WO2014108142A1 - Cavity-gedumpter laser und verfahren - Google Patents

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WO2014108142A1
WO2014108142A1 PCT/EP2013/001195 EP2013001195W WO2014108142A1 WO 2014108142 A1 WO2014108142 A1 WO 2014108142A1 EP 2013001195 W EP2013001195 W EP 2013001195W WO 2014108142 A1 WO2014108142 A1 WO 2014108142A1
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resonator
cavity
optical element
polarization
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PCT/EP2013/001195
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Johannes Früchtenicht
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Universität Stuttgart
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Definitions

  • the invention relates to a cavity-dumped laser and to a method for controlling a cavity-dumped laser.
  • Cavity-dumped lasers produce high-power pulsed laser radiation. With cavity-dumped lasers with resonator-internal frequency conversion, radiation of a converted frequency can additionally be generated with pulse durations in the three-digit nanosecond range. These lasers are used, among other things, for the processing of solar cells.
  • an electro-optical switch can be used to decouple the radiation amplified in the resonator cavity from the resonator cavity as a laser pulse.
  • Cavity-dumped lasers with low gain gain media e.g., the disk laser
  • intracavity frequency conversion have been able to realize pulse widths above 170 ns for the converted frequency.
  • these pulse durations are dependent on a necessary minimization of the occurring losses which a frequency conversion medium inflicts on the intracavity radiation by conversion in the pulse structure and the resulting slow conversion behavior of the resonator-internal standing power.
  • the conversion in the frequency conversion medium achieves a higher efficiency with increasing power of the original radiation.
  • the object of the present invention is to provide an improved cavity-dumped laser, in particular a laser amplifier, with which at least one converted laser pulse is shorter than 100 ns, preferably shorter than 10 ns, particularly preferably shorter than 1 ns, with high power and good efficiency can be provided.
  • a cavity-dumped laser has a resonator cavity in which resonator internal radiation absorbs power.
  • the cavity-dumped laser has a gain medium in the resonator chamber, which amplifies the original radiation (with the radiated fundamental frequency).
  • An optical element is arranged in the resonator space in such a way that the intracavity radiation can interact with the optical element, whereby a property of the radiation is changed.
  • the essential properties of the radiation pulse are its pulse energy, its spectral width and its wavelength or frequency. Whether an interaction actually takes place between the optical element and the radiation and how strongly this interaction is pronounced, can e.g. be dependent on the wavelength of the radiation and / or the polarization of the radiation.
  • the cavity-dumped laser furthermore has a control unit which activates the resonator-internal radiation in such a way that the power consumption of the radiation in the resonator chamber takes place at least temporarily under reduced interaction with the optical element.
  • the control unit is arranged in the resonator chamber and is traversed by the radiation at each resonator cycle at least once, usually once in each direction of the beam circulation.
  • the control unit is switchable between at least two switching states. In a first switching state of the control unit, the intracavity radiation passes through the cavity-dumped laser under full (or increased) interaction with the optical element, changing a property of the radiation. In a second switching state of the control unit, the interaction with the optical element with respect to the full (or increased) interaction in the first switching state is reduced, in particular minimized.
  • the optical element performs a reduced interaction with the radiation during power buildup in the resonator cavity, i. during the power build-up the property of the radiation to be changed is changed less than under full (or increased) interaction with the optical element.
  • the intensity of the interaction in the switching state of the reduced interaction of the control unit is reduced by at least 50%, preferably reduced by at least 75%, preferably reduced by at least 95%, particularly preferably by at least 99% compared to the strength of the interaction in the switching state of full or increased interaction % reduced.
  • the full or increased interaction is "turned on” by the control unit and the property of the radiation is significantly changed. Thereafter, the converted radiation can be emitted as a radiation pulse from the resonator chamber.
  • the reduced interaction will result in little or no radiation losses resulting from the interaction with the optical element. This will speed up and increase the power and pulse buildup for both radiations (the original and the converted one).
  • the power consumption takes place at least temporarily under reduced interaction with the optical element.
  • the power consumption takes place under reduced interaction with the optical element until at least 60%, preferably 80%, preferably 90%, particularly preferably 98% of the maximum power is built up. Only then is the interaction with the optical element fully or increased switched on. After switching on the interaction, the power consumption can either be switched off or continued on the side. At least a majority of the power to be absorbed is absorbed by the radiation, before the interaction with the optical element is switched on fully or increased.
  • an optical element having a high interaction efficiency can be used, e.g. with a high conversion efficiency, without inhibiting the pulse structure, since during the pulse structure, the interaction with the optical element by the control unit is so greatly reduced that the radiation is amplified quickly, without losing too much power at the optical element.
  • the amplification of the radiation takes place in the interior of the resonator chamber.
  • the radiation can pass through the resonator chamber and a gain medium arranged in it until the desired amplification of the radiation has been reached (in this case, a few tens or a few hundred cycles are usual).
  • the gain medium may be pumped by an external source so that it can deliver its energy to the radiation in the resonator cavity.
  • the control unit is actuated.
  • a cavity-dumped laser can produce a short pulse duration of less than 100 ns, less than 10 ns and / or less than 1 ns with high efficiency and good beam quality.
  • the optical element can be designed such that the interaction of the optical element with the radiation alters the property (eg the wavelength, temporal composition of the spectral content, etc.) of the radiation.
  • the interaction may be due to a nonlinear effect.
  • the wavelength of the beam pulse can, for example, by a Frequency conversion medium (as an optical element) such as a SHG (second harmonic generation, halving the wavelength, eg from 1030 nm to 515 nm), an SFG (sum frequency generation) or THG (third harmonic generation; the wavelength) crystal can be influenced.
  • a frequency conversion medium is a medium that can convert the frequency and thus the wavelength of radiation to another value.
  • control unit controls the intracavity radiation in such a way that the power consumption of the radiation in the resonator chamber takes place at least temporarily without any interaction with the optical element. During this period, the interaction is reduced so that the interaction is minimized and essentially eliminated.
  • the optical element does not interact with the radiation during power build-up in the resonator cavity, i. that during the power build-up no property of the radiation is changed. The optical element is "turned off" during power build up by the control unit.
  • the optical element is a frequency conversion medium, such as SHG (second harmonic generation, eg, halving the wavelength, eg, from 1030 nm to 515 nm), SFG (sum frequency generation), or THG (third harmonic generation; third of the wavelength) formed crystal and interacting with the optical element radiation of predetermined wavelength undergoes a frequency conversion, eg a frequency doubling.
  • the frequency conversion of the radiation is switched on by the control unit only when the original radiation has already absorbed its power. This reduces losses during power build-up that would delay power build-up.
  • the intracavity radiation can be controlled by the control unit such that the radiation is coupled out of the resonator chamber.
  • the control unit performs two functions here: On the one hand, the control unit controls the interaction with the optical element, on the other hand, the control unit controls the time at which the amplified radiation is coupled out as a radiation pulse with the fundamental frequency of the resonator. This decoupling may either serve to decouple the radiation pulse from the resonator to continue to use it externally, or it may also serve to remove the radiation from the resonator so as to terminate the radiation gain in the resonator.
  • the control unit fulfills at least these two functions at the same time. For example, in the use of a Pockels cell as a control unit, this is advantageous, as a result of a single expensive Pockels cell several functions are met.
  • control unit controls the polarization of the resonator internal radiation.
  • control unit can be designed as a Pockels cell.
  • there is an interaction with the optical element there is an interaction with the optical element, a reduced interaction or no interaction.
  • the switching on, off and on of the interaction with the optical element via the control of the polarization of the radiation represents a particularly rapid and efficient possibility of the control.
  • a Pockels cell is an electro-optical switch that is usually based on the Pockels effect, an electro-optical effect. If an electric field is applied to such a Pockels cell, it has different refractive indices for the E-field components of the radiation flowing through it (birefringence). By controlling a Pockels cell can thus be influenced or adjusted, the polarization of the radiation flowing through them, in particular the polarization direction of linearly polarized radiation can be switched so.
  • Pockels cells regularly have a birefringent crystal.
  • a Pockels cell in the sense of the present application may be based on a linear or non-linear electro-optical effect. Commercially available Pockels cells are switched faster and faster with very low jitter (steeper flanks and higher repetition rates).
  • the optical element is polarization-dependent in such a way that an interaction with the intracavity radiation in dependence on the controllable by the control unit polarization of the radiation takes place.
  • the control unit can then monitor the polarization of the radiation control and thus whether the radiation with the optical element performs an interaction or not.
  • SHG frequency conversion can be done with critical phase matching. A conversion occurs only if the input beam has the appropriate polarization.
  • the polarization unit is used to selectively turn the frequency conversion on and off.
  • two spatially separated sections and a polarization beam splitter for directing radiation into one of the two sections depending on the polarization of the radiation are provided, wherein the optical element is arranged in one of the two sections.
  • control unit controls the direction of propagation of the intracavity radiation.
  • two spatially separated sections and an acousto-optic modulator (AOM) can be provided as a control unit for deflecting radiation into one of the two sections as a function of the operating state of the AOM, wherein the optical element is arranged in one of the two sections.
  • AOM acousto-optic modulator
  • an interaction with the optical element takes place only when the radiation - controlled by the control unit - passes through the section with the optical element arranged in it.
  • the radiation passes through the spatially separated portion without the optical element.
  • An acousto-optic modulator is an optical component that can influence and in particular deflect incident radiation in its propagation direction.
  • an optical grating is generated in a transparent solid with sound waves. At this grid, the radiation is diffracted and changed or deflected in its propagation direction.
  • Acousto-optic modulators are also called Bragg cells.
  • the problem underlying the invention is also solved by a method for controlling a cavity-dumped laser having the features of claim 11.
  • the method comprises the steps:
  • Amplifying radiation in the resonator cavity of the cavity-dumped laser at least temporarily, under reduced interaction with an optical element that can alter a property of the radiation
  • the radiation in the resonator cavity can be e.g. amplified without or under reduced frequency conversion and after completion of the gain in full or increased interaction with the optical element, e.g. experience a frequency conversion in the resonator space.
  • the method can be used to control a cavity-dumped laser as described above.
  • Fig. 1 is a schematically illustrated cavity-dumped laser with a polarization-dependent optical element in a Resonatorarm.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a cavity-dumped laser 40 (in short: CD laser) with a Pockels cell PZ as a control unit.
  • the Pockels cell PZ divides the CD laser 40 into a left resonator arm and a right resonator arm.
  • the left resonator arm has, starting from the Pockels cell PZ, a resonator component 110, a polarization beam splitter 43 (as polarization-dependent output component), a resonator component 109, a gain medium G and, as the left resonator arm limiting element, a first reflector 41.
  • the right resonator arm has ( outgoing Pockels cell PZ) a resonator 111 and a polarization-dependent resonator PR.
  • the polarization-dependent resonator path PR has (starting from the Pockels cell PZ) the following components: a second reflector 41A, which may be wavelength-dependent, a resonator component 112, an optical element 45, a resonator component 113 and a third reflector 41 B, which are wavelength-dependent can.
  • the optical element 45 is an SHG crystal in this embodiment.
  • SHG stands for second harmonic generation and is a frequency conversion medium.
  • the wavelength of the SHG crystal flowing through radiation can be halved.
  • the CD laser 40 shown in FIG. 1 the losses of the resonator caused by the SHG crystal can be minimized in the time in which the intracavity power is built up.
  • the SHG crystal can be temporarily "switched off”.
  • the Pockels cell PZ present in the CD laser 40 is used.
  • a second Pockels cell could also be used for the Pockels cell PZ, which controls the beam output through the polarization divider 43. Since Pockels cells are expensive (currently about 30,000 EUR per piece), this is less economical than using the same Pockels cell PZ both to control the beam output and to control the interaction with the optical element 45.
  • one or two acousto-optic modulators may be used to control the beam output and / or to control the interaction with the optical element 45.
  • the polarization-dependent output component 43 can be omitted since the radiation in the acousto-optic modulator can be deflected directly and coupled out of the resonator.
  • the SHG interaction occurs in practice with critical phase matching.
  • the conversion takes place in the CD laser 40 only if the radiation passing through the resonator chamber has the correct polarization (in FIG. 1 for example s-polarization).
  • This polarization dependence is used to purposefully reduce or "switch off" the conversion during power build-up.
  • the following explains the processes using the example of a radiation S with a wavelength of 1030 nm and disk lasers with a specific orientation of the SHG crystal.
  • An unconverted radiation S can be converted by the SHG crystal 45 into a converted radiation having a wavelength of 515 nm.
  • the field of use of the CD laser 40 is not limited to this one wavelength, but can be used analogously for radiation of other wavelengths.
  • the polarization beam splitter 43 only passes radiation of a specific polarization, in this embodiment radiation with p polarization.
  • the polarization beam splitter 43 is transparent to p-polarized radiation and highly reflective to s-polarized radiation.
  • p-polarized radiation impinging on the polarization beam splitter 43 is coupled out of the resonator cavity.
  • p-polarized radiation experiences high losses in the resonator and only s-polarized radiation oscillates in the laser resonator.
  • s-polarized intracavity radiation S moves between the first reflector 41 and the third reflector 41 B. It passes, inter alia, through the arranged before the first reflector 41 gain medium G, which amplifies the resonator S internal radiation.
  • the gain medium G may be pumped externally so that it can deliver energy to the radiation flowing through the gain medium G.
  • the gain medium G can also be arranged elsewhere and be shaped differently.
  • the Pockels cell PZ If the Pockels cell PZ is turned on, the Pockels cell PZ undergoing radiation S undergoes a polarization change from p to s polarization and vice versa. S radiation incident from the left onto the Pockels cell PZ is p-polarized to the right of the Pockels cell PZ, radiation S passing through the Pockels cell PZ from the right is p-polarized to the left of the Pockels cell PZ. Thus, it is also reflected at the polarization beam splitter 43 and remains in the resonator space.
  • the Pockels cell PZ is operated in ⁇ / 2 voltage or ⁇ / 4 voltage or is switched off, so acts as a switchable ⁇ / 2 plate or ⁇ / 4-plate.
  • ⁇ / 2 voltage when the ⁇ / 2 voltage is switched on, it causes a polarization rotation through 90 °, ie from p to s polarization and vice versa, or with the ⁇ / 4 voltage switched on, a polarization rotation of 45 °, ie from linearly polarized radiation to circularly polarized radiation and vice versa.
  • the reverse lag behavior of the Pockels cell can be used by the additional use of delay plates. Then an off voltage at the Pockels cell would cause a polarization rotation while an on voltage does not cause a polarization change.
  • the resonator components 109, 110, 111, 112 and 113 may be for example: free propagation, transmissive or reflective optics, for example with dispersive (GTI mirror), diffractive, polarization or wavelength determining properties, a laser active medium (LAM), not -linear components, etc.
  • the method for driving the CD laser 40 for a laser pulse comprises the following steps:
  • the Gain medium G is pumped so that it can amplify the gain medium G flowing through radiation.
  • Phase 1 In the left resonator arm, radiation S undergoes losses under p-polarization at the polarization beam splitter 43. That's why the CD laser 40 only vibrates
  • the Pockels cell PZ is controlled so that the radiation S in the right resonator is polarized so that the radiation S when passing through the SHG crystal 45 is given no phase matching and thus no conversion or only a reduced conversion takes place. If, for example, the SHG crystal 45 is chosen and oriented such that a phase matching does not occur in a p-polarization of the radiation S flowing through the SHG crystal 45 and thus no conversation takes place, then the Pockeslzelle PZ is controlled such that it is ⁇ / 2-plate acts, so with a suitable crystal orientation causes a 90 ° polarization rotation.
  • the radiation S due to the polarization rotation through the Pockels cell PZ p polarization, especially during passage through the SHG crystal 45.
  • the radiation S is reflected at the third reflector 41 B and without frequency conversion or special losses on the SHG crystal 45 back to the Pockels cell.
  • After transmission through the Pockels cell PZ has the radiation S in the left resonator s-polarization and the Resonatorumlauf starts again. Since the losses are minimal (since no losses occur at the optical element 45 through the SHG crystal), the pulse energy of the radiation S builds up faster compared to conventional concepts.
  • the Pockels cell PZ is switched over, eg switched off.
  • the resonator of the CD laser 40 loses the energy present at the switching time in the right resonator arm (to the right of the Pockels cell PZ) as infrared radiation through the polarization beam splitter 43, since the radiation component in the right arm is no longer adjusted to the s polarization on return through the Pockels cell is now p-polarized in the left resonator.
  • This loss proportion of resonator-internal radiation can by forming the right resonator with a shortest possible optical Path length compared to the left resonator be kept small.
  • the radiation S present when the Pockels cell PZ is switched over in the left resonator arm is then given the polarization on passing through the Pockels cell PZ into the right resonator arm, with which phase matching is achieved when passing through the SHG crystal 45 and thus a conversion takes place.
  • a portion of the radiation S is in the round trip through the SHG crystal 45 in green radiation (in the embodiment with a wavelength of 515 nm) converted and coupled out via the second reflector 41 A and / or the third reflector 41 B from the resonator ,
  • the second reflector 41 A and / or the third reflector 41 B have a high reflection for a wavelength of 1030 nm and a high transparency for radiation of wavelength 515 nm.
  • the second reflector 41A is arranged at a deflection corner in the resonator chamber, so that unconverted radiation (with a wavelength of 1030 nm) is reflected at it and, for example, deflected by 90 °, while frequency-converted radiation (with a wavelength of 515 nm) the second reflector 41A is transmitted and decoupled from the resonator.
  • the third reflector 41 B is arranged at a resonator cavity end of the CD laser 40 so that unconverted radiation (having a wavelength of 1030 nm) is reflected at it and provided for a new resonator cycle, while frequency-converted radiation (with a wavelength of 515 nm ) transmits the third reflector 41 B and is coupled out of the resonator.
  • the third reflector 41 B may also be designed to be reflective for both wavelengths, eg as a mirror.
  • the two green radiations (having a wavelength of 515 nm) coupled out by the second and / or third reflectors 41A and 41B can either be used separately or combined with a mirror concept (not shown in FIG. 1).
  • the radiation S Upon return of the unconverted radiation (having a wavelength of 1030 nm) into the left resonator arm, the radiation S has s-polarization after passing through the Pockels cell PZ in the left resonator arm.
  • the s-polarized radiation at the polarization beam splitter 43 undergoes no losses and it starts a new Resonatorumlauf.
  • the standing in the resonator chamber of the CD laser 40 energy is degraded, since the conversion of the SHG crystal 45 can be kept more efficient than energy through the laser-active medium (LAM) on the gain medium G of the radiation S is added.
  • LAM laser-active medium
  • Phase 3 If either the pulse power of the coupled-out converted green radiation has decayed far enough or the desired pulse duration has been reached, the Pockels cell PZ is switched to a voltage which produces approximately ⁇ / 4 phase shift. As a result, s-polarized radiation S coming from the left resonator arm through the Pockels cell PZ is polarized approximately circularly or elliptically after passing through the Pockels cell PZ.
  • the circularly polarized radiation is p-polarized (or elliptically polarized with a strong p-portion) and thus coupled out at the polarization beam splitter 43 as infrared radiation ( Wavelength 1030 nm).
  • the intracavity power breaks down and a new cycle can begin.
  • This phase 3 can also be dispensed with depending on the application.
  • the three operating phases described can be assigned to other switching states of the Pockels cell PZ. This allows optimization with regard to the switching behavior and losses due to partial false polarization. For example, if this is desirable because of the electrical circuit, a + ⁇ / 4, 0, - ⁇ / 4 voltage switching is also possible.
  • a second Pockels cell can also be used.
  • a first Pockels cell for switching the resonator output and a second Pockels cell for switching the optical element 45 are used.
  • the structure and the switching sequence can be derived analogously. By using two Pockels cells, losses in the transition from phase 1 to phase 2 are further reduced compared to the circuit methods described here.
  • the switching on and off of the optical element 45 can also be achieved by a construction with two alternative resonator arms divided by polarizing beam splitters.
  • the arm with or without the optical element 45 is selected in polarization optics.
  • the structure of the cavity-dumped laser may also include an AOM for switching.
  • the drive is not effected by means of a polarization control of the radiation S, but by a deflection of the propagation direction of the radiation S to the controllable AOM, e.g. into two different sections of the resonator as described above.
  • the converted radiation pulse (green, wavelength 515 nm) is switched on rapidly during the transition to phase 2 with high energy. Due to the previous energy buildup in Phase 1, the converted pulse does not build up gradually, but has a steeply rising edge and a short pulse duration. Since the decoupled green pulse is both switched on and off by driving the Pockels cell PZ, a desired pulse length can be set by controlling the Pockels cell PZ. By controlling the polarization-dependent Resonatorwegs PR, the optical Element 45 temporarily "switched off".
  • the cavity-dumped laser 40 produces shorter pulse durations which are more easily adjustable than conventional cavity-dumped lasers.
  • the pulse edges are steeper and the pulse is more symmetrical. Since the pulse duration is mainly influenced by the externally controllable Pockels cell, it is also possible to set an optionally individual pulse-individual pulse duration without having to change components of the LCD laser.
  • the resonator components 109 to 113 shown in FIG. 1 are circuit-independent and merely serve to indicate the presence of additional components.
  • the CD laser 40 shown in FIG. 1 may alternatively also have more or fewer resonator components.
  • the polarization beam splitter 43 is arranged as a polarization-dependent output component in the resonator so that it reflects intracavity radiation of a polarization state and thereby angles the resonator. Resonator internal radiation of a different polarization state is transmitted through the polarization beam splitter 43 and decoupled.
  • the terms left and right resonator arms were used. These terms are to be understood as exemplary. Alternatively, the left resonator can also be arranged on the right and vice versa.
  • the CD laser 40 is divided by the Pockels cell PZ into a first and a second resonator arm.
  • the first resonator arm has the polarization beam splitter 43 in one beam path angle
  • the second resonator arm has the polarization-dependent polarization path PR with the optical element 45.
  • a mechanically moving mirror or shutter As an alternative to a Pockels cell, a mechanically moving mirror or shutter, one or more acousto-optic switches or mechanically moving polarization-influencing elements (eg lambda plates or Faraday rotators) can also be used as the coupling switch.
  • a Pockels cell is used because it is particularly comfortable and accurate switchable. A Pockels cell is still almost lossless and takes little unwanted effects on the laser beam.

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Abstract

Ein cavity-gedumpter Laser weist einen Resonatorraum auf, in dem resonatorinterne Strahlung (S) Leistung aufnimmt, und ein optisches Element (45), das derart im Resonatorraum angeordnet ist, dass die resonatorinterne Strahlung (S) mit dem optischen Element (45) wechselwirken kann, wobei eine Eigenschaft der Strahlung (S) verändert wird. Eine Steuereinheit (PZ) steuert die resonatorinterne Strahlung (S) derartig an, dass die Leistungsaufnahme der Strahlung (S) im Resonatorraum zumindest zeitweise unter reduzierter Wechselwirkung mit dem optischen Element (45) erfolgt. Der cavity-dump kann als eine Pockelszelle (PZ) ausgebildet sein und das optische Element als ein nichtlinearer Kristall (45) zur Frequenzverdopplung. In der Einschwingphase des Lasers ist die Pockelszelle mit einer Halbwellenspannung vorgespannt, welche dazu führt, dass keine Phasenanpassung im nichtlinearen Kristall erreicht wird, d.h. es wird keine 2. Harmonische erzeugt. Bei Erreichen der Sättigung wird die Pockelszelle abgeschaltet und durch diese Polarisationsdrehung erfolgt eine Frequenzverdopplung und das grüne Laserlicht wird am dichroitischen Strahlteiler (41A) ausgekoppelt. Der Konversionsvorgang kann durch eine Viertelwellenspannung an der Pockelszelle ausgeschaltet werden. So können intensive Laserpulse bei 500 nm mit einer Dauer von unter 1 ns erreicht werden.

Description

„Cavity-gedumpter Laser und Verfahren" Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen cavity-gedumpten Laser und ein Verfahren zum Steuern eines cavity-gedumpten Lasers.
Mit cavity-gedumpten Lasern lässt sich gepulste Lasertrahlung mit einer hohen Leistung erzeugen. Mit cavity-gedumpten Lasern mit resonatorinterner Frequenzkonversion kann zusätzlich Strahlung einer konvertierten Frequenz erzeugt werden mit Pulsdauern im dreistelligen Nanosekundenbereich. Diese Laser werden unter anderem zur Bearbeitung von Solarzellen eingesetzt.
In cavity-gedumpten Lasern kann ein elektrooptischer Schalter dazu genutzt werden, die im Resonatorraum verstärkte Strahlung als Laserpuls aus dem Resonatorraum auszukoppeln.
Cavity-gedumpte Laser mit Verstärkungsmedien mit geringer Verstärkung bzw. geringem Gain (z.B. beim Scheibenlaser) und resonatorinterner Frequenzkonversion konnten bislang Pulsdauern für die konvertierte Frequenz oberhalb von 170 ns realisieren. Bei realistischen Resonatorlängen und Schaltzeiten sind diese Pulsdauern abhängig von einer notwendigen Minimierung der auftretenden Verluste, die ein Frequenzkonversionsmedium einer resonatorinternen Strahlung durch Konversion im Pulsaufbau zufügt, und dem daraus resultierenden langsamen Konversionsverhalten der resonatorinternen stehenden Leistung. Wobei die Konversion im Frequenzkonversionsmedium mit zunehmender Leistung der ursprünglichen Strahlung einen höheren Wirkungsgrad erreicht.
Durch Verbesserungen im Bereich der Hochspannungsschaltung des verwen- deten elektrooptischen Schalters lässt sich - zumindest nach Simulationsmodellen - bei auf diesen Aspekt hin optimierten Resonatorlängen theoretisch eine Verkürzung der Pulsdauer bis hinunter zu mehreren 10 ns erreichen. Dabei würde aber der Wirkungsgrad signifikant auf ca. 20% sinken. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten cavity- gedumpten Laser bereitzustellen, insbesondere einen Laserverstärker, mit dem zumindest ein konvertierter Laserpuls kürzer als 100 ns, bevorzugt kürzer als 10 ns, besonders bevorzugt kürzer als 1 ns mit hoher Leistung und mit gutem Wirkungsgrad bereitgestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen cavity-gedumpten Laser mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ein cavity-gedumpter Laser weist einen Resonatorraum auf, in dem resonatorinterne Strahlung Leistung aufnimmt. Dazu weist der cavity-gedumpte Laser ein Verstärkungsmedium im Resonatorraum auf, das die ursprüngliche Strahlung (mit der eingestrahlten Grundfrequenz) verstärkt. Ein optisches Element ist derart im Resonatorraum angeordnet, dass die resonatorinterne Strahlung mit dem optischen Element wechselwirken kann, wobei eine Eigenschaft der Strahlung verändert wird. Die wesentlichen Eigenschaften des Strahlungspulses sind seine Pulsenergie, seine spektrale Breite und seine Wellenlänge bzw. Frequenz. Ob tatsächlich eine Wechselwirkung zwischen dem optischen Element und der Strahlung erfolgt und wie stark diese Wechselwirkung ausgeprägt ist, kann z.B. von der Wellenlänge der Strahlung und/oder der Polarisation der Strahlung abhängig sein.
Der cavity-gedumpte Laser weist weiterhin eine Steuereinheit auf, die die resonatorinterne Strahlung derartig ansteuert, dass die Leistungsaufnahme der Strahlung im Resonatorraum zumindest zeitweise unter reduzierter Wechselwirkung mit dem optischen Element erfolgt. Die Steuereinheit ist im Resonatorraum angeordnet und wird von der Strahlung bei jedem Resonatorumlauf zumindest einmal durchlaufen, normalerweise einmal in jeder Richtung des Strahlumlaufs. Die Steuereinheit ist zwischen zumindest zwei Schaltzuständen schaltbar. In einem ersten Schaltzustand der Steuereinheit durchläuft die resonatorinterne Strahlung den cavity-gedumpten Laser unter voller (bzw. unter erhöhter) Wechselwirkung mit dem optischen Element, wobei eine Eigenschaft der Strahlung verändert wird. In einem zweiten Schaltzustand der Steuereinheit ist die Wechselwirkung mit dem optischen Element gegenüber der vollen (bzw. erhöhten) Wechselwirkung im ersten Schaltzustand reduziert, insbesondere minimiert.
Dadurch werden Verluste der Strahlung im Resonatorraum in der Zeit, in welcher die resonatorinterne Leistung der ursprünglichen Strahlung unter reduzierter Wechselwirkung mit dem optischen Element aufgebaut wird, reduziert. Das optische Element führt beim Leistungsaufbau im Resonatorraum eine reduzierte Wechselwirkung mit der Strahlung durch, d.h. dass während des Leistungsaufbaus die zu verändernde Eigenschaft der Strahlung weniger stark verändert wird als unter voller (bzw. erhöhter) Wechselwirkung mit dem optischen Element. Die Stärke der Wechselwirkung im Schaltzustand der reduzierten Wechselwirkung der Steuereinheit ist gegenüber der Stärke der Wechselwirkung im Schaltzustand der vollen bzw. erhöhten Wechselwirkung um zumindest 50% reduziert, bevorzugt um zumindest 75% reduziert, bevorzugt um zumindest 95% reduziert, besonders bevorzugt um zumindest 99% reduziert.
Erst wenn die Leistung der ursprünglichen Strahlung aufgebaut ist, wird von der Steuereinheit die volle bzw. erhöhte Wechselwirkung "eingeschaltet" und die Eigenschaft der Strahlung deutlich geändert. Danach kann die konvertierte Strahlung als Strahlungspuls aus dem Resonatorraum ausgestrahlt werden. Beim Leistungsaufbau der ursprünglichen Strahlung selbst treten durch die reduzierte Wechselwirkung wenig oder keine Verluste an der Strahlung auf, die von der Wechselwirkung mit dem optischen Element herrühren. Dadurch wird der Leistungs- bzw. Pulsaufbau für beide Strahlungen (die ursprüngliche und die konvertierte) beschleunigt und effizienter.
Die Leistungsaufnahme erfolgt dabei zumindest zeitweise unter reduzierter Wechselwirkung mit dem optischen Element. Insbesondere erfolgt die Leistungsaufnahme unter reduzierter Wechselwirkung mit dem optischen Element bis zumindest 60%, bevorzugt 80%, bevorzugt 90%, besonders bevorzugt 98% der Maximalleistung aufgebaut ist. Erst danach wird die Wechselwirkung mit dem optischen Element voll bzw. erhöht zugeschaltet. Nach dem Zuschalten der Wechselwirkung kann die Leistungsaufnahme entweder abgeschaltet oder nebenbei weitergeführt werden. Zumindest ein Großteil der aufzunehmenden Leistung wird von der Strahlung aufgenommen, bevor die Wechselwirkung mit dem optischen Element voll bzw. erhöht zugeschaltet wird.
Weiterhin kann ein optisches Element mit einer hohen Wechseiwirkungseffizienz verwendet werden, z.B. mit einer hohen Konversionseffizienz, ohne dass der Pulsaufbau gehemmt wird, da während des Pulsaufbaus die Wechselwirkung mit dem optischen Element durch die Steuereinheit so stark reduziert wird, dass die Strahlung schnell verstärkt wird, ohne zuviel Leistung am optischen Element zu verlieren.
Die Verstärkung der Strahlung erfolgt im Inneren des Resonatorraums. Dazu kann die Strahlung den Resonatorraum und ein in ihm angeordnetes Verstärkungsmedium solange durchlaufen bis die gewünschte Verstärkung der Strahlung erreicht ist (üblich sind hierbei einige zehn oder einige hundert Umläufe). Das Verstärkungsmedium kann durch eine externe Quelle so gepumpt werden, dass es seine Energie an die Strahlung im Resonatorraum abgeben kann. Erreicht die Strahlung eine vorbestimmte Verstärkung, so wird die Steuereinheit betätigt. Insbesondere bei Scheibenlasern, die eine günstige Verstärkungsmöglichkeit bereitstellen, kann durch einen solchen cavity-gedumpten Laser eine kurze Pulsdauer unter 100 ns, unter 10 ns und/oder unter 1 ns mit einem hohen Wirkungsgrad und guter Strahlqualität erzeugt werden. Das optische Element kann derart ausgebildet sein, dass die Wechselwirkung des optischen Elements mit der Strahlung die Eigenschaft (z.B. die Wellenlänge, zeitliche Zusammensetzung des spektralen Inhalts, etc.) der Strahlung verändert. Die Wechselwirkung kann auf einem nichtlinearen Effekt beruhen. Die Wellenlänge des Strahlpulses kann zum Beispiel durch ein Frequenzkonversionsmedium (als optisches Element) wie z.B. ein SHG- (second harmonic generation; Halbierung der Wellenlänge, z.B. von 1030 nm auf 515 nm), ein SFG- (sum frequency generation; Aufsummieren der Frequenz) oder THG- (third harmonic generation; Dritteln der Wellenlänge) Kristall beeinflusst werden. Ein Frequenzkonversionsmedium ist ein Medium, das die Frequenz und damit die Wellenlänge von Strahlung zu einem anderen Wert konvertieren kann.
In einem Ausführungsbeispiel steuert die Steuereinheit die resonatorinterne Strahlung derartig an, dass die Leistungsaufnahme der Strahlung im Resonatorraum zumindest zeitweise ohne Wechselwirkung mit dem optischen Element erfolgt. In diesem Zeitraum ist die Wechselwirkung so reduziert, dass die Wechselwirkung minimiert ist und im Wesentlichen ausgeschalten ist. Das optische Element führt beim Leistungsaufbau im Resonatorraum keine Wechselwirkung mit der Strahlung durch, d.h. dass während des Leistungsaufbaus keine Eigenschaft der Strahlung verändert wird. Das optische Element ist während des Leistungsaufbaus von der Steuereinheit "abgeschaltet".
In einem Ausführungsbeispiel ist das optische Element als ein Frequenzkonversionsmedium wie z.B. ein SHG- (second harmonic generation; Halbierung der Wellenlänge, z.B. von 1030 nm auf 515 nm), ein SFG- (sum frequency generation; Aufsummieren der Frequenz) oder THG- (third harmonic generation; Dritteln der Wellenlänge) Kristall ausgebildet und mit dem optischen Element wechselwirkende Strahlung vorbestimmter Wellenlänge erfährt eine Frequenzkonversion, z.B. eine Frequenzverdopplung. Die Frequenzkonversion der Strahlung wird von der Steuereinheit erst eingeschaltet, wenn die ursprüngliche Strahlung bereits ihre Leistung aufgenommen hat. Dadurch werden Verluste während des Leistungsaufbaus reduziert, die den Leistungsaufbau verzögern würden. In einem Ausführungsbeispiel ist die resonatorinterne Strahlung derart durch die Steuereinheit ansteuerbar, dass die Strahlung aus dem Resonatorraum ausgekoppelt wird. Die Steuereinheit übernimmt hier zwei Funktionen: Zum einen steuert die Steuereinheit die Wechselwirkung mit dem optischen Element, zum anderen steuert die Steuereinheit den Zeitpunkt, an dem die verstärkte Strahlung als Strahlungspuls mit der Grundfrequenz aus dem Resonatorraum ausgekoppelt wird. Dieses Auskoppeln kann entweder dazu dienen, den Strahlungspuls aus dem Resonator auszukoppeln, um ihn extern weiter zu verwenden, oder es kann auch dazu dienen, die Strahlung aus dem Resonator zu entfernen, um damit die Strahlungsverstärkung im Resonator zu beenden. Damit erfüllt die Steuereinheit zumindest diese zwei Funktionen zugleich. Z.B. bei der Verwendung einer Pockelszelle als Steuereinheit ist dies vorteilhaft, da dadurch mittels einer einzigen teuren Pockelszelle mehrere Funktionen erfüllt werden. In einem Ausführungsbeispiel steuert die Steuereinheit die Polarisation der resonatorinternen Strahlung. Dazu kann die Steuereinheit als Pockelszelle ausgebildet sein. Abhängig von der Polarisation der Strahlung erfolgt eine Wechselwirkung mit dem optischen Element, eine reduzierte Wechselwirkung oder keine Wechselwirkung. Das Um-, Ein- und Ausschalten der Wechselwirkung mit dem optischen Element über die Steuerung der Polarisation der Strahlung stellt eine besonders schnelle und effiziente Möglichkeit der Steuerung dar.
Eine Pockelszelle ist ein elektrooptischer Schalter, der üblicherweise auf dem Pockelseffekt beruht, einem elektrooptischen Effekt. Wird an eine solche Pockelszelle ein elektrisches Feld angelegt, weist sie für die E-Feld Komponenten der sie durchströmenden Strahlung unterschiedliche Brechzahlen auf (Doppelbrechung). Durch Ansteuerung einer Pockelszelle kann somit die Polarisation der sie durchströmenden Strahlung beeinflusst bzw. eingestellt werden, insbesondere die Polarisationsrichtung von linear polarisierter Strahlung kann so geschalten werden. Pockelszellen weisen regelmäßig einen doppelbrechenden Kristall auf. Eine Pockelszelle im Sinne der vorliegenden Anmeldung kann auf einem linearen oder nichtlinearen elektrooptischen Effekt beruhen. Kommerziell erhältliche Pockelszellen werden mit sehr geringem Jitter immer schneller schaltbar (steilere Flanken und höhere Repetitionsraten).
In einer Ausführungsform ist das optische Element derart polarisationsabhängig ausgebildet, dass eine Wechselwirkung mit der resonatorinternen Strahlung in Abhängigkeit von der durch die Steuereinheit steuerbaren Polarisation der Strahlung erfolgt. Die Steuereinheit kann dann die Polarisation der Strahlung steuern und damit, ob die Strahlung mit dem optischen Element eine Wechselwirkung durchführt oder nicht. Z.B. kann eine SHG-Frequenzkonversion mit kritischer Phasenanpassung erfolgen. Eine Konversion erfolgt nur dann, wenn der Eingangsstrahl die passende Polarisation aufweist. Die Polarisationseinheit wird dazu genutzt, die Frequenzkonversion gezielt an- und auszuschalten.
In einem Ausführungsbeispiel sind zwei räumlich getrennte Abschnitte und ein Polarisationsstrahlteiler zum Einlenken von Strahlung in einen der beiden Abschnitte in Abhängigkeit von der Polarisation der Strahlung vorgesehen, wobei das optische Element in einem der beiden Abschnitte angeordnet ist. Somit erfolgt eine Wechselwirkung mit dem optischen Element nur dann, wenn die Strahlung - gesteuert durch die Steuereinheit - den Abschnitt mit dem in ihm angeordneten optischen Element durchläuft. Während des Leistungsaufbaus durchläuft die Strahlung den Abschnitt ohne das optische Element.
In einem Ausführungsbeispiel steuert die Steuereinheit die Ausbreitungsrichtung der resonatorinternen Strahlung. Dabei können zwei räumlich getrennte Abschnitte und ein akustooptischer Modulator (AOM) als Steuereinheit zum Einlenken von Strahlung in einen der beiden Abschnitte in Abhängigkeit des Betriebszustandes des AOM vorgesehen sein, wobei das optische Element in einem der beiden Abschnitte angeordnet ist. Dabei erfolgt eine Wechselwirkung mit dem optischen Element nur dann, wenn die Strahlung - gesteuert durch die Steuereinheit - den Abschnitt mit dem in ihm angeordneten optischen Element durchläuft. Während des Leistungsaufbaus durchläuft die Strahlung den davon räumlich getrennten Abschnitt ohne das optische Element.
Ein akustooptischer Modulator ist ein optisches Bauelement, das einfallende Strahlung in seiner Ausbreitungsrichtung beeinflussen und insbesondere umlenken kann. Hierzu wird in einem transparenten Festkörper mit Schallwellen ein optisches Gitter erzeugt. An diesem Gitter wird die Strahlung gebeugt und in seiner Ausbreitungsrichtung verändert bzw. umgelenkt. Akustooptische Modulatoren werden auch Braggzellen genannt.
Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird auch durch ein Verfahren zum Steuern eines cavity-gedumpten Lasers mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Das Verfahren weist die Schritte auf:
Verstärken von Strahlung im Resonatorraum des cavity-gedumpten Lasers zumindest zeitweise unter reduzierter Wechselwirkung mit einem optischen Element, das eine Eigenschaft der Strahlung verändern kann,
Ansteuern der verstärkten resonatorinternen Strahlung derart, dass das optische Element eine Eigenschaft der Strahlung verändert,
Ausstrahlen der veränderten Strahlung aus dem cavity-gedumpten Laser.
Dabei kann die Strahlung im Resonatorraum z.B. ohne bzw. unter reduzierter Frequenzkonversion verstärkt werden und nach Abschließen der Verstärkung unter voller bzw. erhöhter Wechselwirkung mit dem optischen Element z.B. eine Frequenzkonversion im Resonatorraum erfahren.
Das Verfahren kann dazu verwendet werden, einen vorstehend beschriebenen cavity-gedumpten Laser zu steuern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einem in einer Figur dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematisch dargestellten cavity-gedumpten Laser mit einem polarisationsabhängigen optischen Element in einem Resonatorarm.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Ansicht einen cavity-gedumpten Laser 40 (kurz: CD-Laser) mit einer Pockelszelle PZ als Steuereinheit. Die Pockelszelle PZ teilt den CD-Laser 40 in einen linken Resonatorarm und einen rechten Resonatorarm. Der linke Resonatorarm weist ausgehend von der Pockelszelle PZ auf: eine Resonatorkomponente 110, einen Polarisationsstrahlteiler 43 (als polarisationsabhängige Ausgangskomponente), eine Resonatorkomponente 109, ein Verstärkungsmedium G und, als den linken Resonatorarm begrenzendes Element, einen ersten Reflektor 41. Der rechte Resonatorarm weist (ausgehend von Pockelszelle PZ) eine Resonatorkomponente 111 und einen polarisationsabhängigen Resonatorweg PR auf. Der polarisationsabhängige Resonatorweg PR weist (ausgehend von der Pockelszelle PZ) folgende Komponenten auf: einen zweiten Reflektor 41A, der wellenlängenabhängig ausgebildet sein kann, eine Resonatorkomponente 112, ein optisches Element 45, eine Resonatorkomponente 113 und einen dritten Reflektor 41 B, der wellenlängenabhängig ausgebildet sein kann.
Das optische Element 45 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein SHG Kristall. SHG steht für second harmonic generation und ist ein Frequenzkonversionsmedium. Durch einen SHG Kristall kann die Wellenlänge der den SHG Kristall durchströmenden Strahlung halbiert werden. Mit dem in Fig. 1 gezeigten CD-Laser 40 können die durch den SHG Kristall verursachten Verluste des Resonators in der Zeit, in welcher die resonatorinterne Leistung aufgebaut wird, minimiert werden. Dazu kann der SHG Kristall temporär "abgeschaltet" werden. Dazu wird die in dem CD-Laser 40 vorhandene Pockelszelle PZ genutzt. Alternativ könnte zu der Pockelszelle PZ, die den Strahlausgang durch den Polarisationsteiler 43 steuert, auch eine zweite Pockelszelle genutzt werden. Da Pockelszellen teuer sind (zur Zeit etwa 30.000 EUR pro Stück), ist dies weniger wirtschaftlich als die Nutzung derselben Pockelszelle PZ sowohl zum Steuern des Strahlausgangs als auch zum Steuern der Wechselwirkung mit dem optischen Element 45.
Alternativ können auch ein oder zwei akustooptische Modulatoren zur Steuerung des Strahlausgangs und/oder zur Steuerung der Wechselwirkung mit dem optischen Element 45 verwendet werden. Bei der Verwendung eines akustooptischen Modulators zur Steuerung des Strahlausgangs kann die polarisationsabhängige Ausgangskomponente 43 entfallen, da die Strahlung im akustooptischen Modulator direkt abgelenkt und aus dem Resonator ausgekoppelt werden kann. Bei der Verwendung eines akustooptischen Modulators zur Steuerung der Wechselwirkung der Strahlung mit dem optischen Element 45 sind an Stelle des polarisationsabhängigen Resonatorweges PR zwei räumlich voneinander getrennte Abschnitte vorgesehen, wobei das optische Element in einem der beiden Abschnitte angeordnet ist und die Strahlung in einen der beiden Abschnitte in Abhängigkeit vom Betriebszustand des akustooptischen Modulators gelenkt wird. Somit erfolgt eine Wechselwirkung mit dem optischen Element nur dann, wenn die Strahlung - gesteuert durch die Steuereinheit - den Abschnitt mit dem in ihm angeordneten optischen Element durchläuft. Während des Leistungsaufbaus der ursprünglichen Strahlung durchläuft die Strahlung den Abschnitt ohne das optische Element.
Die SHG Wechselwirkung erfolgt in der Praxis mit kritischer Phasenanpassung. Die Konversion erfolgt in dem CD-Laser 40 nur dann, wenn die den Resonatorraum durchlaufende Strahlung die passende Polarisation aufweist (in Fig. 1 zum Beispiel s-Polarisation). Diese Polarisationsabhängigkeit wird genutzt, um die Konversion während des Leistungsaufbaus gezielt zu reduzieren bzw. "abzuschalten". Im Folgenden werden die Vorgänge am Beispiel einer Strahlung S mit einer Wellenlänge von 1030 nm und Scheibenlasern bei einer bestimmten Orientierung des SHG Kristalls erklärt. Eine unkonvertierte Strahlung S kann durch den SHG Kristall 45 in eine konvertierte Strahlung mit einer Wellenlänge von 515 nm konvertiert werden. Das Einsatzgebiet des CD-Lasers 40 ist jedoch nicht auf diese eine Wellenlänge beschränkt, sondern kann analog auch für Strahlung anderer Wellenlängen verwendet werden. Der Polarisationsstrahlteiler 43 lässt nur Strahlung einer bestimmten Polarisation passieren, in diesem Ausführungsbeispiel Strahlung mit p-Polarisation. Der Polarisationsstrahlteiler 43 ist transparent für p-polarisierte Strahlung und hochreflektiv für s-polarisierte Strahlung ausgebildet. Somit wird p-polarisierte Strahlung, die auf den Polarisationsstrahlteiler 43 trifft, aus dem Resonatorraum ausgekoppelt. Damit erfährt p-polarisierte Strahlung im Resonator hohe Verluste und nur s-polarisierte Strahlung schwingt im Laserresonator an.
Solange die Pockelszelle PZ ausgeschaltet bleibt, bewegt sich s-polarisierte resonatorinterne Strahlung S zwischen dem ersten Reflektor 41 und dem dritten Reflektor 41 B. Dabei durchläuft sie unter anderem das vor dem ersten Reflektor 41 angeordnete Verstärkungsmedium G, das die resonatorinterne Strahlung S verstärkt. Das Verstärkungsmedium G kann extern so gepumpt werden, dass es Energie an die das Verstärkungsmedium G durchströmende Strahlung abgeben kann. Das Verstärkungsmedium G kann auch andernorts angeordnet sein und anders geformt sein.
Wird die Pockelszelle PZ eingeschaltet, erfährt die Pockelszelle PZ durchlaufende Strahlung S eine Polarisationsänderung von p- auf s-Polarisation und umgekehrt. Von links auf die Pockelszelle PZ einfallende Strahlung S unter s-Polarisation ist rechts von der Pockelszelle PZ p-polarisiert, von rechts die Pockelszelle PZ durchlaufende Strahlung S unter p-Polarisation ist links von der Pockelszelle PZ s- polarisiert. Somit wird sie auch an dem Polarisationsstrahlteiler 43 reflektiert und verbleibt im Resonatorraum.
Die Pockelszelle PZ wird in λ/2-Spannung oder λ/4-Spannung betrieben oder ist ausgeschalten, wirkt also wie ein schaltbares λ/2-Plättchen bzw. λ/4-Plättchen. Damit bewirkt sie bei eingeschalteter λ/2-Spannung eine Polarisationsdrehung um 90°, also von p- auf s-Polarisation und umgekehrt, oder bei eingeschalteter λ/4- Spannung eine Polarisationsdrehung um 45°, also von linear polarisierter Strahlung zu zirkulär polarisierter Strahlung und umgekehrt.
Alternativ kann durch den zusätzlichen Einsatz von Verzögerungspiättchen ein umgekehrtes Schaltverhalten der Pockelszelle genutzt werden. Dann würde eine ausgeschaltete Spannung an der Pockelszelle eine Polarisationsdrehung bewirken, während eine eingeschaltete Spannung keine Polarisationsveränderung bewirkt.
Die Resonatorkomponenten 109, 110, 111 , 112 und 113 können zum Beispiel sein: freie Propagation, transmittierende oder reflektierende Optiken, zum Beispiel mit dispersiven (GTI Spiegel), diffraktiven, Polarisations- oder Wellenlängen bestimmenden Eigenschaften, ein laseraktives Medium (LAM), nicht-lineare Komponenten, etc. Das Verfahren zur Ansteuerung des CD-Lasers 40 für einen Laserpuls weist folgende Schritte auf:
Ein Starten des Verfahrens-Zyklus erfolgt nach einem Auskoppeln der ursprünglichen Strahlung und somit bei "leerem" Resonator. Das Verstärkungsmedium G ist so gepumpt, dass es das Verstärkungsmedium G durchströmende Strahlung verstärken kann.
- Phase 1 : Im linken Resonatorarm erfährt Strahlung S unter p-Polarisation am Polarisationsstrahlteiler 43 Verluste. Deswegen schwingt im CD-Laser 40 lediglich
Strahlung S mit s-Polarisation im linken Resonatorarm an. Dies kann durch andere bzw. weitere Elemente gefördert werden. Die Pockelszelle PZ wird so angesteuert, dass die Strahlung S im rechten Resonatorarm so polarisiert ist, dass für die Strahlung S beim Durchgang durch den SHG-Kristall 45 keine Phasenanpassung gegeben ist und somit keine Konversion bzw. lediglich eine reduzierte Konversion stattfindet. Wenn beispielsweise der SHG Kristall 45 so gewählt und orientiert ist, dass bei einer p-Polarisation der den SHG Kristall 45 durchströmenden Strahlung S eine Phasenanpassung nicht gegeben ist und somit keine Konversation stattfindet, dann wird die Pockeslzelle PZ so angesteuert, dass sie als λ/2-Plättchen wirkt, also bei geeigneter Kristallorientierung eine 90° Polarisationsdrehung bewirkt. Damit weist im rechten Resonatorarm (rechts von der Pockelszelle PZ) die Strahlung S aufgrund der Polarisationsdrehung durch die Pockelszelle PZ p-Polarisation auf, insbesondere auch beim Durchgang durch den SHG Kristall 45. Die Strahlung S wird am dritten Reflektor 41 B reflektiert und ohne Frequenzkonversion oder besondere Verluste am SHG Kristall 45 zur Pockelszelle zurückgelenkt. Nach Transmission durch die Pockelszelle PZ besitzt die Strahlung S im linken Resonatorarm s-Polarisation und der Resonatorumlauf beginnt erneut. Da die Verluste minimal sind (da keine Verluste am optischen Element 45 durch den SHG Kristall entstehen), baut sich im Vergleich zu konventionellen Konzepten die Pulsenergie der Strahlung S schneller auf.
- Phase 2: Die Pockelszelle PZ wird umgeschaltet, z.B. ausgeschaltet. Der Resonator des CD-Lasers 40 verliert die zum Umschaltzeitpunkt im rechten Resonatorarm (rechts von der Pockelszelle PZ) befindliche Energie als Infrarotstrahlung durch den Polarisationsstrahlteiler 43, da der im rechten Arm befindliche Strahlungsanteil beim Zurückkehren durch die Pockelszelle nicht mehr auf die s-Polarisation eingestellt wird, sondern im linken Resonatorarm nun p- polarisiert ist. Dieser Verlustanteil an resonatorinterner Strahlung kann durch eine Ausbildung des rechten Resonatorarms mit einer möglichst kurzen optischen Weglänge im Vergleich zum linken Resonatorarm klein gehalten werden. Die beim Umschalten der Pockelszelle PZ im linken Resonatorarm vorhandene Strahlung S wird nun beim Durchgang durch die Pockelszelle PZ in den rechten Resonatorarm die Polarisation erhalten, mit der beim Durchgang durch den SHG Kristall 45 Phasenanpassung gegeben ist und somit eine Konversion stattfindet. Ein Anteil der Strahlung S wird bei dem Hin- und Rückdurchgang durch den SHG Kristall 45 in grüne Strahlung (im Ausführungsbeispiel mit einer Wellenlänge von 515 nm) umgewandelt und über den zweiten Reflektor 41 A und/oder den dritten Reflektor 41 B aus dem Resonatorraum ausgekoppelt. Der zweite Reflektor 41 A und/oder der dritte Reflektor 41 B weisen eine hohe Reflexion für eine Wellenlänge von 1030 nm und eine hohe Transparenz für Strahlung der Wellenlänge 515 nm auf. Der zweite Reflektor 41A ist an einer Umlenkecke im Resonatorraum angeordnet, so dass unkonvertierte Strahlung (mit einer Wellenlänge von 1030 nm) an ihm reflektiert und z.B. um 90° umgelenkt wird, während frequenzkonvertierte Strahlung (mit einer Wellenlänge von 515 nm) den zweiten Reflektor 41A transmittiert und aus dem Resonatorraum ausgekoppelt wird. Der dritte Reflektor 41 B ist an einem Resonatorraumende des CD-Lasers 40 angeordnet, so dass unkonvertierte Strahlung (mit einer Wellenlänge von 1030 nm) an ihm reflektiert wird und für einen erneuten Resonatorumlauf bereitgestellt wird, während frequenzkonvertierte Strahlung (mit einer Wellenlänge von 515 nm) den dritten Reflektor 41 B transmittiert und aus dem Resonatorraum ausgekoppelt wird. Alternativ kann der dritte Reflektor 41 B auch reflektiv für beide Wellenlängen ausgebildet sein, z.B. als Spiegel. Die beiden durch den zweiten und/oder den dritten Reflektor 41 A und 41 B ausgekoppelten grünen Strahlungen (mit einer Wellenlänge von 515 nm) können entweder getrennt verwendet werden oder mit einem Spiegelkonzept (in Fig. 1 nicht dargestellt) vereinigt werden. Bei Rückkehr der nicht umgewandelten Strahlung (mit einer Wellenlänge von 1030 nm) in den linken Resonatorarm hat die Strahlung S nach Durchlaufen der Pockelszelle PZ im linken Resonatorarm s-Polarisation. Somit erfährt die s-polarisierte Strahlung am Polarisationsstrahlteiler 43 keine Verluste und es startet ein neuer Resonatorumlauf. Nach und nach wird somit die im Resonatorraum des CD- Lasers 40 stehende Energie abgebaut, da die Konversion am SHG Kristall 45 effizienter gehalten werden kann, als Energie durch das laseraktive Medium (LAM) am Verstärkungsmedium G der Strahlung S zufügt wird. Durch die hohe Intensität der ursprünglichen Strahlung zum Zeitpunkt des„Einschaltens" der vollen bzw. erhöhten Wechselwirkung und somit der vollen bzw. erhöhten Konversion ist die Konversionseffizienz am SHG Kristall 45 hoch und der Anstieg der Intensität der konvertierten grünen Strahlung entsprechend schnell, womit die Pulslänge der am zweiten Reflektor 4 A und/oder am dritten Reflektor 41 B ausgekoppelten grünen Strahlung verkürzt wird. Bei bislang bekannten CD-Lasern war ein Verwenden eines SHG-Kristalls mit hoher Konversionseffizienz nicht möglich, da sonst der Intensitätsaufbau der ursprünglichen Strahlung (wie in Phase 1 ) zu sehr verlangsamt wurde.
- Phase 3: Ist entweder die Pulsleistung der ausgekoppelten konvertierten grünen Strahlung weit genug abgeklungen oder die gewünschte Pulsdauer erreicht, wird die Pockelszelle PZ auf eine Spannung geschaltet, die ungefähr λ/4- Phasenverschiebung erzeugt. Dadurch ist aus dem linken Resonatorarm durch die Pockelszelle PZ kommende s-polarisierte Strahlung S nach dem Durchgang durch die Pockelszelle PZ ungefähr zirkulär oder elliptisch polarisiert. Bei einem Durchgang durch die Pockelszelle PZ auf dem Rückweg von dem rechten Resonatorarm durch die Pockelszelle PZ in den linken Resonatorarm wird die zirkulär polarisierte Strahlung p-polarisiert (bzw. elliptisch polarisiert mit starkem p- Anteil) und somit am Polarisationsstrahlteiler 43 als Infrarotstrahlung ausgekoppelt (Wellenlänge 1030 nm). Dadurch bricht die resonatorinterne Leistung zusammen und ein neuer Zyklus kann beginnen. Auf diese Phase 3 kann je nach Anwendung auch verzichtet werden. Mit vor und nach der Resonatorkomponente 110 angeordneten Verzögerungsplättchen (in Figur 1 nicht gezeigt) können die drei beschriebenen Betriebsphasen anderen Schaltzuständen der Pockelszelle PZ zugeordnet werden. Dadurch wird eine Optimierung in Bezug auf das Schaltverhalten und Verluste durch teilweise erfolgte Fehlpolarisation ermöglicht. Es ist zum Beispiel (falls dies wegen der elektrischen Schaltung erwünscht sein sollte) auch eine +λ/4, 0, -λ/4 Spannungsschaltung möglich.
Falls der CD-Laser 40 in Leistungs- und Repetitionsratenbereichen betrieben werden soll, in denen die Anforderung an die Hochspannungsschalter der Pockelszellen (heutzutage noch) zu anspruchsvoll sind, kann auch eine zweite Pockelszelle eingesetzt werden. Dabei kommen eine erste Pockelszelle zur Schaltung des Resonatorausgangs und eine zweite Pockelszelle zum Schalten des optischen Elementes 45 zum Einsatz. Der Aufbau und die Schaltfolge sind analog ableitbar. Durch Verwenden von zwei Pockelszellen werden Verluste beim Übergang von Phase 1 auf Phase 2 gegenüber den hier beschriebenen Schaltungsverfahren weiter reduziert.
Die An- und Ausschaltung des optischen Elementes 45 (oder anderer Verluste) kann auch durch einen Aufbau mit zwei durch polarisierende Strahlteiler aufgeteilten alternativen Resonatorarmen gelöst werden. Dabei wird polarisationsoptisch jeweils der Arm mit bzw. ohne das optische Element 45 angewählt. Durch das Betreiben des Laserverstärkers in Phase 1 , ohne dass die Strahlung S mit dem optischen Element 45 eine Wechselwirkung eingeht und somit keine Verluste durch das optische Element 45 auftreten, wird ein schneller Aufbau der resonatorinternen Energie und damit auch ein schneller Pulsaufbau für einen cavity-gedumpten Laser bewirkt. Damit werden gegenüber Laserverstärkern ohne polarisationsabhängigen Resonatorweg höhere Konversationswirkungsgrade bei geringerer Durchschnittsleistung erzielt.
Alternativ kann der Aufbau des Cavity-gedumpten Lasers auch einen AOM zur Schaltung aufweisen. Dabei erfolgt die Ansteuerung nicht mit Hilfe einer Polarisationsteuerung der Strahlung S, sondern durch ein Umlenken der Ausbreitungsrichtung der Strahlung S an dem ansteuerbaren AOM, z.B. in zwei unterschiedliche Abschnitte des Resonators wie oben beschrieben.
Durch das beschriebene Verfahren wird der konvertierte Strahlungspuls (grün; Wellenlänge 515 nm) beim Übergang zu Phase 2 schnell und mit hoher Energie eingeschaltet. Durch den vorangegangenen Energieaufbau in Phase 1 baut sich der konvertierte Puls nicht erst allmählich auf, sondern hat eine steil ansteigende Flanke und eine kurze Pulsdauer. Da durch Ansteuerung der Pockelszelle PZ der ausgekoppelte grüne Puls sowohl ein- als auch ausgeschaltet wird, lässt sich eine gewünschte Pulslänge durch Steuerung der Pockelszelle PZ einstellen. Durch die Ansteuerung des polarisationsabhängigen Resonatorwegs PR kann das optische Element 45 temporär "abgeschaltet" werden.
Der cavity-gedumpte Laser 40 erzeugt kürzere Pulsdauern, die einfacher einstellbar sind als bei konventionellen cavity-gedumpten Lasern. Die Pulsflanken sind steiler und der Puls ist symmetrischer. Da die Pulsdauer hauptsächlich durch die extern ansteuerbare Pockelszelle beeinflusst wird, lässt sich auch eine ggf. einzelpulsindividuelle Pulsdauer einstellen, ohne Komponenten des LCD-Lasers wechseln zu müssen. Die in Fig. 1 gezeigten Resonatorkomponenten 109 bis 113 sind schaltungsunabhängig und dienen lediglich dazu, das Vorhandensein zusätzlicher Komponenten aufzuzeigen. Der in der Figur 1 gezeigte CD-Laser 40 kann alternativ auch mehr oder weniger Resonatorkomponenten aufweisen. Der Polarisationsstrahlteiler 43 ist als polarisationsabhängige Ausgangskomponente so im Resonatorraum angeordnet, dass er resonatorinterne Strahlung eines Polarisationszustandes reflektiert und dadurch den Resonatorraum abwinkelt. Resonatorinterne Strahlung eines anderen Polarisationszustandes wird durch den Polarisationsstrahlteiler 43 transmittiert und ausgekoppelt. Bei der Beschreibung wurden die Ausdrücke linker und rechter Resonatorarm verwendet. Diese Ausdrücke sind beispielhaft zu verstehen. Alternativ kann der linke Resonatorarm auch rechts angeordnet sein und umgekehrt. Allgemein wird der CD-Laser 40 von der Pockelszelle PZ in einen ersten und einen zweiten Resonatorarm geteilt. Der erste Resonatorarm weist in einem Strahlengangwinkel den Polarisationsstrahlteiler 43 auf, der zweite Resonatorarm den polarisationsabhängigen Polarisationsweg PR mit dem optischen Element 45.
Alternativ zu einer Pockelszelle kann als Kopplungsschalter auch ein mechanisch bewegter Spiegel oder Shutter, ein oder mehrere akustooptische Schalter oder mechanisch bewegte polaristionsbeeinflussende Elemente (z.B. Lambda- Plättchen oder Faraday-Rotatoren) genutzt werden. Bevorzugt wird jedoch eine Pockelszelle benutzt, da diese besonders komfortabel und genau schaltbar ist. Eine Pockelszelle ist weiterhin nahezu verlustfrei und nimmt wenig unerwünschte Einflüsse auf den Laserstrahl.
Bezugszeichenliste
40 CD-Laser
41 erster Reflektor
41A zweiter Reflektor
41 B dritter Reflektor
43 Polarisationsstrahlteiler
45 optisches Element
109-113 Resonatorkomponente
G Verstärkungsmedium
PR polarisationsabhängiger Resonatorweg
PZ Pockelszelle
S im Resonatorraum befindliche Strahlung
S' resonatorexterne Strahlung

Claims

Patentansprüche
1. Cavity-gedumpter Laser mit
- einem Resonatorraum, in dem resonatorinterne Strahlung (S) Leistung aufnimmt,
- einem optischen Element (45), das derart im Resonatorraum angeordnet ist, dass die resonatorinterne Strahlung (S) mit dem optischen Element (45) wechselwirken kann, wobei eine Eigenschaft der Strahlung (S) verändert wird, und mit
- einer Steuereinheit (PZ), die die resonatorinterne Strahlung (S) derartig ansteuert, dass die Leistungsaufnahme der Strahlung (S) im Resonatorraum zumindest zeitweise unter reduzierter Wechselwirkung mit dem optischen Element (45) erfolgt.
2. Cavity-gedumpter Laser nach Anspruch 1 , wobei die Steuereinheit (PZ) die resonatorinterne Strahlung (S) derartig ansteuert, dass die Leistungsaufnahme der Strahlung (S) im Resonatorraum zumindest zeitweise ohne Wechselwirkung mit dem optischen Element (45) erfolgt.
3. Cavity-gedumpter Laser nach Anspruch 1 oder 2, wobei das optische Element (45) als Frequenzkonversionsmedium ausgebildet ist und mit dem optischen Element (45) wechselwirkende Strahlung (S) vorbestimmter Wellenlänge eine Frequenzkonversion erfährt.
4. Cavity-gedumpter Laser nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die resonatorinterne Strahlung (S) derart durch die Steuereinheit (PZ) ansteuerbar ist, dass die Strahlung (S) aus dem Resonatorraum ausgekoppelt wird.
5. Cavity-gedumpter Laser nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (PZ) die Polarisation der resonatorinternen Strahlung (S) steuert.
6. Cavity-gedumpter Laser nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Steuereinheit als Pockelszelle (PZ) ausgebildet ist.
7. Cavity-gedumpter Laser nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das optische Element (45) derart polarisationsabhängig ausgebildet ist, dass eine Wechselwirkung mit der resonatorinternen Strahlung (S) in Abhängigkeit von der durch die Steuereinheit (PZ) steuerbaren Polarisation der Strahlung (S) erfolgt.
8. Cavity-gedumpter Laser nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, mit zwei räumlich getrennten Abschnitten und einem Polarisationsstrahlteiler zum Einlenken von Strahlung (S) in einen der beiden Abschnitte in Abhängigkeit von der Polarisation der Strahlung (S), wobei das optische Element (45) in einem der beiden Abschnitte angeordnet ist.
9. Cavity-gedumpter Laser nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinheit (PZ) die Ausbreitungsrichtung der resonatorinternen Strahlung (S) steuert.
10. Cavity-gedumpter Laser nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 9, wobei die Steuereinheit als akustooptischer Modulator ausgebildet ist.
11. Verfahren zum Steuern eines cavity-gedumpten Lasers mit den Schritten:
- Verstärken von Strahlung (S) im Resonatorraum des cavity-gedumpten Lasers (40) unter reduzierter Wechselwirkung mit einem optischen Element (45), das eine Eigenschaft der Strahlung (S) verändern kann,
- Ansteuern der verstärkten resonatorinternen Strahlung (S) derart, dass das optische Element (45) eine Eigenschaft der Strahlung (S) verändert und
- Ausstrahlen der veränderten Strahlung (S) aus dem cavity-gedumpten Laser (40).
12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei die Strahlung (S) im Resonatorraum im Wesentlichen ohne Frequenzkonversion verstärkt wird und nach Abschließen der Verstärkung unter Wechselwirkung mit dem optischen Element (45) eine Frequenzkonversion im Resonatorraum erfährt.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12 zum Steuern eines cavity-gedumpten Lasers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4841528A (en) * 1988-09-06 1989-06-20 California Institute Of Technology Frequency doubled, cavity dumped feedback laser
US6807198B1 (en) * 1999-07-07 2004-10-19 Femtolasers Produktions Gmbh Laser device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4841528A (en) * 1988-09-06 1989-06-20 California Institute Of Technology Frequency doubled, cavity dumped feedback laser
US6807198B1 (en) * 1999-07-07 2004-10-19 Femtolasers Produktions Gmbh Laser device

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