DE1299781B - Steuervorrichtung zur Ausloesung stimulierter Lichtemission aus einem stimulierbaren Kristallmedium innerhalb eines optischen Resonators in einem optischen Sender oder Verstaerker - Google Patents

Description

Es ist bereits ein optischer Sender oder Verstärker io einem stimulierbaren Medium angepaßt ist, und mit einem kristallinen stimulierbaren Medium be- Fig. 3 eine schematische Darstellung eines

kannt, das durch eine Mehrzahl zeitlich nacheinander optischen Verstärkers mit mehreren stimulierbaren auslösbarer Entladungsblitzlampen angeregt wird. Es Medien.

ist auch bekannt, mehrere stimulierbare Medien in Die Fig. 1 zeigt in schematischer Weise einen

optischen Verstärkern hintereinander zu schalten. 15 optischen Sender oder Verstärker, der ein stimulieri i Vhl fü b Killi fi ih i

Schließlich sind bereits Verzögerungsschaltungen für die Güte des optischen Resonators zur Aufspeicherung von Anregungsenergie im stimulierbaren Medium bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Steuervorrichtung zur Auslösung stimulierter Lichtemission aus einem stimulierbaren Kristallmedium innerhalb eines optischen Resonators in einem optisehen Sender oder Verstärker, die einfach und korn-

bares Kristallmedium 1 aufweist, das zwischen einem Spiegel 2 mit vollständiger Reflexion und einem Spiegel 3 angebracht ist, welcher einen ausreichenden Bruchteil des von dem Kristall ausgesandten stimulierten Lichtstrahls 4 durchläßt. Ferner ist eine Reihe von Blitzlampen vorgesehen, die als optische Anregungslichtquellen dienen.

Eine dieser Blitzlampen, beispielsweise die Lampe 5, ist mit einer elektrischen Energiequelle 6 (beispiels-

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pakt aufgebaut ist und die Erregung einer Folge 35 weise einem geladenen Kondensator) über eine zum von Anregungs-Blitzlampen zu vorherbestimmbaren. Schließen des elektrischen Kreises dienende Vorrichsehr nahe beieinanderliegenden Zeitpunkten ermög- tung 7 verbunden, die beispielsweise von einem licht. Schalter mit großer Abschaltegeschwindigkeit oder

Ausgehend von einer Steuervorrichtung der ein- auch von einer Funkenstrecke mit einer geeigneten gangs angeführten Gattung wird diese Aufgabe gemäß 30 Zündvorrichtung gebildet wird. Die anderen Blitzder Erfindung dadurch gelöst, daß als nachgeordnete lampen wie 8, 9 und 10 sind jeweils mit elektrischen optische Schalter Funkenstrecken verwendet werden, Energiequellen 14, 15 und 16 über Funkenstrecken zwischen deren Elektroden der stimulierte Lichtstrahl 11,12 und 13 verbunden.

zum Zwecke der Zündung der Funkenstrecke hin- Die _ erfindungsgemäße Steuervorrichtung arbeitet

durchgeleitet wird, und daß die Elektroden jeweils 35 folgendermaßen:

einer Funkenstrecke in je einem Stromkreis für die Die Vorrichtung? schließt den Kreis der Blitz

lampe 5, die zündet und die Anregung des Kristallmediums 1 bewirkt.

Der Lichtstrahl 4 durchquert nacheinander die

einzelnen Entladungslampen liegen.

Vorzugsweise ist bei einer Reihe hintereinander im Lichtweg angeordneter Funkenstrecken jeweils

der Abstand zwischen den Elektroden einer nach- 40 Zwischenräume zwischen den Elektroden der Funfolgenden Funkenstrecke größer als der Abstand zwi- kenstrecken 11, 12 und 13, die auf diese Weise zu

Zeitpunkten gezündet werden, deren zeitlicher Abstand eine Funktion ihrer jeweiligen räumlichen Abstände ist.

den USA.-Patentschriften 3 295 011 und 3 295 012 beschrieben.

Die Kreise der Lampen 8, 9 und 10 werden also

sehen den Elektroden einer vorausgehenden Funkenstrecke.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weisen die im Lichtweg angeordneten Fun- 45 Die Zündung einer Reihe von Funkenstrecken kenstrecken voneinander gleiche Abstände auf. durch stimulierte Lichtstrahlen ist im einzelnen in

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß jede der optischen Anregungslichtquellen von einer L-förmigen

lichtdurchlässigen Röhre aufgenommen wird, deren 50 nacheinander geschlossen, und die entstehenden Ent-Innenraum durch Isoliermittel in zwei Kammern ladungsblitze halten die Stimulierung des Mediums unterteilt ist, und zwar in eine erste, als Entladungs- aufrecht, wodurch eine größere Leistung erhalten lampe dienende Kammer, die mit einem Edelgas ge- wird.

füllt ist und Elektroden zur Zündung des Entladungs- In Abhängigkeit von den gewünschten Charakte-

blitzes aufweist, und in eine zweite als Funkenstrecke 55 ristiken der Emission des stimulierten Lichtstrahls ist dienende Kammer, in der zwei eine Funkenstrecke es möglich, Blitzlampen verschiedener Leistungen zu

verwenden, die mit Kondensatoren von mehr oder weniger großer Kapazität, welche an verschiedenen Spannungen liegen, verbunden sind.

Es ist ebenfalls möglich, den Abstand der Elektroden der verschiedenen Funkenstrecken in der Weise zu verändern, daß verschiedene Entladecharakteristiken erhalten werden. Die Regelung des Abstandes zwischen den Funkenstrecken ermöglicht

festlegende Elektroden angeordnet sind, wobei die an der die beiden Kammern trennenden Wand angebrachten Elektroden der Blitzlampe und der Funkenstrecke miteinander elektrisch leitend verbunden sind.

Schließlich sind bei einer die Erzielung eines besonders hohen Verstärkungsfaktors ermöglichenden Ausführungsform der Erfindung bei einem optischen

Verstärker längs seiner optischen Achse mehrere 65 die Einstellung des Zündzeitpunktes der Blitzlampen, stimulierbare Medien hintereinander angeordnet, die Wenn diese Veränderung des Abstandes nicht ausdurch jeweils eine Funkenstrecke voneinander ge- reicht, um die gewünschte Zeitverschiebung zu ertrennt sind, wobei jede Funkenstrecke den An- halten, so können optische Verzögerungsvorrich-

tungen in die Bahn des Lichtstrahls eingebracht werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann auch ein wesentlicher Teil des Lichtbündels für seine normale Verwendung abgelenkt werden, während allein der restliche Teil zur Zündung der Funkenstrecken dient. Dieser restliche Teil kann außerdem auf einer mehr oder weniger langen Bahn abgelenkt werden, z. B. durch eine Reihe von aufeinanderfolgenden Reflexionen an Spiegeln.

Dadurch kann die Verzögerung in größeren Verhältnissen verändert werden, ohne den Raumbedarf der Vorrichtung wesentlich zu erhöhen.

F i g. 2 zeigt im Schnitt eine Teilansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.

Wenigstens eine der Blitzlampen 8, 9 und 10 kann entsprechend der Darstellung der F i g. 2 ausgebildet sein, das heißt in Form eines einzigen Bauteiles, in dem zugleich die Steuerfunkenstrecke enthalten ist. *o

Nach F i g. 2 weist eine Blitzlampe eine L-förmige Röhre 17 und zwei mit 18 und 19 bezeichnete Elektroden auf.

Die Elektrode 19 ist in der Krümmung angeordnet und in ein Isoliermaterial eingebettet, das die als Entladungslampe dienende Kammer von der Funkenstrecke trennt, die von dem Ende 21 der Elektrode 19 und von einer Elektrode 22 gebildet wird, die mit einer in der Figur nicht dargestellten elektrischen Energiequelle verbunden ist. Die Verwendung einer Röhre mit eingebauter Funkenstrecke ermöglicht einen relativ kompakten Aufbau, wobei die Abmessungen nur mehr von den benötigten Abständen zwischen den aufeinanderfolgenden Funkenstrecken abhängen. Ein weiterer Vorteil der Ausführungsform gemäß F i g. 2 besteht darin, daß der Zwischenraum zwischen den Elektroden 21 und 22 mit einem untei einem bestimmten Druck stehenden Gas gefüllt sein kann, wobei die Wahl des Gases und des Druckes die Veränderung der Zündcharakteristiken der Funkenstrecke ermöglicht.

Die in der F i g. 3 dargestellte Vorrichtung stellt eine Ausführungsvariante der Erfindung dar, die die Schaffung eines optischen Verstärkers mit mehreren stimulierbaren Medien ermöglicht.

In der F i g. 3 ist eine elektrische Energiequelle 30, beispielsweise ein geladener Kondensator, mit der Blitzlampe 26 eines stimulierbaren Mediums 23 über eine Vorrichtung 31 verbunden, welche das schnelle Schließen des elektrischen Kreises ermöglicht. Diese Vorrichtung 31 kann eine mit einem geeigneten Steuerorgan versehene Funkenstrecke sein. In dei Bahn des von dem Medium 23 ausgesandten Lichtstrahls sind eine Reihe von weiteren Kristallmedien wie 24, 25 und Funkenstrecken wie 32 und 33 angeordnet, die in dem Speisekreis der Blitzlampen 27 und 28 der Medien 24 und 25 angebracht sind.

Die Vorrichtung nach F i g. 3 arbeitet folgendermaßen: Die Anregung des Mediums 23 hat die Emission eines kohärenten Lichtstrahls 34 zur Folge, der nacheinander die Funkenstrecken 32 und 33 durchquert, deren Zündung das Zünden der Blitzlampen 27 und 28 bewirkt. Diese Blitzlampen 27 und 28 bewirken ein optisches Pumpen der Kristalle 24 und 25, und der diese Kristalle durchquerende Lichtstrahl wird dabei verstärkt. Die Verstärkung des Strahls in den aufeinanderfolgenden Kristallen bewirkt, daß die am Ausgang erhaltene Leistung wesentlich über dei von einem einzigen Kristallmedium abgegebenen Leistung liegt. Die Hilfskristalle wie 24 und 25 können in optischen Resonanzräumen angebracht sein, die durch in der Figur nicht dargestellte Spiegel begrenzt sind, welche das Licht nur teilweise übertragen und reflektieren. Die von dem Durchgang des kohärenten Lichtstrahls durch diese Spiegel herrührenden Lichtverluste werden durch die große Verstärkung kompensiert, die auf Grund der durch die Spiegel geschaffenen Resonanzbedingungen erhalten wird. Es können auch vollständig reflektierende Spiegel verwendet werden, die mit einem axialen Loch versehen und dazu bestimmt sind, nur einen sehr feinen Lichtstrahl durchzulassen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Steuervorrichtung zur Auslösung stimulierter Lichtemission aus einem stimulierbaren Kristallmedium innerhalb eines optischen Resonators in einem optischen Sender oder Verstärker, dessen Anregungsenergie aus einer Mehrzahl von Entladungsblitzlampen entnommen wird, die in einem steuerbaren Schaltkreis liegen, der zugleich die Speichermittel für die elektrische Entladungsenergie enthält, dadurch gekennzeichnet, daß als nachgeordnete optische Schalter Funkenstrecken (11 bis 13) verwendet werden, zwischen deren Elektroden der stimulierte Lichtstrahl (4) zum Zwecke der Zündung der Funkenstrecke hindurchgeleitet wird, und daß die Elektroden jeweils einer Funkenstrecke in je einem Stromkreis für die einzelnen Entladungslampen (8 bis 10) liegen.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Reihe hintereinander im Lichtweg (4) angeordneter Funkenstrecken (11 bis 13) jeweils der Abstand zwischen den Elektroden (21, 22) einer nachfolgenden Funkenstrecke (12, 13) größer ist als der Abstand zwischen den Elektroden einer vorausgehenden Funkenstrecke (11).

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Lichtweg (4) angeordneten Funkenstrecken (11 bis 13) voneinander gleiche Abstände aufweisen.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der optischen Anregungslichtquellen (8 bis 10 und 17) von einer L-förmigen lichtdurchlässigen Röhre aufgenommen wird, deren Innenraum durch Isoliermittel (20) in zwei Kammern (16, 17) unterteilt ist, und zwar in eine erste, als Entladungslampe dienende Kammer (17), die mit einem Edelgas gefüllt ist und Elektroden (18, 19) zur Zündung des Entladungsblitzes aufweist, und in eine zweite als Funkenstrecke dienende Kammer (16), in der zwei eine Funkenstrecke festlegenden Elektroden (21, 22) angeordnet sind, wobei die an der die beiden Kammern trennenden Wand (20) angebrachten Elektroden (19, 21) der Blitzlampe (17) und der Funkenstrecke (16) miteinander elektrisch leitend verbunden sind.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem optischen Verstärker längs seiner optischen Achse mehrere stimulierbare Medien (23 bis 25) hintereinander

angeordnet sind, die durch jeweils eine Funkenstrecke (32, 33) voneinander getrennt sind, wobei jede Funkenstrecke (32, 33) den Anregungsenergiestromkreis für das auf sie folgende stimulierbare Medium (24,25) steuert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen