Die Halterungen (1, 2) sind durch Stäbe (5) verbunden. Der gefaltete Resonator nach Fig. 3 ist in einem Gehäuse (8) angeordnet.
Die Resonatoren (3, 3 a) sind an der Gehäusestirnwand (11) befestigt. Stab (5) verbindet die Gehäusestirnwand (11) mit Platte (10), auf der die Umlenkspiegel (4) und wahlweise Auskoppelspiegel (6) und Strahlteiler (7) angeordnet sind. Platte (10) gleitet auf Rollenlager (9), wodurch eine Entkopplung des Resonators vom Gehäuse erreicht wird. In Fig. 2 erfüllen die Halterungen (1, 2) und in Fig. 3 die Platte (10) auch die Funktion eines Querstabilisators. Die Spiegel (3 a) können als Auskoppelspiegel ausgebildet sein. Die gestrichelten Linien deuten jeweils den Strahlengang an.

Claims (3)

1. Laserresonator, bei dem die Resonatorelemente auf Stabilisatoren angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatorelemente (3, 3 a) auf Längsstabilisatoren (5) aus keramischem Material angeordnet sind.
2. Laserresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatorelemente (3, 3 a, 4, 6, 7) auf Quer- (10) und Längsstabilisatoren (5) aus keramischem Material angeordnet sind.
3. Laserresonator nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatorelemente (3, 3 a, 4) auf Halterungen (1, 2, 12, 13) aus keramischem Material befestigt sind, die auf den Quer- (10) und/oder Längsstabilisatoren (5) angeordnet sind.
DE3843015A 1988-12-21 1988-12-21 Laserresonator Withdrawn DE3843015A1 (de)

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JPH02219289A (ja) 1990-08-31
US5031189A (en) 1991-07-09

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