DE4139865C2 - Abstimmbarer Zwei-Wellenlängen-Laser für Superheterodyn-Interferometer - Google Patents

Abstimmbarer Zwei-Wellenlängen-Laser für Superheterodyn-Interferometer

Info

Publication number
DE4139865C2
DE4139865C2 DE19914139865 DE4139865A DE4139865C2 DE 4139865 C2 DE4139865 C2 DE 4139865C2 DE 19914139865 DE19914139865 DE 19914139865 DE 4139865 A DE4139865 A DE 4139865A DE 4139865 C2 DE4139865 C2 DE 4139865C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
laser
frequency
air gap
tunable
partial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19914139865
Other languages
English (en)
Other versions
DE4139865A1 (de
Inventor
Stefan Dipl Phys Heinemann
Axel Dipl Ing Mehnert
Peter Dr Peuser
Horst Schmidt-Bischoffshausen
Nikolaus Dipl Phys Schmitt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Deutsche Aerospace AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Aerospace AG filed Critical Deutsche Aerospace AG
Priority to DE19914139865 priority Critical patent/DE4139865C2/de
Publication of DE4139865A1 publication Critical patent/DE4139865A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4139865C2 publication Critical patent/DE4139865C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01S3/082—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors defining a plurality of resonators, e.g. for mode selection or suppression
    • 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
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
    • 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
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/105—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
    • 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
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/07—Construction or shape of active medium consisting of a plurality of parts, e.g. segments
    • 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
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen abstimmbaren Zwei-Wellenlängen-Laser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solcher Laser ist aus der EP 0 443 902 A2 bekannt. Zum Aufbau von absolutmessenden Superheterodyn-Interferometern werden Laserlichtquellen benötigt, welche einerseits eine möglichst geringe Linienbreite aufweisen, andererseits zwei unterschiedliche Laser-Wellen­ längen erzeugen, welche in ihrer Frequenz um ca. 0-30 GHz gegenein­ ander verstimmt werden können, so daß bei deren Überlagerung eine synthe­ tische Wellenlänge entsteht, deren Wellenlänge zwischen 1 cm und nahezu unendlich abgestimmt werden kann.
Aus der US 4 504 950 ist es bekannt, zur Frequenzabstimmung einen Luftspalt zu verwenden, welcher im Winkel zur optischen Achse liegt und in seiner Ausdehnung variiert werden kann.
Aus der DD 123 498 ist ein Laserspiegel zur Modenreflektion bekannt, der aus zwei für die Laserstrahlung durchlässigen breitförmigen Körpern besteht, die einen Spalt einschließen, der im Brewsterwinkel zur Laserstrahlung steht und in seiner Ausdehnung variiert werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System eines Festkörper­ lasers der eingangs genannten Art aufzuzeigen, welches, aufgebaut als halbleiterlaserdiodengepumpter Festkörperlaser, einerseits äußerst kompakt ist, andererseits eine geringe Linienbreite aufweist, drittens dessen wesentliche Eigenschaften ist, zwei senkrecht zueinander polarisierte Strahlen zu erzeugen, welche in ihrer Frequenz um den gesamten Bereich von 0-30 GHz gegeneinander verstimmt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben wird.
Das hier vorgestellte System basiert auf den Einfrequenz-Lasern aufgrund der kurzen Absorptionslänge, wie sie z. B. von Kintz and Baer in "IEEE J. QE, Vol. 26, No. 9, Sept. 1990, pp 1457-1459" beschrieben werden. Hierbei müssen das Lasermaterial (z. B. Nd: YVO₄) bzw. die Dotierung und die Pumpleitung so gewählt werden, daß die Ausbildung nur einer longi­ tudinalen Mode gewährleistet ist. Jedoch muß berücksichtigt werden, daß die Absorptionslänge ausreichend groß ist, um eine Verstimmung um 30 GHz ohne Modensprünge zuzulassen. Die geringe Laserlinienbreite wird durch einen quasimonolithischen Aufbau hoher mecha­ nischer Stabilität erreicht.
Der Aufbau eines derartigen Lasers, welcher zwei senkrecht zueinander polarisierte Strahlen emittiert, ist in Zeichnung 1 gezeigt. Ein geeig­ neter Laserkristall von ursprünglich quaderförmiger Gestalt wird unter einem Winkel α bezüglich der optischen Achse [α = (90°-Brewster­ winkel)] geschnitten.
Die Fläche 1 ist als Einkoppelspiegel eines herkömmlichen Lasers aus­ gebildet (hochtransmittierend für die Pumpwellenlänge und hochreflektie­ rend für die Laserwellenlänge) und bildet den Spiegel, welcher beiden Teilstrahlen gemein ist. An der ersten Schnittfläche 2 wird aufgrund des Brewsterwinkels ein Teil der Strahlung zu 100% parallel zur Einfalls­ ebene polarisiert und zur Fläche 3 abgelenkt, welche, ebenso wie die Fläche 4, teilreflektierend für die Laserstrahlung beschichtet ist.
Dieser Teilstrahl bildet den Anteil der Laserstrahlung, welcher in seiner Frequenz fest ist und somit als absoluter Frequenzmaßstab dienen kann. Eine Abstimmung dieser Frequenz kann beispielsweise durch Erwär­ mung des Kristallstückes erreicht werden.
Der Restanteil der Laserstrahlung durchtritt die Schnittflächen 2 und wird an der Fläche 4 reflektiert, wobei senkrecht hierzu im zweiten Prisma erzeugten Strahlung an der zweiten Schnittfläche zum Luftspalt in Richtung der Fläche 5 reflektiert wird. Eine Mode kann sich zwischen Fläche 5 und Fläche 4 jedoch nicht ausbilden, da Fläche 5 keine Spiegelbeschichtung aufweist. Durch eine Variation des Luftspaltes, der von den Schnittflächen 2 begrenzt wird, kann die Resonatorlänge für den beide Prismen durchlaufenden Teilstrahl variiert und somit auch dessen Frequenz verändert werden.
Somit stehen zwei senkrecht zueinander polarisierte Teilstrahlen zur Verfü­ gung, die gegeneinander verstimmt und auf eine absolute Frequenz abgestimmt werden können.
Die Variation des Luftspaltes kann zum einem durch piezoelektrische Stellglieder erfolgen, zum anderen können Polymerfolien, wie in der DE 40 39 455 A1 beschrieben, oder flexible Kleber Anwendung finden. Letztere zeichnen sich durch eine hohe Haftfestigkeit, hohe Flexibi­ lität, hohe thermische Ausdehnung und elektrische Leitfähigkeit aus, so daß eine ohmsche Heizung der Klebeschicht zur Abstimmung benutzt werden kann.
Ein derartiger Aufbau zeichnet sich durch hohe mechanische Stabilität aus, was geringe Linienbreiten mit sich bringt.

Claims (5)

1. Abstimmbarer Zwei-Wellenlängen-Laser, bei dem eine Schwingungs­ mode in zwei zueinander senkrecht polarisierte Teilmoden aufgespalten ist und die Frequenz der einen Teilmode relativ zur Frequenz der anderen Teilmode verstimmt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das laseraktive Medium ein Einfrequenz-Laserkristall ist, der mit einem Halbleiterlaser gepumpt wird,
  • - der Laserkristall aus zwei Teilen besteht, die einen Luftspalt ein­ schließen, der unter dem Komplementwinkel des Brewsterwinkels des laseraktiven Mediums bezüglich der optischen Achse des Laserresona­ tors verläuft,
  • - die Breite des Luftspaltes veränderbar ist, wodurch die Frequenz der einen Teilmode verstimmt werden kann.
2. Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz an anderen Teilmode als Bezugsfrequenz dient, welche mittels Temperatur­ änderungen abstimmbar ist.
3. Laser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenänderung des Luftspaltes mittels eines Klebstoffes hoher thermischer Ausdehnung und guter elektrischer Leitfähigkeit durch ohmsche Heizung erreicht wird, wobei der Klebstoff gleichzeitig zur Verbindung der beiden Kristalle dient.
4. Laser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenänderung des Luftspaltes mittels einer piezoelektrischen Polymer­ folie bewirkt wird.
5. Laser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenänderung des Luftspaltes mittels einer Piezokeramik erfolgt.
DE19914139865 1991-12-03 1991-12-03 Abstimmbarer Zwei-Wellenlängen-Laser für Superheterodyn-Interferometer Expired - Fee Related DE4139865C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914139865 DE4139865C2 (de) 1991-12-03 1991-12-03 Abstimmbarer Zwei-Wellenlängen-Laser für Superheterodyn-Interferometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914139865 DE4139865C2 (de) 1991-12-03 1991-12-03 Abstimmbarer Zwei-Wellenlängen-Laser für Superheterodyn-Interferometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4139865A1 DE4139865A1 (de) 1993-06-09
DE4139865C2 true DE4139865C2 (de) 1994-03-10

Family

ID=6446179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19914139865 Expired - Fee Related DE4139865C2 (de) 1991-12-03 1991-12-03 Abstimmbarer Zwei-Wellenlängen-Laser für Superheterodyn-Interferometer

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4139865C2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008033942B3 (de) * 2008-07-18 2010-04-08 Luphos Gmbh Faseroptisches Mehrwellenlängeninterferometer (MWLI) zur absoluten Vermessung von Abständen und Topologien von Oberflächen in großem Arbeitsabstand

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD123498A1 (de) * 1975-12-11 1976-12-20
US4504950A (en) * 1982-03-02 1985-03-12 California Institute Of Technology Tunable graded rod laser assembly
FR2658367B1 (fr) * 1990-02-13 1992-06-05 Sagem Laser fournissant deux ondes a des frequences differentes.
DE4039455A1 (de) * 1990-12-11 1992-06-17 Messerschmitt Boelkow Blohm Festkoerperlaser

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008033942B3 (de) * 2008-07-18 2010-04-08 Luphos Gmbh Faseroptisches Mehrwellenlängeninterferometer (MWLI) zur absoluten Vermessung von Abständen und Topologien von Oberflächen in großem Arbeitsabstand

Also Published As

Publication number Publication date
DE4139865A1 (de) 1993-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0474683B1 (de) Frequenzverdoppelter laser
DE69620386T2 (de) Laser mit einem passiven optischen resonator
DE2805190A1 (de) Sende- und empfangseinrichtung
DE69701275T2 (de) Lasersysteme
DE1194977B (de) Optischer Sender oder Verstaerker fuer stimulierte kohaerente monochromatische Strahlung
EP0262439A2 (de) Lasersender mit einem Halbleiterlaser und einem externen Resonator
DE69225130T2 (de) Optischer spiegel und diesen verwendende vorrichtung
DE1960069A1 (de) Eigenschwingungsselektiver optischer Sender mit stimulierbarem Medium
DE102011085614B4 (de) Lasersystem mit Resonator
DE4039455C2 (de)
DE4139865C2 (de) Abstimmbarer Zwei-Wellenlängen-Laser für Superheterodyn-Interferometer
DE2138469B2 (de) Auskoppeleinrichtung für Laser
DE4304178C2 (de) Aktives gefaltetes Resonatorsystem
EP0883919B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer laserdiode
DE3140086A1 (de) "optische trenneinrichtung mit einem fizeau'schen-keil in reflexion"
EP1342297B1 (de) Vorrichtung zum erzeugen von laserlicht
DE69317923T2 (de) Verstellbare Wellenlängenlasereinrichtung
DE69303277T2 (de) Laservorrichtung
DE4008226C2 (de)
DE2704273A1 (de) Laser
DE2736985C2 (de) Optischer Breitbandmodulator
DE19536880B4 (de) Laseranordnung zur Skalierung von frequenzverdoppelten Lasern
DE4118819A1 (de) Laser
EP0251096B1 (de) Optischer Resonator für einen Laser
DE4311454C2 (de) Raman-Laser und dessen Verwendung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DAIMLER-BENZ AEROSPACE AKTIENGESELLSCHAFT, 80804 M

8339 Ceased/non-payment of the annual fee