DE1214323B - Optischer Sender oder Verstaerker (Laser) - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. Cl.:

HOIs

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 f - 90

Nummer: " 1214 323 ff "?_o3

Aktenzeichen: Q703VHIc/21f

Anmeldetag: 19. März 1962

Auslegetag: 14. April 1966

Die Erfindung betrifft einen optischen Sender oder Verstärker für sichtbare und vorzugsweise für ultraviolette Strahlung.

Optische Sender oder Verstärker sind erst vor kurzer Zeit bekanntgewordene Bauteile, die es gestatten, ein gerichtetes Strahlenbündel mit extrem hoher, auf andere Art noch nicht erreichbarer elektromagnetischer Energiedichte zu erzeugen. Sie beruhen darauf, daß bei Atomen, Molekülen oder Festkörpern (Kristallen) durch spezielle Anregungsbedingungen entgegen der üblichen Verteilung bestimmte Energiestufen höherer Energie stärker besetzt werden als Stufen geringerer Energie in einer Art inverser Besetzungsverteilung, so daß Übergänge · von dem jeweils betrachteten Energiezustand höherer Energie unter Strahlungsabgabe auf eine oder mehrere Stufen geringerer Energie erfolgen (Emissionsübergänge), und zwar derart, daß die spontanen Emissionsübergänge durch ihr elektromagnetisches Feld sogenannte stimulierte Strahlungsübergänge auslösen, die gegenüber den entsprechenden Absorptionsübergängen in ihrer Häufigkeit überwiegen. Die hierbei frei werdende Strahlung ist weitgehend kohärent. Durch bestimmte Maßnahmen kann man erreichen, daß der überwiegende Anteil der stimulierten Strahlung in einer bestimmten Vorzugsrichtung austritt. Dadurch erhält man Strahlenbündel mit extrem hohen Energiedichten des elektromagnetischen Feldes und dementsprechend hohe Bestrahlungsstärken auf irgendwelchen Oberflächen, die von einem solchen Bündel getroffen werden.

Bisher konnte diese Aufgabe aber nur mit Hilfe spezieller Kristallsysteme gelöst werden. Derartige optische Sender oder Verstärker, die man als Festkörper-Lichtverstärker bzw. Kristall-Lichtverstärker bezeichnet, weisen jedoch verschiedene Mängel auf, die ihre Anwendbarkeit wesentlich einschränken. Diese Mängel bestehen unter anderem darin, daß sich die Kristalle beim Betrieb unzulässig stark aufheizen, so daß ein stetiger Betrieb bisher noch nicht möglich war. Außerdem ist es bisher noch nicht gelungen, die zu verwendenden Kristalle hinreichend homogen herzustellen. Dies bedingt, daß einer der wesentlichsten Vorteile des Lichtverstärkers, nämlich die stimulierte Strahlung in einer bestimmten Vorzugsrichtung, praktisch nur sehr unzureichend ausgenutzt werden kann. Ferner sind die Linienbreiten in diesem Fall relativ groß; dementsprechend kann man mit einem Kristall-Lichtverstärker kleine Bandbreiten auch nicht ohne weiteres erzielen.

Es gibt auch Lichtverstärker, die mit einem Helium-Neon-Gasgemisch arbeiten. Das Gasgemisch Optischer Sender oder Verstärker (Laser)

Anmelder:

Quarzlampen-Gesellschaft m. b. H.,
Hanau/M., Höhensonnenstraße

Als Erfinder benannt:

Dr. Wolfgang Friedl, Hanau/M.

besteht zum überwiegenden Teil aus Heliumatomen, während die Neonatome in wesentlich geringerer Konzentration vorliegen. Es ist bekannt, daß unter den üblichen, für elektrische Gasentladungen geltenden Bedingungen in . Helium-Neon-Gasgemischen neutrale Heliumatome derart angeregt werden, daß durch Stöße zweiter Art mit Neonatomen von diesen eine Strahlung im nahen Ultrarot emittiert wird.

Ein optischer Sender oder Verstärker, der in einer Vorzugsrichtung ultraviolette Strahlung hoher Intensität liefert, ist bisher noch nicht bekanntgeworden. Selbst ein mit einem Gasgemisch arbeitender Lichtverstärker, der im sichtbaren Spektralbereich arbeitet, bereitet Schwierigkeiten.

Gemäß der Erfindung wird bei einem optischen Sender oder Verstärker mit einem Krypton-Quecksilber-Gas-Dampf-Gemisch als stimulierbarem Medium, bei dem bestimmte Anregungszustände des neutralen Quecksilberatoms durch Stöße zweiter Art mit angeregten Kryptonatomen bevorzugt besetzt werden, zur stimulierten Ausstrahlung vorzugsweise im ultravioletten Spektralbereich ein Kryptonpartialdruck in der Größenordnung von 10~² Torr angewendet.

Ein solcher Lichtverstärker erzeugt also ein gerichtetes Strahlenbündel, das unter den für elektrische Gasentladungen üblichen Bedingungen im überwiegenden Maße bestimmte Spektrallinien im sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich umfaßt. Der neue Lichtverstärker ist daher für eine Fülle von Anwendungszwecken geeignet, die der Technik bisher verschlossen waren; unter anderem seien hier genannt: Die Herbeiführung photochemischer Reaktionen für die biologische, botanische und chemische Forschung, die wirtschaftliche Nutzung solcher Reaktion zur industriellen Herstellung, chemischer Verbindungen, die Erforschung und zweckmäßige Nutzung selektiver, also stark wellenlängenabhängiger photochemischer Reaktionen usw. Hierbei kann man je nach dem Verwendungszweck: den optischen Verstärker allein oder in Kombina-

tion mit geeigneten, Vorrichtungen zur spektralen Zerlegung der in der Vorzugsrichtung austretenden Strahlung anwenden.

Es ist zwar eine bekannte physikalische Tatsache, daß Quecksilberatome bestimmte Spektrallinien im sichtbaren und ultravioletten Bereich aussenden. Es ist auch aus der Grundlagenforschung bekannt, daß man bestimmte Tenne des Quecksilberatoms durch Stöße zweiter Art mit Hilfe von entsprechend angeregten Kryptonatomen bevorzugt besetzen kann. Es fehlte aber bisher die Schlußfolgerung, daß ein Krypton-Quecksilber-Gas-Dampf-Gemisch ganz hervorragend für einen optischen Verstärker, der im sichtbaren bzw. vorzugsweise ultravioletten Spektralbereich arbeiten soll, geeignet ist.

So ist. beispielsweise vorgeschlagen worden, ein Gemisch von Krypton und Quecksilber mit einem Kryptondruck von etwa 10 bis 50 Torr und einem Quecksilberdruck von etwa 10~³ Torr dazu zu benutzen, um eine abnormale starke Besetzung der Tenne 9¹P und 6*F des Quecksilbers zu erhalten. Da diese Niveaus in der Nähe des metastabilen 5 s₅-Term des Kryptons liegen, ergibt sich eine, wenn, auch unwirtschaftliche Abstrahlung der Wellenlängen von 6234 und 5676 A, die zwischen Grün und Röt des sichtbaren Bereichs liegen. Es fehlte bisher aber jeder konkrete Hinweis auf die technischen Möglichkeiten für den besonders kurzwelligen Bereich, und es fehlten auch alle Kenntnisse, die zum Betrieb eines derartigen optischen Senders oder Verstärkers notwendig sind.

Eine vorteilhafte Maßnahme zur Erzielung einer hohen Relativintensität einer gewünschten Spektrallinie in der Vorzugsrichtung liegt darin, daß man beispielsweise bei den Hg-Linien 6234 und 5676 A dafür sorgen muß, daß der metastabile Anregungszustand Is₅(S³P₂) des neutralen Kryptonatoms bevorzugt besetzt und durch Stöße mit den Gefäßwänden nicht merklich entleert wird. Dann wird auch die Besetzung des Hg-Terms 9¹P₁, der für die Ausstrahlung der vorgenannten Linien maßgebend ist, ganz besonders bevorzugt, eben durch Stöße zweiter Art mit Kryptonatomen in diesem metastabilen Anregungszustand. Eine besonders einfache Möglichkeit, diese Bedingungen zu erfüllen, ergibt sich dadurch, daß man einen Kryptonpartialdruck von etwa 5 · 10~² Torr aufrechterhält und gegebenenfalls den Durchmesser des Entladungsrohres möglichst groß wählt, d.h. so groß, wie dies unter Berücksichtigung des zur Anregung benutzten HF-Generators noch sinnvoll erscheint.

Für eine hohe Intensität der Hg-Linie 5385 A ist der Anregungszustand Is₄(S³P₁) des neutralen Kryptonatoms bevorzugt zu besetzen. Dann wird der Hg-Term 10³P₁, der für die Emission der genannten Linie maßgebend ist, vorwiegend durch Stöße zweiter Art besetzt. Eine bevorzugte Besetzung dieses Anregungszustandes erhält man am einfachsten dadurch, daß man einen Kryptonpartialdruck von etwa 2 · IQ-² Torr aufrechterhält. Will man zugleich die Intensitäten der Hg-Linien 6234 und 5676 A schwächen, so empfiehlt es sich, den Rohrdurchmesser des Entladungsgefäßes etwas kleiner zu wählen als in dem oben angeführten Fall. Auf Grund ähnlicher Überlegungen kann man auch die Relativintensität "bestimmter SpektralKnien im ultravioletten Spektralbereich verstärken bzw. schwächen, wie nachstehend noch genauer erläutert wird.

Weitere Möglichkeiten, den gewünschten Anregungszustand des Kryptonatoms bevorzugt zu besetzen, liegen in einer Veränderung der elektrischen Feldstärke im Gasentladungsrohr, also in einer Änderung der angelegten Spannung oder des Elektrodenabstandes, in einer Änderung der Gefäßdimensionen und anderen Faktoren. Wesentlich ist es, die mittlere Elektronengeschwindigkeit, d. h. die Elektronenternperatur, auf einen solchen Wert zu bringen,

ίο daß derjenige Anregungszustand des Kryptonatoms relativ stärker besetzt wird, der über Stöße zweiter Art zwischen Krypton- und Quecksilberatomen zur Emission der gewünschten Spektrallinien führt, und dafür zu sorgen, daß die Entleerung des betreffenden Anregungszustandes durch konkurrierende Prozesse, also z. B.· durch Stöße mit den Gefäßwänden, die nicht zur Besetzung der betrachteten Hg-Terme führen, unterdrückt wird. Ferner ist darauf zu achten, daß die betrachteten Hg-Terme vorwiegend nur

ao durch Emissionsübergänge und möglichst nicht durch andersartige Prozesse entleert werden. Durch diese andersartigen Prozesse ist der Verstärkungseffekt nicht monoton vom Druck abhängig, sondern durchläuft im allgemeinen jeweils ein Maximum.

In vielen Fällen ist es empfehlenswert, dem optischen Verstärker eine Vorrichtung vorzuschalten, die einen vorgegebenen, mehr oder weniger breiten Spektralbereich bevorzugt hindurchläßt. Hierfür kommen nicht nur spezielle Filtersysteme in Frage, sondern vorzugsweise Monochromatoren, weil wegen der enormen Strahlungsintensität des optischen Verstärkers die relativ schlechte Ausnutzung des verfügbaren Strahlungsflusses durch den Monochromator nur eine untergeordnete Rolle spielt.

Eine besonders vorteilhafte Maßnahme, die grundsätzlich bei jedem optischen Sender oder Verstärker anwendbar ist, besteht darin, daß man den optischen Verstärker mit einem Monochromator unter Weglassen der sonst die Strahlparallelführung bewirkenden Eingangsteile wie des Kollimators (Eintrittsspalts in Kombination mit einer Sammellinse bzw. einem Konkavspiegel) zusammmenbaut. Dies ist möglich, weil das in der Vorzugsrichtung aus dem optischen Verstärker austretende Strahlenbündel über die gesamte zur Verfugung stehende Querschnittsfläche bereits einen solchen Grad an Paralle-

. lität besitzt, wie er sich bei einem üblichen Monochromator nur mit größter Sorgfalt und unter ganz einschneidenden Verlusten erzielen läßt.

Obgleich der Monochromator in diesem Fall im wesentlichen nur noch aus einem Prisma und einer Fokussierungseinrichtung zu bestehen braucht, kann man die Einrichtung noch weiter vereinfachen, wenn man die innen teildurchlässig verspiegelte Stirnplatte des optischen Verstärkers an der Außenseite abschrägt und dadurch das Monochromatorprisma bildet. Auf diese Weise kann man aus der Strahlung des optischen Verstärkers ein bestimmtes Wellenlängenintervall im sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich isolieren, während diejenige Strahlung aller übrigen Wellenlängen, die gleichzeitig in die Vorzugsrichtung emittiert wird, aber stört, ausgeschaltet wird.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 schematisch in einem Diagramm verschiedene Tenne des Krypton- und Quecksilberatoms, die

für die vorliegende Erfindung im optischen Verstärker für sichtbare (a) und UV-Strahlung (b) eine Rolle spielen,

Fig. 2 in einer Tabelle diejenigen Wellenlängen (Hg-Linien), deren Strahlung man bei bevorzugter Besetzung des Is₄(S³P₁) und/oder der ls₅(5³P₂)-Energiestufen des Kryptonatoms im sichtbaren und/oder ultravioletten Spektralbereich gerichtet erzeugen kann, und

Fig. 3 die schematische Darstellung eines optischen Verstärkers gemäß der Erfindung mit kombiniertem Monochromatorteil.

In den Fig. la und Ib sind nebeneinander für das neutrale Krypton- und das neutrale Quecksilberatom die hier interessierenden Energiestufen eingetragen. Zur Kennzeichnung der Kryptonterme wurde die Paschensche Symbolik benutzt (Russel-Saunders-Symbole in Klammern). Bei den sogenannten Stoßen zweiter Art erfolgt ein Energieaustausch zwischen einem angeregten Kryptonatom und einem Quecksilberatom im Grundzustand in der Weise, daß beim Quecksilberatom ein Term besetzt wird, dem ungefähr die gleiche Energie zugeordnet ist wie dem betrachteten Kryptonterm. So können beispielsweise durch den Kryptonterm Is₄(S³P₁) die Quecksilberterme 9¹D₂, H³S₁, 10³P_2ili0 und 9³D₃^₁ und durch den Kryptonterm Is₅(5³ P₂) die Quecksilberterme 10¹S₀, 9¹P₁, 8¹D₂, 10³S₁, 9³P_2jli0 und 8³D_3j2>1 bevorzugt besetzt werden. Auf diese Weise kann eine inverse Besetzungsverteilung dieser Quecksilberterme gegenüber den Quecksilberenergiestufen geringerer Energie erreicht werden. Es treten dann die »erlaubten« Emissionsübergänge zwischen den verschiedenen, erwähnten Quecksilbertermen höherer Energie und den verschiedenen Quecksilbertermen geringerer Energie auf, wobei Strahlung abgegeben wird. Die Wellenlänge der dabei jeweils abgegebenen Strahlung ist bekanntlich der Energiedifferenz der betreffenden Energiestufen umgekehrt proportional. Die »erlaubten« Emissionsübergänge sind in die Fig. la und Ib als Verbindungslinien zwischen den betreffenden Tennen eingetragen, denen jeweils die Wellenlänge der abgegebenen Strahlung zugeordnet ist. Die stark ausgezogenen Verbindungslinien sind besonders ertragreich. Man sieht beispielsweise, daß die eingangs erwähnten Hg-Linien 6234 und 5676 A vom Term 9¹P₁ ihren Ausgang nehmen und auf den Term 7¹S₀ bzw. 7³S₁ enden. Die Hg-LMe 5385A entsteht beim Emissionsübergang zwischen den Termen 10³P₁ und 7³S₁. Eine ausgeprägte UV-Linie von 3802 A entsteht beispielsweise beim Übergang vom Term 10¹S₀ auf den Term 6* P₁.

Da ein Stoß zweiter Art im allgemeinen um so wahrscheinlicher ist, je geringer die Energiedifferenz zwischen den betreffenden Anregungsstufen, in diesem Fall also zwischen dem betrachteten Kryptonterm und dem betreffenden Quecksilberterm ist, hat auch diejenige Quecksilberlinie im allgemeinen die größte Intensität, deren Anfangsniveau mit dem Kryptonniveau Is₄(S³P₁) bzw. ls₅(5³P₂) energetisch ungefähr übereinstimmt.

Der besseren Übersicht halber sind in den Fig. la die Übergänge mit sichtbarer Strahlung und in F i g. 1 b die Übergänge mrt ultravioletter Strahlung eingetragen. Eine vollständige Liste der erzielbaren Wellenlängen ist in der Tabelle der Fig. 2 festgehalten.

In F i g. 3 ist schematisch der optische Verstärker gemäß der Erfindung in Kombination mit einem Monochromatorteil gezeigt. Der optische Verstärker besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen ■ Rohr 1 aus geschmolzenem Quarz mit einem Durchmesser von etwa 3 bis 6 cm. Das Rohr ist an seinem einen Ende mit der innen undurchlässig verspiegelten optischen Platte 2 und am anderen Ende mit dem innen teildurchlässig verspiegelten Prisma 3 verschlossen. Diese beiden optischen Teile lassen sich durch Einstellvorrichtungen so justieren, daß die betreffenden Innenflächen (plan)parallel zueinander liegen. Das Rohr 1 trägt in der Mitte unten einen Stutzen 4, der sich am unteren Ende zu einem Kolben 5 erweitert. Hierin befinden sich etwa 50 g reinsten Quecksilbers 6, das mittels einer thermostatisch gesteuerten Kühlvorrichtung 7 auf einer Temperatur von etwa 20⁰C gehalten wird. Auf diese Weise stellt sich beim Betrieb des Entladungsrohres in diesem ein Quecksilberdampfdruck von 1,3 · 10~^s Torr ein, solange an keiner Stelle eine Temperatur unter 20⁰C vorliegt. Außerdem wird das Rohr über den Stutzen 8, in den ein Manometer 9 eingeschaltet ist, von einem Vorratsgefäß 10 aus mit spektralreinem Krypton bis zu einem Druck der Größenordnung von 10~² Torr gefüllt, wobei das Gas erforderlichenfalls durch Elektrophorese noch nachgereinigt sein kann. Mit Hilfe eines Umschaltventils 11 kann über die Anschlußleitung 12 auch eine Hochvakuumpumpe angeschlossen werden. Vor der Füllung des Stutzens mit Quecksilber und des Entladungsrohres mit Krypton ist das System sorgfältig zu entgasen (durch Ausheizen und durch Vorentladungen mit reinem Krypton). Um das Rohr sind zwei Außenelektroden 13 und 14 angebracht, wobei zwischen die Quarzwand und die Elektrode jeweils noch ein Zwischenmedium

(z. B. eine Asbestfolie) gelegt werden kann. Als Außen-Elektroden eignen sich dünne Metallfolien, die in Form von Manschetten auf dem Quarzrohr befestigt werden können. Der gegenseitige Abstand der Elektroden entspricht etwa der Rohrlänge und kann variiert werden. An die Elektroden ist ein Hochfrequenzgenerator 15 angeschlossen, der je nach den Erfordernissen mit einer Frequenz zwischen etwa 20 und 50MHz schwingt und eine HF-Spannung von etwa 200 bis 600 V liefert. Auf diese Weise wird im Rohrinneren eine kapazitive Hochfrequenz-Gasentladung erzeugt.

Es ist dafür zu sorgen, daß während des Betriebes eine Verunreinigung des Krypton-Quecksilber-Gas-Dampf-Gemisches durch andere Gase, insbesondere durch Molekülgase, weitgehend unterbunden und eine Abnahme des Kryptonpartialdruckes infolge Gasaufzehrung vermieden wird (z. B. durch Nachlieferung aus dem Vorratsgefäß 10).

Durch die infolge der Hochfrequenzentladung im Entladungsrohr hin- und herfliegenden Elektronen werden die Kryptonatome angeregt. Die infolge der Anregung besetzten Tenne des Kryptonatoms werden zum Teil wieder durch spontane Emissionsübergänge entleert. Sofern es sich jedoch um metastabile Terme handelt (oder bei bestimmten anderen Termen unmittelbar nach deren Besetzung), findet eine Entleerung vorwiegend durch andersartige Elementarprozesse, nämlich durch Stöße zweiter Art mit Quecksilber- . atomen oder auch durch Stöße mit den Gefäßwänden, statt. Die auf diese Weise selektiv besetzten Terme des neutralen Quecksilberatoms emittieren zunächst spontan, wobei keine Ausstrahlungsrichtung bevorzugt ist. Diejenigen Strahlungsarten, die in

Richtung der Rohrachse emittiert werden, werden zum Teil an den verspiegelten und teilverspiegelten Oberflächen von Platte 2 und Prisma 3 mehrfach reflektiert und können daher andere Quecksilberatome zur stimulierten Strahlung von Quanten der gleichen Frequenz veranlassen, die dann auch in der gleichen Richtung erfolgt und mit der anregenden Frequenz in Phase ist. Auf diese Weise wird die Strahlungsintensität in dieser Vorzugsriehtung stark angefacht. Diese Strahlung verläuft also wegen der gerichteten Anregung im wesentlichen parallel zur Rohrachse. Durch das Prisma 3 oder eine sonst übliche, teildurehlässig verspiegelte planparallele optische Platte kann dann das gewünschte Strahlenbündel extrem starker Intensität austreten.

Es sei angenommen, daß der Parjialdruck des Kryptons in dem Rohr etwa S-IO^² Torr betrage. Die Elektronen der Hochfrequenzentladung erreichen dann jeweils eine solche Geschwindigkeit, daß im wesentlichen der metastabile Anregungszustand Is₅ (53P₂) des neutralen Kryptonatoms besetzt wird, der durch Stöße zweiter Art zu einer bevorzugten Besetzung des Quecksilberterms 9¹P₁ führt, was wiederum die Abstrahlung der Hg-Linien 6234 und 5676 A zur Folge hat.

Durch Verringerung des Kryptonpartikeldruekes auf etwa 2·10~² Torr wird die Elektronentemperatur in der Hochfrequenz-Entladung erhöht, so daß in stärkerem Maße der Anregungszustand Is₄(S³P₁) des neutralen Kryptonatoms besetzt wird, der eine höher liegende Energiestufe darstellt. Von diesem Term aus wird durch Stöße zweiter Art der Queeksilberterm 10³P₁ bevorzugt besetzt.

Die vorliegenden Ausführungen beziehen sich speziell auf optische Verstärker für sichtbare Wellenlängen entsprechend dem Diagramm der F i g. 1 a_t Analoge Überlegungen gelten grundsätzlich auch für die Benutzung als optische Verstärker für ultraviolette Strahlen. Die entsprechenden Anregungsniveaus des Quecksilberatpms und die von diesen ausgehenden Spektrallinien im ultravioletten Bereich sind in Fig. 1 zusammengestellt. Ähnlich wie in den obigen Ausführungen dargetan, werden die. beiden Krypton-Anregungsniveaus Is₄ bzw. Is₅ je nach den gerade vorliegenden Bedingungen verschieden stark besetzt. Für die Auswirkung der verschiedenartigen Variationen auf die einzelnen Wellenlängen im ultravioletten Spektralbereieh sind jeweils die den betreffenden Kryptonniveaus benachbarten Quecksilberniveaus in Betracht zu ziehen. Grundsätzlich wird also bei bevorzugter Anregung eines der beiden Kryptonniveaus sowohl sichtbare als auch ultraviolette Strahlung für den Verstärkungs-(Bündelungs-)Effekt verfügbar sein. Die Trennung von sichtbarer und ultravioletter Strahlung kann dann, wenn erforderlich, durch Verschaltung der nachstehend in Verbindung mit Fig. 3 beschriebenen Teile erfolgen.

Das teildurehlässig verspiegelte optische Bauteil 3 ist nicht, wie sonst üblich, eine Platte, sondern ein an der Außenseite abgeschrägtes Prisma. Die austretende Strahlung hoher Intensität wird daher beim Austritt bereits spektral zerlegt, so daß man mit einer einzigen Fernrohroptik 16 die ausgewählte Wellenlänge auf der Fokalkurye 17 sarnmeln und durch den Austrittsspalt 18 absondern kann. Unmittelbar dahinter kann sich dann eine Versuchsapparatur 19 befinden. Auf diese Weise spart man nicht nur die bei einem Monochromator üblichen Teile zur Erzeugung paralleler Strahlenbündel vor dem Prisma, sondern die gesamte Anordnung wird auch in der Länge wesentlich verkürzt.

Eine andere Möglichkeit, die unerwünschte Strahlung auszusondern, besteht darin, die Verspiegelung der im Sinne Fabry-Perotseher Platten belegten Stirnplatten 2 und 3 der gewünschten Strahlung dadurch anzupassen, daß die Wellenlängenabhängigkeit des Reflexionsvermögens für diese ein mögliehst steiles Maximum, diejenige des Absorptionsvermögens dagegen ein möglichst steiles Minimum aufweist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Optischer Sender oder Verstärker (Laser) mit einem Krypton-Quecksilber-Gas-Dampf-Gemisch als stimulierbarem Medium, bei dem bestimmte Anregungszustände des neutralen Quecksilberatoms durch Stöße zweiter Art mit angeregten Kryptonatomen bevorzugt besetzt werden,

dadurch gekennzeichnet, daß zur stimulierten Ausstrahlung, vorzugsweise im ultravioletten Spektralbereieh, ein Kryptonpartialdruck in der Größenordnung von 1O^-2 Torr angewendet wird.

2. Optischer Sender oder Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bevorzugt der Anregungszustahd Is₅ (5³Pg) des neutralen Kryptonatoms besetzt wird, wobei ein Kryptonpartialdruck von etwa 5 -1O^-2 Torr aufrechterhalten wird.

3. Optischer Sender oder Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bevorzugt der Anregungszustand Is₄(S³P₁) des neutralen Kryptonatoms besetzt wird, wobei ein Krypton-

partialdruck von etwa 2 · 10^² Torr aufrechterhalten wird.

4. Optischer Sender oder Verstärker nach Ansprüchen .1 und 2 oder 1 und 3, gekennzeichnet durch den Zusammenbau mit einem Monochromator unter Weglassung der üblichen, hier überflüssig gewordenen Strahlparallelführung bewirkenden Eingangsteile vor dem Monochromator.

5. Optischer Sender oder Verstärker nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Monoehromatorprisma (3) durch Abschrägung an der Außenseite der innen teildurehlässig verspiegelten Stirnplatte des optischen Senders oder Verstärkers gewonnen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1258 072;
USA.-Patentschrift Nr. 2 929 922;
Umschau vom 1, 3.1962, S. 133 bis 136;
Electronics, vom 27.10.1961, S, 39 bis 47, insbesondere S. 47, und vom 5.1.1962, S. 108 und 110; Physical Review Letters, Bd. 3, Nr. 2 vom 15. 7, 1959, S. 87 bis 89; Bd.

6, Nr. 6 vom 15. 3. 1961, S. 280.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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