DE2842049A1

DE2842049A1 - Laser

Info

Publication number: DE2842049A1
Application number: DE19782842049
Authority: DE
Inventors: Charles Allen Brau; Stephen Dell Rockwood; William Earl Stein
Original assignee: US Department of Energy
Current assignee: US Department of Energy
Priority date: 1977-09-27
Filing date: 1978-09-27
Publication date: 1979-05-17
Also published as: US4189686A; GB2005909A; GB2005909B; FR2404324B1; JPS5457989A; FR2404324A1; CA1106953A

Description

KARL H. WAGNER sonc München 22

A/.

27. September 1978 78-R-3319

US - Department of Energy Washington, D.C., USA

LASER

Die Erfindung bezieht sich auf Laser und zwar insbesondere auf Mehrfachausgangslaser.

Verschiedene foto-chemische Anwendungen machen Laser erforderlich, die spezielle Wellenlängen, Impulswiederholfrequenzen, Leistung, Zuverlässigkeit und Wirkungsgrad besitzen, um einen geeigneten foto-chemischen Prozeß vorzusehen. Zudem erfordern viele Anwendungsfälle eine Vielzahl von speziellen Wellenlängen, die synchron zur Erreichung der gewünschten Ergebnisse erzeugt werden. Die übliche Art des Pumpens verschiedener Gaslaser, wie beispielsweise durch Marxanordnungen, Entladungen usw. (wie dies in der Deutschen Patentanmeldung P ) beschrieben ist, sieht entweder

nicht die notwendige Zuverlässigkeit, Impulswiederholfrequenz, Wirkungsgrad oder durchschnittliche Leistung, wie sie für viele Anwendungsfälle erforderlich ist, vor.

Obwohl der in der oben genannten Patentanmeldung beschriebene e-strahlgepumpte Laser mit Mikrowellenbeschleuniger diese Nachteile hinsichtlich gasförmiger Laser überwindet, für welche der obige Prozeß am meisten bei der Herstellung der Ultraviolettstrahlung anwendbar ist, so ist doch eine abstimmbare

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Infrarotquelle erwünscht, die synchrone Impulse mit einer solchen UV-Quelle erzeugen kann. Gaslaser, wie beispielsweise die CO₂-Laser, HF-Laser, CF.-Laser usw. erzeugen IR-Strahlung bei speziellen Wellenlängen und können eine gewisse Abstimmbarkeit durch Verschieben aus verschiedenen Rotationszuständen vorsehen. Der Abstimmbereich ist jedoch begrenzt infolge verschiedener physikalischer Phänomene des gasförmigen Lasermediums. Zudem ist die Abstimmbarkeit häufig auf diskrete Quantenschritte beschränkt und ermöglicht kein kontinuierlich variables Spektrum der Frequenzen. Aus diesem Grunde ist eine kontinuierlich abstimmbare Quelle außerordentlich erwünscht, die auch in den UV- und sichtbaren IR-Spektralregionen betreibbar ist.

Zusammenfassung der Erfindung. Die Erfindung überwindet die Nachteile und Einschränkungen des Standes der Technik durch eine Kombination aus einem gasförmigen und freien Elektronenlaser, der sequentiell durch einen Mikrowellenlinearbeschleuniger gepumpt wird. Der freie Elektronenlaser erzeugt eine kontinuierlich abstimmbare Quelle kohärenter Strahlung mit hohen Leistungen. Der durch den Mikrowellenbeschleuniger erzeugte Elektronenstrahl, verwendet zur Aktivierung des freien Elektronenlasers, wird durch einen Gaslaser geführt, der eine hohe Impulswiederholfrequenz erzeugt und ein hohes Leistungssignal in effizienter Weise.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, einen Kombinationslaser für foto-chemische Anwendungen vorzusehen. Die Erfindung bezweckt ferner einen Kombinationslaser für foto-chemische Anwendung vorzusehen, der einen Betrieb mit hohem Wirkungsgrad zeigt. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das Vorsehen einer Kombination aus einem Ultraviolett- und abstimmbaren Infrarotlaser mit hoher Impulswiederholfrequenz wie hoher Leistung. Ferner sieht die Erfindung einen Mehrfachlaser vor, um eine Vielzahl von kohärenten optischen Strahlungssignalen zu erzeugen.

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Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung alternativer Anordnungen des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Reduzierung der Elektronenenergie des relativistischen Elektronenstrahls zur Verwendung eines zusätzlichen Linearbeschleunigers zum effizienten Betrieb des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer alternativen

Anordnung zur Reduzierung der Elektronenenergie zum effizienten Pumpen von sowohl dem freien Elektronenlaser als auch dem Gaslaser;

Fig. 5 eine schematische Darstellung zum effizienten Pumpen von Mehrfachgaslasern.

Es sei nunmehr das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen beschrieben* In den verschiedenen Zeichnungen sind mit den gleichen Bezugszeichen identische oder entsprechende Teile bezeichnet. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel weist folgendes auf: Einen Mikrowellenlinearbeschleuniger 10, einen freien Elektronenlaser 12 und einen Gaslaser 14. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erzeugt der freie Elektronenlaser 12 ein optisches Ausgangssignal 16 in dem Infrarotspektralbereich, wohingegen der Gaslaser 14 ein optisches Ausgangssignal 18 im ultravioletten Spektralbereich erzeugt, obwohl auch jeder Laser in anderen Spektralbereichen arbeiten könnte.

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Der Mikrowellenlinearbeschleunxger 10 weist eine Kathode 20 auf, die durch ein Gitter 22 gesteuerte Elektronen erzeugt. Die Elektronen werden gebündelt und in der richtigen Phase mit der Mikrowellenleistung in die Beschleunigerhohlräume 24 eingegeben. Die Beschleunigerhohlräume 24 beschleunigen den Elketronenstrahl auf den gewünschten Spannungspegel, beispielsweise 10 MeV, und zwar infolge der durch Klystron 26 erzeugten Mikrowellenenergie. Der durch den Mikrowellenlinearbeschleunxger 10 erzeugte relativistische Elektronenstrahl läuft durch Vakuumröhre 28 und wird den Hohlraum des freien Elektronenlasers 12 hinabgeleitet durch Drehmagnet 30. Ein periodisches Magnetfeld wird durch den periodischen Magnet 32 derart erzeugt, daß dann, wenn der Strahl aus relativistischen Elektronen durch das periodische Magnetfeld läuft, die dieses Feld durchquerenden Elektronen Zwangsosziallationen erfahren und Bremsstrahlung in der Vorwärtsrichtung emittieren. Der optische Resonanzhohlraum für den freien Elektronenlaser 12 wird durch optische Reflektoren 34 und 36 gebildet.

Die Vorteile des freien Elektronenlasers sind seine Abstimmbarkeit und seine Fähigkeit für hohe Leistungen. Die Abstimmbarkeit wird erreicht durch Veränderung der magnetischen Periode des periodischen Magneten 32 und der Elektronenenergie. Das Potential für hohe Leistung des freien Elektronenstrah. lasers 12 berührt auf der Fähigkeit des mikrowellenbetriebenen Beschleunigers 10, größe Leistungen zu erzeugen. Da weder ein gasförmiges noch kristallines Medium vorhanden ist, welches sich durch Wärmeeinwirkung verändert, verschlechtert sich die Strahlqualität des freien Elektronenlasers 12 nicht bei einer hohen Durchschnittsleistung oder hohen Impulswiederholfrequenz.

Der relativistische Strahl wird vom freien Elektronenlaser 12 zur Longitudinalachse des Gaslasers 14 durch Drehmagnete 38 und 40 geleitet. Der Gaslaser 14 arbeitet in der Weise, wie dies in der oben genannten Anmeldung von Charles A. Brau und anderen

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beschrieben wurde. Der optische Resonanzhohlraum der Gaslaser wird durch optische Reflektoren 42 und 44 gebildet. Elektromagnet 46 verhindert die Dispersion des Elektronenstrahls von der Achse des Gaslasers 14. Der Gaslaser 14 ist derart konstruiert, daß er in wirkungsvoller Weise den relativistischen Elektronenstrahl in der Weise absorbiert, wie dies in der obigen Anmeldung beschrieben ist. Die Parameter, die verändert werden können, um die wirkungsvolle Absorption zu erreichen, umfassen die folgenden: Erhöhung des Drucks des Gaslasermediums, Vergrößerung der Länge des Gaslasermediumhohlraumes und Vorsehen von Magnetspiegeln zum Halten des Elektronenstrahls innerhalb des Hohlraums. Effiziente Absorptionseigenschaften des Gaslasers 14 überwinden die Nachteile des niedrigen Wirkungsgrades des Elektronenlasers 12; d.h. die vollständige Absorption des relativistischen Strahls innerhalb des Gaslasers 14 erzeugt maximale Energieumwandlung der Elektronenstrahlenergie in Photoenergie für das kombinierte System. Obwohl der niedrigere Wirkungsgrad des freien Elektronenlasers 12 eine etwas niedrigere Leistungsausgangsgröße verglichen mit dem Gaslaser 14 zur Folge hat, d.h. eine bis zu 1oo-fache Differenz, so sind doch viele foto-chemische Anwendungsfälle für ein solches Verhältnis von Ausgangsleistungen gut geeignet.

Figur 2 zeigt verschiedene Abwandlungen des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Figur 1. Der durch den Mikrowellenlinearbeschleuniger 10 erzeugte relativistische Elektronenstrahl 46 wird an einer Reihe von freien Elketronenlasern 48 und 50 angelegt. Wie schematisch in Figur 2 gezeigt ist, kann eine Vielzahl von freien Elektronenlasern von einem einzigen relativistischen Elektronenstrahl 46 in der beschriebenen Weise betrieben werden. Der freie Elektronenlaser 48 ist ein injektionsverriegelter Laser, der Frequenzstabilität und schmale Bandbreite vorzieht. Der freie Elektronenlaser 48 arbeitet in einer Verstärkungsbetriebsart durch Verstärkung von Signalen, erzeugt durch Hauptoszillator 52 injiziert oder eingegeben in den Laserhohlraum über Partialreflektor 54.

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Der freie Elektronenlaser 50 arbeitet in einer Verstärkungsbetriebsart als Wellenleiterlaser. Ein Hauptoszillator 56 erzeugt ein gewünschtes Signal, welches über Linse 58 am Eingang eines Wellenleiters 60 fokussiert wird. Der Wellenleiter kann mit einem Dielektrikum überzogen sein, um die Fortpflanzungsgeschwindigkeit zu mindern und um dadurch eine kürzere Wellenlänge zu erreichen. Zusätzliche freie Elektronenlaser können auf irgendeine übliche Weise betrieben werden, um ein gewünschtes Signal zu erhalten und sie können in Kombination,wie schematisch in Fig. 2 gezeigt, verbunden sein.

Zusätzlich kann Gaslaser 62 in einer Verstärkungsbetriebsart betrieben werden, und zwar aus Impulsen 64 erzeugt durch einen Hauptoszillator 66, um genaue Frequenzstabilität, Bandbreite usw. zu steuern.

Die Figuren 3, 4 und 5 zeigen verschiedene Anordnungen zur Reduzierung der Spannung des relativistischen Elektronenstrahls vor der Anwendung beim Gaslaser. Da der freie Elektronenlaser effektiver mit dem Hochspannungselektronenstrahl arbeitet, d.h. in der Größenordnung von 20 MeV, und der Gaslaser effektiver mit Niederspannungselektronenstrahlen arbeitet, ist es vorteilhaft, die Spannung des relativistischen Elektronenstrahls vor Anwendung bei den Gaslasern zu vermindern, ohne den Gesamtwirkungsgrad des Systems zu reduzieren. Dies kann durch verschiedene in den Figuren 3,4 und 5 gezeigte Weisen erreicht werden.

Wie in Fig. 3 gezeigt, erzeugt ein Hochspannungselektronenbeschleuniger 66 einen Hochspannungselektronenstrahl in der Grössenordnung von ungefähr 20 MeV oder größer. Dieser relativistische Elektronenstrahl wird an den freien Elektronenlaser 68 gelegt, der in effektiver Weise kohärente optische Strahlung 70 in einer gewünschten Frequenz erzeugt.Die relativistischen Elektronen-

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Strahlimpulse 72 werden dann an passive Mikrowellenresonanzhohlräume 74 gelegt, und zwar außer Phase mit den Niederspannungs-relativistischen Elektronenstrahlimpulsen 76 erzeugt durch einen Niederspannungslinearbeschleuniger 78. Die aus der Phase befindlichen Hochspannungselektronenstrahlimpulse 72 werden in ihrer Spannung in den passiven Mikrowellenresonanzhohlraum 74 reduziert. Niederspannungsimpulse 76 werden an den Hohlraum 74 in Phase derart angelegt, daß die Spannung der Hochspannungsimpulse 72 reduziert wird und die Spannung der Niederspannungsimpulse 76 gvergrößert wird. Daher wird die Gesamtspannung des an den Gaslaser 74 angelegten relativistischen Strahls 80 mit einem Minimalverlust an Wirkungskraft reduziert.

Figur 4 zeigt eine alternative Vorrichtung zur Verminderung der Elektronenstrahlspannung für einen Gaslaser ohne signifikante Verminderung des Gesamtwirkungsgrades des Systems. Ähnlich wie bei Figur 3 erzeugt der Mikrowellenbeschleuniger 66 einen Hochspannungselektronenstrahl 82, der an einen freien Elektronenlaser 68 angelegt wird. Der Hochspannungselektronenstrahl 82 wird dann zu passiven Mikrowellenresonanzhohlräumen 84 geleitet, die die Reduzierung des Energieniveaus der Elektronen bewirken und dabei Mikrowellenenergie erzeugen, die zum Mi'krowellenlinearbeschleuniger 76 zurückgeleitet wird, und zwar über eine Mikrowellenrückkopplungsschleife 86, wodurch zusätzliche

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Mikrowellenenergie zum Betrieb des Mikrowellenlinearbeschleunigers 66 geliefert wird. Der von den passiven Mikrowellenresonanzhohlräumen 84 emittierte Niederspannungselektronenstrahl 88 wird dann an den Gaslaser 64 angelegt. Durch Rückleitung der bei der Reduzierung der Spannung des Elektronenstrahls erzeugten Energie wird der Gesamtwirkungsgrad des Systems aufrechterhalten.

Figure 5 zeigt eine Vorrichtung zum Pumpen von 2 oder mehr Gaslasern mit eine niedrige Spannung aufweisenden relativistischen Elektronenstrahlen aus einem einzigen eine hohe Spannung aufweisenden relativistischen Elektronenstrahl. Wiederum erzeugen Hochspannungselektronenbeschleuniger 56 einen eine hohe Spannung aufweisenden re-lativistischen Elektronenstrahl 82, der durch den freien Elektronenlaser 68 geleitet wird, um in effizienter Weise kohärente optische Strahlung zu erzeugen. Der eine hohe Spannung besitzende relativistische Elektronenstrahl 82 wird dann zu den passiven Mikrowellenresonanzhohlräumen 84 geleitet, die den Spannungspegel des Elektronenstrahls reduzieren und Mikrowellenstrahlung erzeugen, die durch Kanal geleitet wird, um einen Niederwechselspannungsbeschleuniger zu betreiben. Abhängig von der Spannung des eine hohe Spannung aufweisenden relativistischen Elektronenstrahls 82 können 2 oder mehrere Niederspannungsbeschleuniger und Gaslaser in dieser Weise betrieben werden. Alternativ kann der durch den Niederspannungsbeschleuniger 92 erzeugte relativistische Strahl kombiniert werden mit dem relativistischen Strahl 88, um einen einzigen Gaslaser zu betreiben.

Die Erfindung erzeugt daher einen kombinierten freien Elektronen- und Gas-Laser zur Erzeugung mehrfacher kohärenter Ausgangssignale in zuverlässiger und effizienter Weise. Die Erfindung erzeugt auch hohe Impulswiederholfrequenzen und hohe Leistung von sowohl dem freien Elektronenstrahl- als auch Gas-Laser.

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Der Geamtwirkungsgrad des Systems ist außerordentlich hoch und die erhaltbaren Leistungsverhältnisse vom freien Elektronenlaser und dem Gas-Laser sind in vielen foto-chemischen Anwendungsfällen zweckmäßig.

Abwandlungen liegen im Rahmen der Erfindung. Beispielsweise kann irgendeine Anzahl von freien Elektronenlasern oder Gas-Lasern verwendet werden, um die Lehre der Erfindung auszuführen. Speziell ist es durch Begrenzung der Elektronenstreuung durch Elektromagnete in den Gaslasern möglich, serienmäßig zwei oder mehr Gas-Laser aus einem einzigen Elektronenstrahl zu betreiben.

Zusammenfassend sieht die Erfindung einen Mehrfachlaser vor, und zwar mit einer oder mehreren Gas-Laser-Stufen und einer oder mehreren freien Elektronenstufen. Jede der freien Elektronen-Laser-Stufen wird sequentiell durch einen Mikrowellenlinearbeschleuniger gepumpt. Darauffolgend wird der Elektronenstrahl durch einen Gas-Laser geleitet, und zwar im bevorzugten Ausführungsbeispiel und in einem alternativen Ausführungsbeispiel durch einen Mikrowellenbeschleuniger, um das Energieniveau des Elektronenstrahls abzusenken, um einen odermehrere Gaslaser zu pumpen. Der Kombinationslaser erzeugt hohe Impulswiederholfrequenzen in der Größenordnung von 1 kHz oder größer, besitzt eine hohe Leistungsfähigkeit, einen hohen Wirkungsgrad und ist abstimmbar synchron mit der Erzeugung von Mehrfachstrahlen kohärenter optischer Strahlung.

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Claims

Patentansprüche

1. Laservorrichtung mit hoher Impulswiederholfrequenz und hoher Leistung, gekennzeichnet durch eine Kombination aus einem Mikrowellenlinearbeschleuniger zur Erzeugung eines relativistischen Elektronenstrahls, freien Elektronenlasermitteln zur Erzeugung abstimmbarer Infrarotstrahlung infolge des relativistischen Elektronenstrahls, Gasmolekularlasermitteln zur Erzeugung ultravioletter Strahlung infolge des relativistischen Elektronenstrahls und Mitteln zur sequentiellen Leitung des relativistischen Elektronenstrahls durch die freien Elektronenlasermittel, die Gasmolekularlasermittel .

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Elektronenlasermittel einen freien Elektronenlaserverstärker aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Elektronenmittel einen freien Elektronenlaseroszillator aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas-Molekular-Lasermittel einen Gasmolekularlaserverstärker aufweisen.

5. Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmolekularlasermittel einen Gasmolekularlasergenerator aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmolekularlasermittel einen Gasmolekularlaserverstärker aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmolekularlasermittel einen Gasmolekularlaseroszillator aufweisen.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur sequentiellen Leitung des Elektronenstrahls eine Vielzahl von Wendemagneten aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der relativistische Elektronenstrahl ein Energieniveau von annähernd 10 MeV besitzt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Elektronenlasermittel aus einem Wellenleiter aufgebaut sind.

11. Laservorrichtung mit hoher Impulsfrequenz, hoher Leistung zur Erzeugung von mindestens zwei kohärenten Ausgangsstrahlen, insbesondere nach einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mikrowellenlinear-beschleunigte Mittel zur Erzeugung eines relativistischen Elektronenstrahls, Mittel zur Leitung des Elektronenstrahls durch einen freien Elektronenlaser zur Erzeugung eines ersten kohärenten Ausgangsstrahls, Mittel zur Leitung des Elektronenstrahls von den freien Elektronenmitteln durch einen Gaslaser zur Erzeugung eines zweiten kohärenten Ausgangsstrahls.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste kohärente Ausgangsstrahl, erzeugt durch die freien Elektronenmittel, einen abstimmbaren Infrarotstrahl aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite kohärente Ausgangsstrahl, erzeugt durch den Gaslaser, einen ültraviolettstrahl bildet.

14. Mehrfachlaservorrichtung zur Erzeugung einer Vielzahl kohärenter optischer Strahlungssignale, gekennzeichnet durch Mikrowellenlinearbeschleunigungsmittel zur Erzeugung eines relativistischen Elektronenstrahls, freie Elektronenlasermittel zur Erzeugung kohärenter optischer Strahling infolge

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des relativistischen Elektronenstrahls, Gaslasermitteln zur Erzeugung kohärenter optischer Strahling infolge des relativistischen Elektronenstrahls.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Mittel zur sequentiellen Leitung des relativistischen Elektronenstrahls durch die freien Elektronenlasermittel und die Gaslasermittel.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Elektronenlasermittel eine Vielzahl freier Elektronenlaseroszillatoren aufweisen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Elektronenlasermittel eine Vielzahl von freien Elektronenlaserverstärkern aufweisen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Elektronenlasermittel eine Kombination freier Elektronenlaseroszillatoren und freie Elektronenlaserver stärker aufweisen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaslasermittel einen Gaslaserverstärker aufweisen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaslasermittel einen Gaslaseroszillator aufweisen.

21. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Elektronenlasermittel mindestens einen Wellenleiterlaser aufweisen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kohärente optische Strahlung, erzeugt durch die freien Elektronenlasermittel, Ultraviolettstrahlung ist.

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23. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kohärente optische Strahlung, erzeugt durch die freien Elektronenmittel, sichtbare Strahlung ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kohärente optische Strahlung, erzeugt durch den freien Elektronenlaser, Infrarotstrahlung ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kohärente optische Strahlung, erzeugt durch den freien Elektronenlaser, eine Kombination aus Infrarot- und Ultraviolettstrahlung ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kohärente optische Strahlung,erzeugt durch den freien Elektronenlaser, eine Kombination von Ultraviolett- und sichtbarer Strahlung ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ■die kohärente optische Strahlung, erzeugt durch den freien Elektronenlaser, eine Kombination aus Infrarot- und sichtbarer Strahlung ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kohärente optische Strahlung, erzeugt durch den freien Elektronenlaser, eine Kombination von Ultraviolett-, sichtbarer und Infrarotstrahlung ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kohärente optische Strahlung, erzeugt durch die Gaslasermittel, Infrarotstrahlung ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kohärente optische Strahlung, erzeugt durch die Gaslasermittel, sichtbare Strahlung ist.

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31. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kohärente optische Strahlung, erzeugt durch die Gaslasermittel, Ultraviolettstrahlung ist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch passive Mikrowellenresonanzhohlräume, angeordnet zwischen den freien Elektronenlasermitteln und den Gaslasermitteln, und zusätzliche Oinearbeschleunigermittel zur Eingabe eines Elektronenstrahls in die Passivmikrowellenresonanzhohlräume aus der Phase mit dem relativistischen Elektronenstrahl erzeugt durch die Mikrowellenlinearbeschleunigermittel.

33. Laser nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch passive Mikrowellenresonanzhohlräume,angeordnet zwischen den freien Elektronenlasermitteln und den Gaslasermitteln, und einer Mikrowellenrückkopplungsschleife verbunden zwischen den passiven Mikrowellenresonanzhohlräumen und den Mikrowellenlinearbeschleunigermitteln.

34. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch passive Mikrowellenresonanzhohlräume,angeordnet zwischen den freien Elektronenlasermitteln und den Gaslasermitteln zur Reduzierung der Spannung des relativistischen Elektronenstrahls emittiert von den freien Elektronen-

- lasermitteln, Mitteln zum Führen der Mikrowellenstrahlung erzeugt durch die passiven Mikrowellenresonanzhohlräume infolge des relativistischen Elektronenstrahls, zusätzliche Linearbeschleunigermittel zur Erzeugung eines zusätzlichen relativistischen Elektronenstrahls infolge von Mikrowellenstrahlung geführt oder geleitet von den Spannungsreduzierhohlräumen.

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