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DE102008030062B3 - Laser pulses spiking i.e. stimulated Brillouin scattering spiking, reducing method for pulsed and pumped laser, involves unidirectionally reducing optical resonator length during decoupling of laser pulses from resonator from time point - Google Patents

Laser pulses spiking i.e. stimulated Brillouin scattering spiking, reducing method for pulsed and pumped laser, involves unidirectionally reducing optical resonator length during decoupling of laser pulses from resonator from time point Download PDF

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DE102008030062B3
DE102008030062B3 DE200810030062 DE102008030062A DE102008030062B3 DE 102008030062 B3 DE102008030062 B3 DE 102008030062B3 DE 200810030062 DE200810030062 DE 200810030062 DE 102008030062 A DE102008030062 A DE 102008030062A DE 102008030062 B3 DE102008030062 B3 DE 102008030062B3
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resonator
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optical
spiking
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Rudolf Huber
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Trumpf Laser GmbH
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Abstract

The method involves coupling laser pulses (2) into an optical fiber (8), where the laser pulses are decoupled from a laser resonator (3). Resonator length is changed. An optical resonator length is reduced in an unidirectional manner during decoupling of the laser pulses from the resonator from a time point when light of the decoupled laser pulses enter into the resonator up to the time point and when the laser pulses are decoupled from the resonator. The optical resonator length between the laser pulses is reset to an initial value. An independent claim is also included for a laser i.e. pulsed, pumped laser, for producing laser pulses with reduced spiking, comprising a laser resonator.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft sowohl ein Verfahren zum Betreiben eines insbesondere gepulst gepumpten Lasers, der einen Laserresonator mit einem HR-Spiegel, einem Auskoppelspiegel und einem dazwischen angeordneten Lasermedium aufweist, wobei der aus dem Laserresonator ausgekoppelte Laserpuls in eine optische Faser eingekoppelt wird und die Resonatorlänge verändert wird, als auch einen zum Durchführen dieses Verfahrens geeigneten Laser.The The present invention relates to both a method of operation a particular pulsed pumped laser, the laser resonator with an HR mirror, a Auskoppelspiegel and a laser medium arranged therebetween wherein the laser pulse coupled out of the laser resonator is coupled into an optical fiber and the resonator length is changed, as well as one to perform This method suitable laser.

Ein derartiges Verfahren und ein derartiger Laser sind beispielsweise durch die US 6,661,814 B1 bekanntgeworden.Such a method and such a laser are for example by the US Pat. No. 6,661,814 B1 known.

„Stimulierte Brillouin Streuung” (engl. „Stimulated Brillouin Scattering” (SBS)) ist ein Effekt, der auf der Nichtlinearität von Medien beruht. Ein Photon kann dabei in ein „streuendes” Photon mit geringerer Energie und mit entgegen gesetzter Bewegungsrichtung zum eingehenden Photon konvertiert werden. Grund hierfür sind Veränderungen des elektrischen Felds des Strahls selbst, die in akustischen Schwingungen des Mediums durch Elektrostriktion resultieren."Stimulated Brillouin scattering "(Engl." Stimulated Brillouin Scattering "(SBS)) is an effect based on the nonlinearity of media. A photon can doing so in a "scattering" photon with less energy and with opposite direction of movement to be converted to the incoming photon. This is due to changes the electric field of the beam itself, which is in acoustic vibrations of the medium by electrostriction.

Aus der US 6,661,814 B1 sind ein Verfahren und ein Laser zum Erzeugen von Laserstrahlung bekannt, wobei die optische Resonatorlänge mit einer Modulationsfrequenz von 5–100 kHz moduliert wird, um die Entstehung von SBS zu unterdrücken bzw. zu reduzieren. Dazu ist der hochreflektierende Rückspiegel (HR-Spiegel) des Laserresonators auf einem Piezoelement montiert, um den HR-Spiegel mit der Modulationsfrequenz der am Piezoelement anliegenden sinusförmigen Modulationsspannung vor und zurück zu bewegen. Da die Modulation kontinuierlich oszillierend ist, wird während des Laserbetriebs (Laserpulsauskopplung) die Bewegungsrichtung des HR-Spiegels mehrfach geändert. Die Aufgabe der US 6,661,814 B1 besteht darin, die SBS-Entstehung zu unterdrücken, während die in Richtung auf den Laserresonator zurückreflektierte SBS-Strahlung durch einen zwischen der Faser und dem Laserresonator angeordneten optischen Isolator blockiert wird.From the US Pat. No. 6,661,814 B1 For example, a method and a laser for generating laser radiation are known, wherein the optical resonator length is modulated with a modulation frequency of 5-100 kHz in order to suppress or reduce the formation of SBS. For this purpose, the highly reflective rearview mirror (HR mirror) of the laser resonator is mounted on a piezoelectric element in order to move the HR mirror back and forth with the modulation frequency of the sinusoidal modulation voltage applied to the piezoelectric element. Since the modulation is continuously oscillating, the direction of movement of the HR mirror is changed several times during laser operation (laser pulse decoupling). The task of US Pat. No. 6,661,814 B1 is to suppress SBS generation while blocking back the SBS radiation reflected back toward the laser cavity by an optical isolator disposed between the fiber and the laser cavity.

Weiterhin ist aus der DE 10 2004 008 854 A1 ein Laser bekannt, der einen Laserresonator mit einem HR-Spiegel, einem Auskoppelspiegel und einem dazwischen angeordneten Lasermedium, einen Modulator zum Ändern der optischen Resonatorlänge und eine Steuereinheit zum Ansteuern des Modulators umfasst, wobei die Steuereinheit auf einen aus dem Laserresonator ausgekoppelten Laserpuls derart synchronisiert ist, dass während der Auskopplung des Laserpulses aus dem Laserresonator die optische Resonatorlänge verändert wird. Das in DE 10 2004 008 854 A1 gezeigte Verfahren wird zur Frequenzstabilisierung verwendet, wobei der Resonatorspiegel durch Verschieben in Resonanz gehalten wird.Furthermore, from the DE 10 2004 008 854 A1 a laser is known, comprising a laser resonator with an HR mirror, a Auskoppelspiegel and a laser medium disposed therebetween, a modulator for changing the optical resonator length and a control unit for driving the modulator, wherein the control unit is synchronized to a decoupled from the laser resonator laser pulse in that during the decoupling of the laser pulse from the laser resonator the optical resonator length is changed. This in DE 10 2004 008 854 A1 The method shown is used for frequency stabilization, wherein the resonator mirror is kept in resonance by displacement.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass eine zurück in den Laserresonator reflektierte SBS-Strahlung wirkungsvoll im Laserresonator gedämpft werden kann.Of the Invention is in contrast the task is based on the method mentioned in the introduction educate that one back SBS radiation reflected effectively in the laser resonator Laser resonator damped can be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zum Reduzieren von Spiking von Laserpulsen während der Auskopplung des Laserpulses aus dem Laserresonator spätestens ab dem Zeitpunkt, wenn an der Faser rückgestreutes Licht des schon ausgekoppelten Laserpulsanfangs wieder in den Laserresonator eintritt, bis mindestens zu dem Zeitpunkt, wenn das Laserpulsende aus dem Laserresonator ausgekoppelt ist, die optische Resonatorlänge kontinuierlich verkürzt wird.These Task is inventively characterized solved, that to reduce spiking of laser pulses during the Coupling of the laser pulse from the laser resonator at the latest from the time when the backscattered light of the fiber already decoupled laser pulse beginning again enters the laser resonator, until at least the time when the Laserpulsende from the Laser resonator is coupled, the optical resonator length continuously shortened becomes.

Versuche haben gezeigt, dass, wenn die Resonatorlänge während der Auskopplung des Laserstrahls, z. B. durch Bewegen des HR-Spiegels, in Richtung zum Lasermedium verkürzt wird, das SBS-Spiking – resultierend aus aus der Faser rückreflektierter SBS – reduziert bzw. unterdrückt wird und dass, wenn die Resonatorlänge während der Auskopplung des Laserstrahls, z. B. durch Bewegen des HR-Spiegels, in Richtung fort vom Lasermedium verlängert wird, das SBS-Spiking verstärkt wird.tries have shown that if the resonator length during the extraction of the laser beam, z. B. by moving the HR mirror, towards the laser medium shortened becomes, the SBS spiking - resulting from backreflected from the fiber SBS - reduced or suppressed and that if the resonator length during the outcoupling of the laser beam, z. B. by moving the HR mirror in the direction away from the laser medium extended will, the SBS spiking reinforced becomes.

Die durch SBS von der angekoppelten Faser zurückreflektierten Lichtanteile sind frequenzverschoben zu niedrigeren Frequenzen hin. Durch Bewegung des HR-Spiegels verschiebt sich die Resonanzfrequenz des Laserresonators zu dieser verschobenen Frequenz hin oder von ihr weg, je nach Bewegungsrichtung des HR-Spiegels. Dadurch können die reflektierten SBS-Lichtanteile die Laserstrahlung mehr oder weniger beeinflussen. Wird das rückreflektierte Licht verstärkt, führen die erhöhten Amplitudenausschläge bei ihrer jeweiligen Frequenz zu einem erhöhten Spiking. Die Bewegung des HR-Spiegels während des Laserpulses kann somit – je nach Bewegungsrichtung – zur Abschwächung oder zur Verstärkung des durch die Überlagerung von SBS und Laserstrahlung hervorgerufenen Spiking des Laserpulses verwendet werden. Zwischen den Laserpulsen des Lasers wird der HR-Spiegel jeweils wieder zurück in seine Ausgangsstellung gefahren.The SBS reflects back light from the coupled fiber are frequency shifted to lower frequencies. By movement of the HR mirror shifts the resonant frequency of the laser resonator to this shifted frequency towards or away from it, depending on the direction of movement of the HR mirror. Thereby can the reflected SBS light components the laser radiation more or influence less. Will that be reflected back Light amplifies, to lead the raised amplitude excursions at their respective frequency to increased spiking. The movement of the HR mirror during The laser pulse can thus - ever by direction of movement - to Mitigation or for reinforcement of the superposition of SBS and laser radiation induced spiking the laser pulse used become. Between the laser pulses of the laser, the HR mirror is in each case again back moved to its original position.

In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird während der Pulsdauer eines Pumplichtpulses der HR-Spiegel in Richtung auf das Lasermedium bewegt.In A preferred variant of the method is during the pulse duration of a pump light pulse the HR mirror is moving towards the laser medium.

Prinzipiell kann der Laser statt gepulst auch cw betrieben werden, wobei die Resonatorlänge nicht über eine beliebig lange Zeit verkürzt werden kann, da ansonsten irgendwann die Laserstrahlung beeinflusst würde.In principle, instead of being pulsed, the laser can also be operated cw, wherein the resonator length can not be shortened over an arbitrarily long time, otherwise at some point the laser radiation would be affected.

Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt auch einen insbesondere gepulst gepumpten Laser, umfassend:

  • – einen Laserresonator mit einem HR-Spiegel, einem Auskoppelspiegel und einem dazwischen angeordneten Lasermedium,
  • – eine optische Faser zum Einkoppeln eines aus dem Laserresonator ausgekoppelten Laserpulses,
  • – einen Modulator zum Ändern der optischen Resonatorlänge, und
  • – eine Steuereinheit zum Ansteuern des Modulators,
wobei zum Erzeugen von Laserpulsen mit reduziertem Spiking die Steuereinheit auf einen aus dem Laserresonator ausgekoppelten Laserpuls derart synchronisiert ist, dass während der Auskopplung des Laserpulses aus dem Laserresonator spätestens ab dem Zeitpunkt, wenn an der Faser rückgestreutes Licht des schon ausgekoppelten Laserpulsanfangs wieder in den Laserresonator eintritt, bis mindestens zu dem Zeitpunkt, wenn das Laserpulsende aus dem Laserresonator ausgekoppelt ist, die optische Resonatorlänge kontinuierlich verkürzt wird.In a further aspect, the invention also relates to a particularly pulsed-pumped laser, comprising:
  • A laser resonator with an HR mirror, a coupling-out mirror and a laser medium arranged between them,
  • An optical fiber for coupling in a laser pulse coupled out of the laser resonator,
  • A modulator for changing the optical resonator length, and
  • A control unit for controlling the modulator,
wherein for generating laser pulses with reduced spiking, the control unit is synchronized to a decoupled from the laser resonator laser pulse such that during the decoupling of the laser pulse from the laser resonator at the latest from the time when backscattered on the fiber light already decoupled laser pulse beginning again enters the laser resonator until, at least at the time when the laser pulse end is coupled out of the laser cavity, the optical cavity length is continuously shortened.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit auf den Pumplichtpuls einer Pumplichtquelle synchronisiert.In a preferred embodiment the control unit is responsive to the pump light pulse of a pump light source synchronized.

Der Modulator kann außerhalb des Laserresonators als verschiebbares Aktorelement des HR-Spiegels oder innerhalb des Laserresonators als optischer Modulator angeordnet sein.Of the Modulator can be outside of the laser resonator as a displaceable actuator element of the HR mirror or disposed within the laser cavity as an optical modulator be.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further Advantages of the invention will become apparent from the claims, the Description and the drawing. Likewise, the above and the ones listed further below Characteristics each for themselves or to several in any combination use. The embodiments shown and described are not as final list too but rather have an exemplary character for the description the invention.

Es zeigen:It demonstrate:

1 den erfindungsgemäßen Laser zum Erzeugen von Laserpulsen mit reduziertem SBS-Spiking; 1 the laser according to the invention for generating laser pulses with reduced SBS spiking;

2 ein mit dem Laser von 1 erzeugtes Pulsdauersignal ohne die erfindungsgemäße Bewegung des HR-Spiegels; und 2 one with the laser of 1 generated pulse duration signal without the movement of the HR mirror according to the invention; and

3 ein mit dem Laser von 1 erzeugtes Pulsdauersignal mit der erfindungsgemäßen Bewegung des HR-Spiegels. 3 one with the laser of 1 generated pulse duration signal with the movement of the HR mirror according to the invention.

Der in 1 gezeigte Laser 1 dient zum Erzeugen von Laserpulsen 2 mit reduziertem SBS-Spiking und umfasst dazu:

  • – einen Laserresonator 3 mit einem an einem Piezoelement 4 befestigten hochreflektiven Rückspiegel (HR-Spiegel) 5, einem Auskoppelspiegel 6 und einem dazwischen angeordneten Nd:YAG-Laserstab 7 als laseraktivem Lasermedium,
  • – eine optische Transportfaser 8 zum Einkoppeln des aus dem Laserresonator 3 ausgekoppelten Laserpulses 2,
  • – eine gepulste Pumplichtquelle (z. B. Blitzlichtlampe) 9 zum Erzeugen von Pumplichtpulsen 10, um den Laserstab 7 optisch zu pumpen, und
  • – eine Steuereinheit 11 zum Ansteuern des Piezoelements 4.
The in 1 shown laser 1 serves to generate laser pulses 2 with reduced SBS spiking and includes:
  • - a laser resonator 3 with one on a piezoelectric element 4 attached highly reflective rearview mirror (HR mirror) 5 , a Auskoppelspiegel 6 and an Nd: YAG laser rod interposed therebetween 7 as a laser-active laser medium,
  • - an optical transport fiber 8th for coupling the from the laser resonator 3 decoupled laser pulse 2 .
  • - a pulsed pump light source (eg flash lamp) 9 for generating pump light pulses 10 to the laser rod 7 to optically pump, and
  • - a control unit 11 for driving the piezoelectric element 4 ,

Solange der Laserstab 7 durch einen Pumplichtpuls 10 angeregt wird, bildet sich im Laserresonator 3 ein Strahlungsfeld 12 aus. Über den Auskoppelspiegel 4 erfolgt während des Laserprozesses eine Auskopplung eines Laserstrahls über eine Dauer von 1 ms. Der so erzeugte Laserpuls 2 wird in die optische Faser 8 eingekoppelt. Der „Pulsanfang” des ausgekoppelten Laserstrahls 2 ist durch Einschalten der Pumplichtquelle 9 und das „Pulsende” durch Abschalten der Pumplichtquelle 9 bestimmt.As long as the laser rod 7 by a pump light pulse 10 is excited forms in the laser resonator 3 a radiation field 12 out. About the Auskoppelspiegel 4 takes place during the laser process, a decoupling of a laser beam over a period of 1 ms. The laser pulse thus generated 2 gets into the optical fiber 8th coupled. The "beginning of the pulse" of the decoupled laser beam 2 is by switching on the pump light source 9 and the "pulse end" by switching off the pump light source 9 certainly.

Die Pulslichtquelle 9 und die Steuereinheit 11 sind derart zueinander synchronisiert, dass während der Auskopplung des Laserpulses 2 aus dem Laserresonator 3 spätestens ab dem Zeitpunkt, wenn an der Faser 8 rückgestreutes Licht des schon ausgekoppelten Laserpulsanfangs wieder in den Laserresonator 3 eintritt, bis mindestens zu dem Zeitpunkt, wenn das Laserpulsende aus dem Laserresonator 3 ausgekoppelt ist, das Piezoelement 4 und somit der HR-Spiegel 5 aus einer Ausgangsstellung in Richtung auf den Laserstab 7 bewegt werden und so die optische Resonatorlänge verkürzt wird. Zwischen zwei Laserpulsen 2 steuert die Steuereinheit 11 das Piezoelement 4 derart an, dass der HR-Spiegel 5 wieder zurück in seine Ausgangsstellung bewegt wird.The pulsed light source 9 and the control unit 11 are synchronized with each other such that during the decoupling of the laser pulse 2 from the laser resonator 3 at the latest from the time when at the fiber 8th backscattered light of the already decoupled laser pulse beginning again in the laser resonator 3 occurs until at least the time when the laser pulse tail from the laser cavity 3 is decoupled, the piezoelectric element 4 and thus the HR level 5 from a starting position in the direction of the laser rod 7 are moved and so the optical resonator length is shortened. Between two laser pulses 2 controls the control unit 11 the piezo element 4 such that the HR level 5 is moved back to its original position.

Anstatt die optische Resonatorlänge durch Bewegen des HR-Spiegel 5 zu verändern, kann auch innerhalb des Laserresonators 3 ein ansteuerbarer optischer Modulator 4' angeordnet sein, um die optische Resonatorlänge zu verändern. Der optische Modulator 4' ist beispielsweise ein LiNbO3-Phasenmodulator, dessen Brechungsändex abhängig von einer angelegten elektrischen Spannung ist. Durch entsprechend elekrische Ansteuerung des LiNbO3-Phasenmodulators kann die optische Resonatorlänge verändert werden.Instead of the optical resonator length by moving the HR mirror 5 can also change within the laser cavity 3 a controllable optical modulator 4 ' be arranged to change the optical resonator length. The optical modulator 4 ' is, for example, a LiNbO 3 phase modulator whose refractive index is dependent on an applied electrical voltage. By appropriate electrical control of the LiNbO 3 phase modulator, the optical Reso nator length be changed.

Die folgenden Messungen wurden an dem obigen Laser 1 vorgenommen, wobei eine optische Faser 8 mit einem Kerndurchmesser von 100 μm verwendet wurde. Die Laserpulse 2, 2' wurden mit einer Pulsdauer von 1 ms und mit einer Pulsleistung von 1 kW erzeugtThe following measurements were made on the above laser 1 made using an optical fiber 8th with a core diameter of 100 microns was used. The laser pulses 2 . 2 ' were generated with a pulse duration of 1 ms and with a pulse power of 1 kW

2 zeigt einen mit dem Laser 1 erzeugten ausgekoppelten Laserpuls 2', wobei der HR-Spiegel 5 nicht bewegt wurde, d. h. es wurde keine Spannung an das Piezoelement 4 angelegt. Der Laserpuls 2' weist eine Vielzahl von SBS-Spikes 12 mit statistischer Amplitude, Zeitdauer und Abstand auf, die durch zurückreflektierte Lichtanteile aufgrund SBS von der angekoppelten Faser 8 erzeugt werden. 2 shows one with the laser 1 generated decoupled laser pulse 2 ' , where the HR level 5 was not moved, ie there was no voltage to the piezoelectric element 4 created. The laser pulse 2 ' has a variety of SBS spikes 12 with statistical amplitude, time duration and distance due to back-reflected light components due to SBS from the coupled fiber 8th be generated.

3 zeigt einen mit dem Laser 1 von 1 erzeugten ausgekoppelten Laserpuls 2, wobei während der Pulsdauer des ausgekoppelten Laserpulses 2 der HR-Spiegel 5 mittels des Piezoelements 4 in Richtung auf den Laserstab 7 bewegt wurde. Das Piezoelement 4 kann den HR-Spiegel 5 vor und zurück bewegen, ohne die Resonatorjustierung zu verändern. Der maximale Verschiebeweg des HR-Spiegels 5 betrug 2,25 μm. Das zweite Signal 13 zeigt die von der Steuereinheit 11 gesteuerte Hin- und Herbewegung des Piezoelements 4 mit einer Frequenz von ca. 400 Hz. Im Gegensatz zu 2 weist der Laserpuls 2 keine bzw. deutlich reduzierte SBS-Spikes auf, was wie folgt zu erklären ist:
Die durch SBS von der Faser 8 zurückreflektierten Lichtanteile sind frequenzverschoben zu niedrigeren Frequenzen hin. Durch die Bewegung des HR-Spiegels 5 verschiebt sich die Resonanzfrequenz des Laserresonators 3 zu dieser verschobenen Frequenz hin oder von ihr weg, je nach Bewegungsrichtung des HR-Spiegels 5. Dadurch können die durch SBS reflektierten Lichtanteile den Laserresonator 3 mehr oder weniger beeinflussen. Durch Bewegung des HR- Spiegels 5 in Richtung auf den Laserstab 7 wird das in den Laserresonator 3 aufgrund SBS rückreflektierte Licht gedämpft und folglich das ansonsten auftretende SBS-Spiking unterdrückt. 3 shows one with the laser 1 from 1 generated decoupled laser pulse 2 , wherein during the pulse duration of the decoupled laser pulse 2 the HR level 5 by means of the piezoelectric element 4 towards the laser rod 7 was moved. The piezo element 4 can the HR level 5 move back and forth without changing the Resonator adjustment. The maximum displacement of the HR mirror 5 was 2.25 μm. The second signal 13 shows the from the control unit 11 controlled reciprocation of the piezoelectric element 4 with a frequency of about 400 Hz. Unlike 2 indicates the laser pulse 2 No or significantly reduced SBS spikes, which can be explained as follows:
The by SBS of the fiber 8th reflected light components are shifted in frequency to lower frequencies. By the movement of the HR mirror 5 shifts the resonant frequency of the laser resonator 3 to or from this shifted frequency, depending on the direction of movement of the HR mirror 5 , As a result, the light components reflected by SBS can be the laser resonator 3 more or less influence. By moving the HR mirror 5 towards the laser rod 7 that will be in the laser resonator 3 attenuated back light due to SBS and thus suppresses the otherwise occurring SBS spiking.

Claims (10)

Verfahren zum Reduzieren von Spiking von Laserpulsen (2) eines insbesondere gepulst gepumpten Lasers (1), der einen Laserresonator (3) mit einem HR-Spiegel (5), einem Auskoppelspiegel (6) und einem dazwischen angeordneten Lasermedium (7) aufweist, wobei der aus dem Laserresonator (3) ausgekoppelte Laserpuls (2) in eine optische Faser (8) eingekoppelt wird und die Resonatorlänge verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass während der Auskopplung des Laserpulses (2) aus dem Laserresonator (3) spätestens ab dem Zeitpunkt, wenn an der Faser (8) rückgestreutes Licht des schon ausgekoppelten Laserpulsanfangs wieder in den Laserresonator (3) eintritt, bis mindestens zu dem Zeitpunkt, wenn das Laserpulsende aus dem Laserresonator (3) ausgekoppelt ist, die optische Resonatorlänge unidirektional verändert, insbesondere verkürzt wird.Method for reducing spiking of laser pulses ( 2 ) of a particular pulsed pumped laser ( 1 ), which has a laser resonator ( 3 ) with an HR mirror ( 5 ), a Auskoppelspiegel ( 6 ) and a laser medium ( 7 ), wherein from the laser resonator ( 3 ) decoupled laser pulse ( 2 ) in an optical fiber ( 8th ) and the resonator length is changed, characterized in that during the decoupling of the laser pulse ( 2 ) from the laser resonator ( 3 ) at the latest from the moment when on the fiber ( 8th ) backscattered light of the already decoupled laser pulse beginning again in the laser resonator ( 3 ) occurs until at least the time when the laser pulse tail from the laser cavity ( 3 ), the optical resonator length is unidirectionally changed, in particular shortened. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Resonatorlänge durch unidirektionales Bewegen des HR-Spiegel (5) verändert wird.A method according to claim 1, characterized in that the optical resonator length by unidirectional moving of the HR mirror ( 5 ) is changed. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Resonatorlänge durch unidirektionales Ändern der optischen Weglänge eines im Laserresonator (3) angeordneten optischen Modulators (4') verändert wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the optical resonator length by unidirectional changing the optical path length of a laser resonator ( 3 ) arranged optical modulator ( 4 ' ) is changed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Resonatorlänge zwischen zwei Laserpulsen (2) wieder auf ihren Ausgangswert zurückgestellt wird, insbesondere der HR-Spiegel (5) zwischen zwei Laserpulsen (2) des Lasers (1) zurück in eine Ausgangsstellung bewegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the optical resonator length between two laser pulses ( 2 ) is restored to its original value, in particular the HR level ( 5 ) between two laser pulses ( 2 ) of the laser ( 1 ) is moved back to a starting position. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Resonatorlänge während der gesamten Auskopplungsdauer des Laserpulses (2) aus dem Laserresonator (3) unidirektional verändert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the optical resonator length during the entire coupling-out period of the laser pulse ( 2 ) from the laser resonator ( 3 ) is changed unidirectionally. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem gepulst gepumpten Laser (1) der Beginn der unidirektionalen Änderung der optischen Resonatorlänge auf den den Laserpuls (2) erzeugenden Pumplichtpuls (10) synchronisiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the case of a pulsed-pumped laser ( 1 ) the beginning of the unidirectional change of the optical resonator length to the laser pulse ( 2 ) generating pump light pulse ( 10 ) is synchronized. Laser (1), insbesondere gepulst gepumpter Laser, zum Erzeugen von Laserpulsen (2) mit reduziertem Spiking, umfassend: – einen Laserresonator (3) mit einem HR-Spiegel (5), einem Auskoppelspiegel (6) und einem dazwischen angeordneten Lasermedium (7), – eine optische Faser (8) zum Einkoppeln eines aus dem Laserresonator (3) ausgekoppelten Laserpulses (2), – einen Modulator (4, 4') zum Ändern der optischen Resonatorlänge, und – eine Steuereinheit (11) zum Ansteuern des Modulators (4, 4'), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (11) auf einen aus dem Laserresonator (3) ausgekoppelten Laserpuls (2) derart synchronisiert ist, dass während der Auskopplung des Laserpulses (2) aus dem Laserresonator (3) spätestens ab dem Zeitpunkt, wenn an der Faser (8) rückgestreutes Licht des schon ausgekoppelten Laserpulsanfangs wieder in den Laserresonator (3) eintritt, bis mindestens zu dem Zeitpunkt, wenn das Laserpulsende aus dem Laserresonator (3) ausgekoppelt ist, die optische Resonatorlänge unidirektional verändert, insbesondere verkürzt wird.Laser ( 1 ), in particular pulsed-pumped lasers, for generating laser pulses ( 2 ) with reduced spiking, comprising: - a laser resonator ( 3 ) with an HR mirror ( 5 ), a Auskoppelspiegel ( 6 ) and a laser medium ( 7 ), - an optical fiber ( 8th ) for coupling one out of the laser resonator ( 3 ) decoupled laser pulse ( 2 ), - a modulator ( 4 . 4 ' ) for changing the optical resonator length, and - a control unit ( 11 ) for driving the modulator ( 4 . 4 ' ), characterized in that the control unit ( 11 ) on one of the laser resonator ( 3 ) decoupled laser pulse ( 2 ) is synchronized such that during the decoupling of the laser pulse ( 2 ) from the laser resonator ( 3 ) at the latest from the moment when on the fiber ( 8th ) backscattered light of the already decoupled laser pulse beginning again in the laser resonator ( 3 ) one occurs until at least the time when the laser pulse tail from the laser cavity ( 3 ), the optical resonator length is unidirectionally changed, in particular shortened. Laser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulator (4) ein außerhalb des Laserresonators (3) vorgesehenes, verschiebbares Aktorelement, insbesondere Piezoelement, ist, an dem der HR-Spiegel (5) befestigt ist.Laser according to claim 7, characterized in that the modulator ( 4 ) one outside the laser resonator ( 3 ) provided, displaceable actuator element, in particular piezoelectric element is, to which the HR mirror ( 5 ) is attached. Laser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulator (4') ein innerhalb des Laserresonators (3) angeordneter optischer Modulator ist.Laser according to claim 7, characterized in that the modulator ( 4 ' ) within the laser resonator ( 3 ) is arranged optical modulator. Laser nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (11) auf den Pumplichtpuls (10) einer Pumplichtquelle (9) synchronisiert ist.Laser according to one of claims 7 to 9, characterized in that the control unit ( 11 ) to the pump light pulse ( 10 ) of a pumping light source ( 9 ) is synchronized.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6661814B1 (en) * 2002-12-31 2003-12-09 Intel Corporation Method and apparatus for suppressing stimulated brillouin scattering in fiber links
DE102004008854A1 (en) * 2004-02-20 2005-09-15 Bundesrepublik Deutschland, vertr. d. d. Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit, dieses vertr. d. d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Laser system, has control device which disconnects Q-switch when gain threshold of laser-active disk is reached for the first time

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6661814B1 (en) * 2002-12-31 2003-12-09 Intel Corporation Method and apparatus for suppressing stimulated brillouin scattering in fiber links
DE102004008854A1 (en) * 2004-02-20 2005-09-15 Bundesrepublik Deutschland, vertr. d. d. Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit, dieses vertr. d. d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Laser system, has control device which disconnects Q-switch when gain threshold of laser-active disk is reached for the first time

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