DE1207007B - Optischer Verstaerker - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIs

Deutsche KL: 2If-90

Nummer: 1207 007

Aktenzeichen: C 35038 VIII c/21 f

Anmeldetag: 8. Februar 1965

Auslegetag: 16. Dezember 1965

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Verstärker mit wenigstens zwei stimulierbaren Medien, die in Strahlungsrichtung hintereinander angeordnet sind, und richtet sich insbesondere auf einen solchen optischen Verstärker für Wanderwellen.

Es ist bekannt, daß das vom ersten stimulierbaren Medium dem zweiten stimulierbaren Medium zugeführte Licht nach Vestärkung von diesem zweiten Medium teilweise auf das erste Medium zurückgestrahlt wird, so daß gleichsam eine verstärkte Reflexion auftritt. Diese Reflexion kann zu starken Lichtimpulsen in einem unerwünschten Zeitpunkt und möglicherweise in einer unerwünschten Richtung Veranlassung geben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche unerwünschte Emission des Verstärkers zu verhindern und den optischen Verstärker so auszubilden, daß die Auslösung der stimulierbaren Medien durch solche Streustrahlung verhindert wird, während die Erzeugung der gewünschten, verstärkten Strahlung möglich ist.

Die Erfindung will also gleichsam ein neuartiges und wirkungsvolles Mittel zur Erzeugung einer optischen Isolation der stimulierbaren Medien eines optischen Verstärkers schaffen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe läßt sich lösen, wenn man zwischen je zwei benachbarten stimulierbaren Medien einen aus photochromem Glas bestehenden Körper in der optischen Achse einsetzt, dessen Fähigkeit sich aufzuhellen und die stimulierte Strahlung hindurchzulassen, durch die stimulierte Strahlung selbst noch gesteigert wird, und dessen Fähigkeit sich zu verdunkeln durch eine kurzwellige Strahlung, die außerhalb des stimulierten Bereichs der Strahlung liegt, steuerbar ist.

Die Verwendung von zwischen zwei stimulierbaren Medien einzusetzenden Körpern aus photochromen Gläsern als optische Isolatoren nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die schematisch einen optischen Verstärker für Wanderwellen wiedergibt.

In der Zeichnung bedeutet 10 ein stimulierbares Medium in Form eines Rubinlichtverstärkers mit einer Lichtquelle in Form einer Wendelblitzlampe 11 zur Anregung des stimulierbaren Rubinmediums und zur Erzeugung einer stimulierten Strahlung. In der optischen Achse 13 des Verstärkers sind mehrere weitere stimulierbare Medien 12 angeordnet, die normale Rubinstäbe enthalten. Die vom Medium 10 emittierte Strahlung löst die im nachfolgenden Medium 12 gespeicherte Energie als einen Lichtstrahl aus, der kohärent mit dem Auslösestrahl ist und in Optischer Verstärker

Anmelder:

Corning Glass Works, Corning, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr

und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte,

Herne, Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:

Robert Distler Maurer, Painted Post, N. Y.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. Februar 1964
(343 751)

Richtung des nächsten Mediums 12 verläuft, wo eine ähnliche Reaktion vor sich geht. In ähnlicher Weise wird die von jedem Medium 12 emittierte Strahlung wiederum kohärent durch das nachfolgende Medium in der optischen Achse verstärkt. Auf diese Weise wird die in Richtung des Pfeiles in der Zeichnung laufende Strahlung fortschreitend verstärkt, bis sie aus dem letzten Medium austritt.

Um das Auslösen eines Mediums 12 durch spontane Fluoreszenz von einer der anderen Medien zu verhindern, sind Körper 14 aus photochromem Glas zwischen die entsprechenden Medien 10, 12, 12 eingesetzt. Diese Körper aus photochromem Glas wurden vorher durch Einstrahlung einer Strahlung gedunkelt, die sich von derjenigen unterscheidet, die von den Medien des erfindungsgemäßen optischen Verstärkers emittiert wird. Da dieses vorher gedunkelte Glas spontane Fluoreszenz der Intensitäten absorbiert, die von den Medien des Verstärkers emittiert werden, kann diese Fluoreszenz kein anderes Medium erreichen und es auslösen. Infolge der Fähigkeit photochromer Gläser, durch stimulierte Strahlung von Wellenlängen und Intensitäten aufzuhellen, wie sie vom Medium 10 und den Medien 12 während des Normalbetriebes emittiert wird, wird der erste Teil eines stimulierten Lichtimpulses, der von irgendeinem solchen Medium emittiert ist, durch den photochromen Glaskörper absorbiert, jedoch bewirkt eine solche Absorption ein Aufhellen des Glases, wodurch der letztere Teil des Lichtimpulses hindurch-

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gehen und das nächste Medium auslösen kann. Auf diese Weise wird, obwohl die spontane Fluoreszenz niedriger Intensität kein Aufhellen des photochromen Glases bewirkt und infolgedessen nicht merklich durch das Glas hindurchgeht, die stark intensive stimulierte Strahlung dadurch nur sehr gering vermindert.

Weil die Körper 14 aus photochromem Glas durch den Einfluß von Strahlung einer Wellenlänge wieder verdunkelt werden können, die eine andere als diejenige der stimulierten Strahlung der Medien des optischen Verstärkers ist, kann diese Strahlung nach der Entladung des Verstärkers dazu verwendet werden, um das Glas wieder zu verdunkeln, wodurch der Verstärker auf die Betriebsbedingungen zurückgestellt wird.

Die Körper 14 aus photochromem Glas bestehen vorzugsweise aus Silikatglas, das anorganische Kristalle enthält, die bei Bestrahlung im Bereich der Wellenlängen zwischen 0,3 und 0,5 μπι in der Farbe dunkler werden, und deren Konzentration wenigstens 0,005 Volumprozent beträgt. Weil ein solches photochrome« Glas durch Bestrahlung mit Wellenlängen gedunkelt werden kann, die in dem Bereich zwischen Blau und Ultraviolett liegen, kann das Glas, nachdem die Körper 14 durch die von den stimulierbaren Medien 10, 12 des Verstärkers erzeugten langwelligeren Strahlungen aufgehellt worden ist, ohne Auseinanderbau des Verstärkers wieder gedunkelt werden, indem man einfach eine Strahlung innerhalb des obenerwähnten Wellenlängenbereiches darauf richtet. Weil photochromes Glas unendlich oft verdunkelt und aufgehellt werden kann, brauchen diese Gläser nicht ersetzt zu werden und bilden einen dauernden Bestandteil des optischen Verstärkers.

Die Kristalle, die in den Körpern 14 enthalten sind, sind Silberchlorid, Silberbromid oder Silberjodid.

Eine besonders brauchbare Zusammensetzung für photochromes Glas enthält 58,27 °/o SiO₂,9,7 % Al₂O₃, 19,4 »/0 B₀O₃, 10,9% Na₂O, 0,03 0/0 K₂O, 0,29% Cl, 0,79%F;0,6%Ag, 0,016% CuOund0,008%Fe₂O_s.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Anwendung in optischen Verstärkern mit einem Rubin als stimulierbarem Medium, sondern kann bei allen optischen Verstärkern angewendet werden, in denen aufeinanderfolgend stimulierbare Medien vorgesehen sind, die Licht von Wellenlängen innerhalb des Bereiches emittieren, der zu einem Aufhellen der Körper aus photochromem Glas führt. Im allgemeinen werden die bekannten photochromen Gläser durch Strahlung innerhalb des Bereiches von 4000 bis 000 A aufgehellt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Optischer Verstärker für Wanderwellen mit wenigstens zwei stimulierbaren Medien, die in Strahlungsrichtung hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei benachbarten stimulierbaren Medien (10, 12) ein aus photochromem Glas bestehender Körper (14) in der optischen Achse angeordnet ist, dessen Fähigkeit, sich aufzuhellen und die stimulierte Strahlung hindurchzulassen, durch die stimulierte Strahlung selbst noch gesteigert wird, und dessen Fähigkeit, sich zu verdunkeln durch eine kurzwellige Strahlung, die außerhalb des Bereichs der stimulierten Strahlung liegt, steuerbar ist.

2. Optischer Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das photochrome Glas aus Silikatglas besteht, das anorganische Kristalle enthält, die bei Bestrahlung im Bereich der Wellenlängen zwischen 0,3 und 0,5 μΐη in der Farbe dunkler werden, und deren Konzentration wenigstens 0,005 Volumprozent beträgt.

3. Optischer Verstärker nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das photochrome Glas als anorganische Kristalle wenigstens ein Silberhalogenid, z. B. Silberchlorid, Silberbromid und/oder Silberjodid enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Electronics, Bd. 37, Nr. 5, vom 31. 1. 1964, S. 42/43.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1186 148.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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