DE102012106063A1 - Laser device comprises an uncoupling window for photons, which is arranged at an end of a multi-mode fiber that is coupled to single-mode fiber, for preventing reflection of photons of lasing wavelength back into the multi-mode fiber - Google Patents

Laser device comprises an uncoupling window for photons, which is arranged at an end of a multi-mode fiber that is coupled to single-mode fiber, for preventing reflection of photons of lasing wavelength back into the multi-mode fiber Download PDF

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Abstract

The laser device has a multi-mode fiber (1) with an optically active material, having an end coupled to a single-mode fiber (2). The diameter of laser core (4) is 1.5 times as large as that of the core (6) of single-mode fiber. The core (6) is fitted bluntly on laser core such that the diameter of laser core is selected for making a multi-mode beam to emerge from uncoupling window (9) for photons, with the pumping of active material. The window is arranged at the other end of multi-mode fiber for preventing reflection of photons of lasing wavelength back into the multi-mode fiber.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft eine Laservorrichtung mit einer Multimode-Faser mit einem Laserkern, der optisch aktives Material aufweist, einer an ein Ende des Multimode-Lichtleiters optisch angekoppelten Singlemode-Faser, einem in einen Kern der Singlemode-Faser eingeschriebenen Faser-Bragg-Gitter als Spiegel für Photonen mindestens einer bestimmten Laserwellenlänge und mit einem Auskoppelfenster für Laserlicht am anderen Ende der Multimode-Faser, wobei ein Durchmesser des Laserkerns der Multimode-Faser mindestens 1,5 mal so groß ist wie ein Durchmesser des Kerns der Singlemode-Faser. Unter einer Singlemode-Faser ist dabei eine solche Lichtleiterfaser zu verstehen, die in Bezug auf alle relevanten Wellenlängen des Emissionsspektrums des optisch aktiven Materials nur eine transversale Mode leitet.The invention relates to a laser device comprising a multimode fiber with a laser core having optically active material, a singlemode fiber optically coupled to one end of the multimode optical fiber, a fiber Bragg grating inscribed in a core of the singlemode fiber as a mirror for photons of at least a certain laser wavelength and having a coupling window for laser light at the other end of the multimode fiber, wherein a diameter of the laser core of the multimode fiber is at least 1.5 times as large as a diameter of the core of the singlemode fiber. A single-mode fiber is to be understood as meaning such an optical fiber which only conducts a transverse mode with respect to all relevant wavelengths of the emission spectrum of the optically active material.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Eine Laservorrichtung mit einem Multimode-Lichtleiter, der optisch aktives Material aufweist, mit einer an ein Ende des Multimodelichtleiters optisch angekoppelten Singlemode-Faser und mit einem in die Singlemode-Faser eingeschriebenen Faser-Bragg-Gitter als Spiegel für Photonen mindestens einer bestimmten Laserwellenlänge ist aus der US 6,625,182 B1 bekannt. Hier ist der Multimode-Lichtleiter als Festkörperlaserstab aus optisch aktivem Material, wie beispielsweise Nd:YAG, ausgebildet. Das optisch aktive Material ist in einen Resonator eingebettet. An einem Ende dieses Resonators ist eine Singlemode-Faser mit einem eingeschriebenen Faser-Bragg-Gitter als Spiegel vorgesehen. Das gegenüberliegenden Ende des Festkörperlaserstabs ist mit einem Spiegel beschichtet, durch den hindurch das optisch aktive Material gepumpt wird. Laserlicht aus dem Resonator wird durch das Faser-Bragg-Gitter in die sich hinter dem Bragg-Gitter fortsetzende Singlemode-Faser ausgekoppelt. Die Singlemode-Faser mit dem eingeschriebenen Faser-Bragg-Gitter sorgt in dem Resonator der bekannten Laservorrichtung für eine selektive Reflektion von Photonen der transversalen Grundmode mit einer bestimmten, durch das Faser-Bragg-Gitter vorgegebenen Laserwellenlänge zurück in das optisch aktive Medium. Das optisch aktive Material erfährt so ein verstärktes Feedback auf der transversalen Grundmode und bei der vorbestimmten Laserwellenlänge. Durch den Resonator wird dieser Effekt weiter verstärkt. Das Laserlicht nimmt dabei die Eigenschaften der selektiv reflektierten Photonen aber nur so weit an, wie der aktive Festkörperlaserstab die Verstärkung dieser Eigenschaften zulässt. Zudem muss der Resonator, um eine hohe Verstärkung der selektiv reflektierten Photonen zu erhalten, eine große Anzahl von Reflektionen vorsehen, da der Festkörperlaserstab relativ kurz ist. Das heißt, beide Spiegel des Resonators müssen signifikant reflektieren. Das zu einem bestimmten Teil über die Singlemode-Faser hinter dem Faser-Bragg-Gitter ausgekoppelte Laserlicht der bekannten Laservorrichtung soll zum Beispiel dazu verwendet werden, einen mit Erbium dotierten Faserverstärker optisch zu pumpen.A laser device with a multimode optical fiber having optically active material with a singlemode fiber optically coupled to one end of the multimode optical fiber and having a fiber Bragg grating inscribed in the singlemode fiber as a mirror for photons of at least one particular laser wavelength is off of the US Pat. No. 6,625,182 B1 known. Here, the multimode optical fiber is formed as a solid-state laser rod of optically active material, such as Nd: YAG. The optically active material is embedded in a resonator. At one end of this resonator, a singlemode fiber with a written-fiber Bragg grating is provided as a mirror. The opposite end of the solid state laser rod is coated with a mirror through which the optically active material is pumped. Laser light from the resonator is coupled through the fiber Bragg grating into the singlemode fiber continuing behind the Bragg grating. The singlemode fiber with the inscribed fiber Bragg grating provides in the resonator of the known laser device for a selective reflection of photons of the transverse fundamental mode with a certain, predetermined by the fiber Bragg grating laser wavelength back into the optically active medium. The optically active material thus experiences enhanced feedback on the transverse fundamental mode and at the predetermined laser wavelength. The resonator further enhances this effect. However, the laser light only adopts the properties of the selectively reflected photons as far as the active solid-state laser rod allows the amplification of these properties. In addition, in order to obtain a high gain of the selectively reflected photons, the resonator must provide a large number of reflections since the solid-state laser rod is relatively short. That is, both mirrors of the resonator must reflect significantly. The laser light of the known laser device coupled out to a certain extent via the singlemode fiber behind the fiber Bragg grating should for example be used to optically pump an erbium-doped fiber amplifier.

Für Faserlaser auf Basis einer Doppelkern-Faser mit aktivem Laserkern ist es bekannt, dass die in dem aktiven Laserkern räumlich verteilte Anregungsenergie durch höhere Moden effizienter abgebaut werden kann als nur durch eine transversale Grundmode. Die höheren Moden weisen einen größeren Überlapp mit dem Pumpvolumen auf, vor allem in den Seitenbereichen. Ein Faserlaser mit Multimode-Laserkern ist daher in Bezug auf die Umsetzung der Pumpenergie zu Laserlicht weitaus effizienter als ein Singlemode-Laserkern. Die Herstellung von Faser-Bragg-Gittern in Multimode-Kernen ist jedoch bekanntermaßen erheblich schwieriger als in Singlemode-Kernen, sodass es schwierig ist, einen Multimode-Resonator mit integrierten Spiegeln für eine bestimmte Laserwellenlänge aufzubauen. Um einen Faserlaser mit einer aktiven Multimode-Faser dennoch bei einer bestimmten Laserwellenlänge zu betreiben, ist es bekannt, eine Oszillator-/Verstärkeranordnung zu verwenden. Als Oszillator verwendet man z. B. einen Singlemode-Faserlaser, dessen Resonatorspiegel von zwei Faser-Bragg-Gittern gebildet werden. An dem teilweise transmittierenden Gitter tritt Laserlicht mit der durch den Singlemode-Faserlaser vorgegebenen Laserwellenlänge und in der transversalen Grundmode in die aktive Multimode-Faser über. Die aktive Multimode-Faser arbeitet dann nur noch als Verstärker, der mittels des Oszillators, welcher somit quasi als Seed-Lasers arbeitet, bei der Laserwellenlänge in der transversalen Grundmode angestoßen wird. Üblicher Weise wird zwischen dem Singlemode-Oszillator und dem Multimode-Verstärker eine spezielle Optik zur Anpassung der Modenverhältnisse eingefügt. Das Pumpen des optisch aktiven Materials im Laserkern der Multimode-Faser kann bekanntermaßen über jedes beliebige oder beide Enden der Multimodelaserfaser erfolgen.For fiber lasers based on a double-core fiber with active laser core, it is known that the excitation energy spatially distributed in the active laser core can be degraded more efficiently by higher modes than only by a transverse fundamental mode. The higher modes have a larger overlap with the pump volume, especially in the side areas. A fiber laser with multimode laser core is therefore far more efficient in terms of converting pump energy to laser light than a singlemode laser core. However, the fabrication of fiber Bragg gratings in multimode cores is known to be significantly more difficult than in singlemode cores, so it is difficult to build a multimode resonator with integrated mirrors for a given laser wavelength. In order to operate a fiber laser with a multimode active fiber nevertheless at a certain laser wavelength, it is known to use an oscillator / amplifier arrangement. As an oscillator used z. Example, a single-mode fiber laser whose resonator mirrors are formed by two fiber Bragg gratings. At the partially transmissive grating, laser light enters the active multimode fiber at the laser wavelength given by the singlemode fiber laser and at the fundamental transversal mode. The active multimode fiber then only works as an amplifier, which is triggered by the oscillator, which thus operates virtually as a seed laser, at the laser wavelength in the transverse fundamental mode. Usually, a special optics is added between the singlemode oscillator and the multimode amplifier to adjust the mode relationships. The pumping of the optically active material in the laser core of the multimode fiber can be known to occur over any or both ends of the multimode laser fiber.

Eine Laservorrichtung der eingangs beschriebenen Art, d. h. mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1, ist aus der US 2010/0322575 A1 bekannt. Hier sind die Multimode-Faser und der Teil der Singlemode-Faser zwischen der Multimode-Faser und dem Faser-Bragg-Gitter in einem Laserresonator angeordnet, der von dem Faser-Bragg-Gitter und einem dichroitischen Spiegel am anderen Ende der Singlemode-Faser begrenzt wird. Dieser dichroitische Spiegel bildet zugleich das Auskoppelfenster für das Laserlicht aus der Multimode-Faser. Zudem wird das aktive Material im Laserkern der Multimode-Faser durch diesen dichroitischen Spiegel hindurch gepumpt. Der Strahlengang des Pumplichts und des Laserlichts werden mit Hilfe eines weiteren dichroitischen Spiegels außerhalb des Laserresonators getrennt. Bei dieser bekannten Laservorrichtung dient die Singlemode-Faser als Modenfilter für das in dem Laserresonator generierte Laserlicht. Das heißt, die bekannte Laservorrichtung emittiert monofrequentes Laserlicht ausschließlich in der durch die Singlemode-Faser definierten Grundmode. Die Effizienz der bekannten Laservorrichtung ist dadurch beschränkt, dass die sich in dem Laserresonator ausbildende Grundmode größere Teile des Laserkerns der Multimode-Faser nicht abdeckt und entsprechend nicht alle Anteile der durch das Pumplicht hervorgerufenen Inversion des aktiven Materials ausnutzen kann.A laser device of the type described above, ie with the features of the preamble of independent claim 1, is known from US 2010/0322575 A1 known. Here, the multimode fiber and the portion of the singlemode fiber are located between the multimode fiber and the fiber Bragg grating in a laser cavity bounded by the fiber Bragg grating and a dichroic mirror at the other end of the singlemode fiber becomes. This dichroic mirror also forms the coupling-out window for the laser light from the multimode fiber. In addition, the active material in the laser core of the multimode fiber is through this pumped dichroic mirror through. The beam path of the pumping light and the laser light are separated by means of another dichroic mirror outside the laser resonator. In this known laser device, the singlemode fiber serves as a mode filter for the laser light generated in the laser resonator. That is, the known laser device emits monofrequent laser light exclusively in the fundamental mode defined by the singlemode fiber. The efficiency of the known laser device is limited by the fact that the fundamental mode forming in the laser resonator does not cover larger parts of the laser core of the multimode fiber and accordingly can not exploit all the portions of the inversion of the active material caused by the pump light.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute schmalbandig emittierende Laservorrichtung mit einer aktives Material in ihrem Laserkern aufweisenden Multimode-Faser und besonders hohem Gesamtwirkungsgrad aufzuzeigen.The invention has for its object to show a simply constructed narrow-band emitting laser device with an active material in their laser core having multimode fiber and very high overall efficiency.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Laservorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Laservorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert. The object of the invention is achieved by a laser device having the features of independent patent claim 1. Preferred embodiments of the laser device according to the invention are defined in the dependent claims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Bei einer erfindungsgemäßen Laservorrichtung mit einer Multimode-Faser mit einem Laserkern, der optisch aktives Material aufweist, mit einer an ein Ende des Multimode-Lichtleiters optisch angekoppelten Singlemode-Faser, mit einem in einen Kern der Singlemode-Faser eingeschriebenen Faser-Bragg-Gitter als Spiegel für Photonen mindestens einer bestimmten Laserwellenlänge und mit einem Auskoppelfenster für Laserlicht am anderen Ende der Multimode-Faser, wobei ein Durchmesser des Laserkerns der Multimode-Faser mindestens 1,5 mal so groß ist wie ein Durchmesser des Kerns der Singlemode-Faser und wobei die Multimode-Faser mit einem Sprung des Durchmesser ihres Laserkerns auf den Durchmesser des Kerns der Singlemode-Faser an die Singlemode-Faser angefügt ist, so dass der Kern der Singlemode-Faser nur einen dem Querschnittsverhältnis der beiden Kerne entsprechenden Anteil von im Laserkern der Multimode-Faser zu der Singlemode-Faser laufendem Licht aufnimmt, tritt das Laserlicht nach einmaligem Durchlauf durch die Multimode-Faser aus dem Auskoppelfenster aus.In a laser device according to the invention comprising a multimode fiber with a laser core having optically active material, with a singlemode fiber optically coupled to one end of the multimode optical fiber, with a fiber Bragg grating inscribed in a core of the singlemode fiber A mirror for photons at least a certain laser wavelength and with a coupling window for laser light at the other end of the multimode fiber, wherein a diameter of the laser core of the multimode fiber is at least 1.5 times as large as a diameter of the core of the single-mode fiber and wherein Multimode fiber with a jump in the diameter of its laser core to the diameter of the core of the singlemode fiber is attached to the singlemode fiber, so that the core of the singlemode fiber only a proportion of the cross-sectional ratio of the two cores corresponding proportion of the laser core of multimode Fiber to the singlemode fiber receives running light, the laser light enters after once through the multimode fiber from the coupling-out window.

Bei der erfindungsgemäßen Laservorrichtung gibt es keinen Laserresonator. Das heißt, mindestens an einem, vorzugsweise an beiden Enden der Laservorrichtung wird selbst Licht mit der Wellenlänge des generierten Laserlichts im Wesentlichen nicht reflektiert. Das Laserlicht entsteht vielmehr in einem einzigen Durchlauf durch die Multimode-Faser ausgehend von Licht, das an dem Faser-Bragg-Gitter der Singlemode-Faser reflektiert wurde und entsprechend eine durch das Faser-Bragg-Gitter definierte Wellenlänge aufweist. Das sich auf dieser Basis bei einmaligem Durchlauf durch die Multimode-Faser ausbildende Laserlicht koppelt bei seinem Durchlauf zunehmend auch an höhere Moden an, deren Ausbreitung in der Multimode-Faser möglich sind, und kann dadurch die durch das Pumplicht erreichte Inversion des aktiven Materials effektiv auch in solchen Teilen des Laserkerns ausnutzen, die Licht in der Grundmode nicht zugänglich sind.In the laser device according to the invention, there is no laser resonator. That is, even at least at one, preferably at both ends of the laser device, even light having the wavelength of the generated laser light is substantially not reflected. Rather, the laser light is produced in a single pass through the multimode fiber from light reflected at the fiber Bragg grating of the singlemode fiber and correspondingly having a wavelength defined by the fiber Bragg grating. The laser light forming on this basis in a single pass through the multimode fiber increasingly also adapts to higher modes whose propagation in the multimode fiber is possible during its passage, and thereby also effectively enables the inversion of the active material achieved by the pump light exploit in such parts of the laser core, the light in the fundamental mode are not accessible.

Die Vermeidung eines Laserresonators an dem Ende der Laservorrichtung mit der Singlemode-Faser wird dadurch erreicht, dass nur ein kleiner Teil des in dem Laserkern der Multimode-Faser geführten und in Richtung der Singlemode-Faser austretenden Lichts in den Kern der Singlemode-Faser gelangt und darin bei passender Wellenlänge durch das Faser-Bragg-Gitter reflektiert wird. Der überwiegende Teil dieses Lichts tritt jedoch bereits nicht in den Kern der Singlemode-Faser ein, sondern an diesem vorbei.The avoidance of a laser resonator at the end of the laser device with the singlemode fiber is achieved in that only a small part of the guided in the laser core of the multimode fiber and emerging in the direction of the single-mode fiber enters the core of the singlemode fiber and is reflected therein at the appropriate wavelength by the fiber Bragg grating. However, the vast majority of this light does not enter the core of the singlemode fiber, but passes it.

An dem der Singlemode-Faser gegenüberliegenden Ende der Multimode-Faser wird die Vermeidung eines Resonatorspiegels dadurch erreicht, dass das dort für das Laserlicht vorgesehene Auskoppelfenster teilentspiegelt, zumindest aber nicht verspiegelt ist, d. h. zumindest den überwiegenden Teil des von der Multimode-Faser kommenden Laserlichts austreten lässt. At the end of the multimode fiber opposite the singlemode fiber, the avoidance of a resonator mirror is achieved in that the decoupling window provided there for the laser light is partially mirrored, but at least not mirrored, that is to say the resonator mirror. H. at least let the majority of the laser light coming from the multimode fiber exit.

Vorzugsweise ist der von dem Resonatorspiegel reflektierte Anteil des Laserlichts nur klein und liegt in einem Bereich von 2 % bis 10 %, vorzugsweise von 4 bis 6 %, d. h. etwa 5%. Eine Reflektion von ca. 4 % wird häufig schon durch Abpolieren eines freien Endes der Multimode-Faser ohne spezielle Beschichtung erreicht. Das in die Multimode-Faser reflektierte Laserlicht wird zwar in der Multimode-Faser verstärkt, tritt dann aber am anderen Ende der Multimode-Faser zumindest im Wesentlichen ungenutzt aus und läuft nicht erneut zu dem Auskoppelfenster zurück.Preferably, the portion of the laser light reflected from the resonator mirror is only small and is in a range of 2% to 10%, preferably 4 to 6%, d. H. about 5%. A reflection of about 4% is often achieved by polishing a free end of the multimode fiber without special coating. Although the laser light reflected into the multimode fiber is amplified in the multimode fiber, it then emerges at least substantially unused at the other end of the multimode fiber and does not run back again to the coupling-out window.

An diesem anderen Ende der Multimode-Faser bewirkt die Singlemode-Faser mit dem eingeschriebenen Faser-Bragg-Gitter, dass an diesem Ende ausschließlich Photonen der gewünschten Laserwellenlänge und in der transversalen Grundmode in den Multimode-Kern zurück reflektiert werden. Derartige Photonen treten beim Pumpen des optisch aktiven Materials der Multimode-Faser als Teil des Spektrums der spontanen Emission von alleine auf. Dieser Anteil wird gegenüber anderen Wellenlängen und Moden durch die Singlemode-Faser mit dem eingeschriebenen Faser-Bragg-Gitter aus dem Spektrum der spontanen Emission positiv selektiert und in die Multimode-Faser reflektiert. Dort erfahren die Photonen in einem einzigen Durchgang eine induzierte Verstärkung über die gesamte Länge der Multimode-Faser, bis sie aus dem Auskoppelfenster an dem anderen Ende der Multimode-Faser als verstärktes Laserlicht austreten. Im Mittel haben die Photonen des Laserlichts dabei deutlich weniger Strecke als deren Länge in der Multimode-Faser zurückgelegt, bevor sie aus dem Auskoppelfenster austreten. At this other end of the multimode fiber, the singlemode fiber with the inscribed fiber Bragg grating causes only photons of the desired laser wavelength to be reflected back at that end and back into the multimode core in the transverse fundamental mode. Such photons occur when pumping the optical active material of the multimode fiber as part of the spontaneous emission spectrum on its own. This fraction is positively selected over the other wavelengths and modes by the singlemode fiber with the inscribed fiber Bragg grating from the spontaneous emission spectrum and reflected into the multimode fiber. There, the photons undergo induced amplification over the entire length of the multimode fiber in a single pass until they exit the outcoupling window at the other end of the multimode fiber as amplified laser light. On average, the photons of the laser light have traversed significantly less distance than their length in the multimode fiber before they emerge from the coupling-out window.

Dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur ohne Resonator sondern auch ohne aktives Seeden der gepumpten Multimode-Faser einen Dauerstrich-Laserstrahl auszugeben vermag, ist äußerst überraschend. Insbesondere war nicht zu erwarten, dass die spontane Emission von Fluoreszenzlicht, die nach dem Abräumen der Inversion des gepumpten Laserkerns durch die Verstärkung der ersten von dem Faser-Bragg-Gitter zu dem Auskoppelfenster laufenden Photonen verbleibt, noch in ausreichendem Umfang Photonen bereitstellt, die nach ihrer Selektion durch die Singlemode-Faser und ihrer Reflektion an dem Faser-Bragg-Gitter die Emission das Laserlichts aus dem Laserkern der Multimode-Faser mit ihrer Wellenlänge sicherstellen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Singlemode-Faser und das Faser-Bragg-Gitter nicht als Moden- und Wellenlängenfilter für in einem Laserresonator vielfach hin und her laufende Laserlicht wirken.That a device according to the invention is able to output a continuous wave laser beam not only without a resonator but also without active seeding of the pumped multimode fiber is extremely surprising. In particular, it has not been expected that the spontaneous emission of fluorescent light remaining after the inversion of the pumped laser core has been removed by the amplification of the first photons traveling from the fiber Bragg grating to the outcoupling window will still sufficiently provide photons which will yield their selection by the singlemode fiber and their reflection at the fiber Bragg grating ensure the emission of the laser light from the laser core of the multimode fiber with its wavelength. It should be noted that the singlemode fiber and the fiber Bragg grating do not act as mode and wavelength filters for laser light often reciprocating in a laser resonator.

Auch wenn bei der erfindungsgemäßen Laservorrichtung kein Laserresonator mit der Teilreflektion des Laserlichts an dem Auskoppelfenster unterhalten wird, so ist ein gewisses Maß dieser Teilreflektion, insbesondere in dem oben angegebenen Bereich von 2 bis 10 %, durchaus sinnvoll, um zu vermeiden, dass sich die Inversion des aktiven Materials in dem Laserkern der Multimode-Faser nahe dem Ende, an dem die Singlemode-Faser angeordnet ist, stark aufbaut. Hier unterbleibt nämlich der Abbau von wesentlichen Teilen dieser Inversion durch die geringen Intensitäten des Lichts mit der Wellenlänge des Laserlichts, die von dem Faser-Bragg-Gitter in der Singlemode-Faser in den Laserkern zurückreflektiert werden. Erst weiter entfernt von der Singlemode-Faser ist die Intensität des aus diesem Licht generierten Laserlichts so groß, dass die Inversion des aktiven Materials im Wesentlichen abgeräumt wird, wobei hier auch die zunehmende Modenkopplung, von der bei der erfindungsgemäßen Laservorrichtung Gebrauch gemacht wird, von Bedeutung ist. Ein hohes statisches Maß an Inversion des aktiven Materials im Laserkern am der Singlemode-Faser nahen Ende der Multimode-Faser ist mit der Gefahr verbunden, dass zufällig von außen in das Auskoppelfenster zurückreflektiertes Laserlicht durch die Multimode-Faser bis in diesen Bereich zurückläuft und die Inversion dort unkontrolliert abräumt. Dabei können pulsartig sehr hohe Laserenergien freigesetzt werden, die Folgen bis zur lokalen Verdampfung des Materials der Multimode-Faser und/oder der Singlemode-Faser insbesondere an deren Grenzfläche haben können. Wenn an dem Auskoppelfenster jedoch ein kleiner Anteil des Laserlichts regelmäßig in die Multimode-Faser zurückreflektiert wird, räumt dieser die Inversion am gegenüberliegenden Ende der Multimode-Faser immer wieder ab. Die damit verbundene Energie wird zwar nicht genutzt, weil das durch die Inversion verstärkte Laserlicht am dem Auskoppelfenster gegenüberliegenden Ende der Multimode-Faser austritt. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Laservorrichtung jedoch zur Abwehr der geschilderten Gefahr in Kauf genommen. Grundsätzlich dient die nur geringe Reflektion von Photonen an dem Auskoppelfenster der erfindungsgemäßen Laservorrichtung zurück in die Multimode-Faser dazu, von diesem anderen Ende aus gezielt keinen Einfluss auf das erzeugte Laserlicht zu nehmen. Damit wird gezielt vermieden, dass Photonen jedweder Wellenlänge und jedweder Mode, die grundsätzlich an diesem Auskoppelfenster reflektiert werden würden, in die Multimode-Faser zurückgelangen und dort verstärkt werden, weil dies zumindest einen unnötigen Verbrauch an Pumpenergie zur Folge hätte.Even if no laser resonator is maintained with the partial reflection of the laser light at the coupling-out window in the laser device according to the invention, a certain degree of this partial reflection, in particular in the above-mentioned range of 2 to 10%, makes sense, in order to avoid that the inversion of the active material in the laser core of the multimode fiber near the end where the singlemode fiber is disposed. Namely, the degradation of substantial parts of this inversion by the low intensities of the light with the wavelength of the laser light reflected back from the fiber Bragg grating in the singlemode fiber into the laser core is omitted here. Only farther away from the singlemode fiber is the intensity of the laser light generated from this light so great that the inversion of the active material is substantially cleared, in which case also the increasing mode locking, which is used in the laser device according to the invention, is of importance is. A high static level of inversion of the active material in the laser core at the end of the multimode fiber near the singlemode fiber is associated with the risk that laser light randomly reflected back into the outcoupler window from the outside passes back through the multimode fiber to this area and the inversion uncontrolled clearing away. In this case, very high laser energies can be released in a pulsed manner, which can have consequences until the local evaporation of the material of the multimode fiber and / or the single-mode fiber, in particular at its interface. However, if at the output window, a small portion of the laser light is regularly reflected back into the multimode fiber, this eliminates the inversion at the opposite end of the multimode fiber again and again. Although the associated energy is not used because the amplified by the inversion laser light emerges at the opposite end of the coupling window end of the multimode fiber. However, this is accepted in the laser device according to the invention, in order to avert the described danger. In principle, only a small reflection of photons at the coupling-out window of the laser device according to the invention back into the multimode fiber serves to purposefully exert no influence on the laser light generated from this other end. This deliberately avoids that photons of any wavelength and any mode, which would be reflected in principle at this coupling window, get back into the multimode fiber and amplified there, because this would at least result in an unnecessary consumption of pumping energy.

Die erfindungsgemäße Laservorrichtung kommt nicht nur ohne einen Spiegel an dem anderen Ende der Multimode-Faser aus; sondern eine nicht stark begrenzte Reflektion von Photonen zurück in die Multimode-Faser beeinträchtigt sogar die gewünschte Emission der erfindungsgemäßen Laservorrichtung bei der gewünschten Laserwellenlänge in der Grundmode. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, wenn die Reflektion des Auskoppelfensters in die Multimode-Faser bei allen relevanten Wellenlängen des spontanen Emissionsspektrums des optisch aktiven Materials der Multimode-Faser maximal 10 % beträgt. Dies kann konkret dadurch erreicht werden, dass eine Austrittsfläche des Auskoppelfensters für die relevanten Wellenlängen teilentspiegelt ist. Das gleiche Ziel wird erreicht, wenn eine Oberfläche des Auskoppelfensters, die eine Restreflektion aufweist, gegenüber der Achse der Multimode-Faser geneigt oder gekrümmt ist, um diese Reflektion zurück in die Multimode-Faser zu begrenzen.The laser device according to the invention does not only come out without a mirror at the other end of the multimode fiber; but a not very limited reflection of photons back into the multimode fiber even affects the desired emission of the inventive laser device at the desired laser wavelength in the fundamental mode. For this reason, it is preferred if the reflection of the decoupling window into the multimode fiber is not more than 10% at all relevant wavelengths of the spontaneous emission spectrum of the optically active material of the multimode fiber. This can be achieved concretely in that an exit surface of the coupling-out window is partially mirrored for the relevant wavelengths. The same goal is achieved when a surface of the outcoupling window having residual reflection is tilted or curved with respect to the axis of the multimode fiber to confine that reflection back into the multimode fiber.

Vorzugsweise ist das Auskoppelfenster bei der erfindungsgemäßen Laservorrichtung nicht direkt an dem Ende der Multimode-Faser zum Beispiel durch eine teilentspiegelnde Beschichtung ausgebildet, sondern in Form eines zusätzlichen optischen Elements, das mit einem reflektionslosen Übergang mit der Multimode-Faser verbunden ist. Dem Fachmann sind entsprechende Techniken bekannt zu denen auch ein sogenanntes Anspleißen zählt.Preferably, in the laser device according to the invention, the coupling-out window is not formed directly at the end of the multimode fiber, for example by a partially reflecting coating, but in the form of an additional optical element which is connected to the multimode fiber with a reflection-free transition. the Those skilled in the art are known techniques to which a so-called splicing counts.

Ebenso ist die Singlemode-Faser vorzugsweise mit einem reflektionslosen Übergang mit der Multimode-Faser verbunden. Dabei tritt der erfindungsgemäßen markante Sprung beim Durchmesser der Kerne zwischen der Multimode-Faser und der Singlemode-Faser auf. Die erfindungsgemäße Laservorrichtung weist insbesondere keine sogenannte adiabatische Anpassung zwischen den Durchmessern der beiden Kerne, beispielsweise durch ein zwischengeschaltetes Teleskop, auf. So nimmt der Kern der Singlemode-Faser nur ein dem Querschnittsverhältnis der beiden Kerne entsprechenden Anteil des im Kern der Multimode-Faser zu der Singlemode-Faser laufenden Lichts auf. Mindestens ist der Durchmesser des Laserkerns der Multimode-Faser mindestens 1,5 mal so groß wie der Durchmesser eines Kerns der Singlemode-Faser, was einerseits die beiden Typen von Fasern unterscheidet und andererseits bei der Multimode-Faser die Einkopplung großer Mengen von Pumpenergie in den Laserkern erleichtert. Bei der erfindungsgemäßen Laservorrichtung kann das Verhältnis der beiden Kerndurchmesser zueinander auch leicht bei 3 oder höher liegen.Likewise, the singlemode fiber is preferably connected to the multimode fiber with a reflectionless transition. In this case, the significant jump according to the invention occurs at the diameter of the cores between the multimode fiber and the singlemode fiber. In particular, the laser device according to the invention has no so-called adiabatic adaptation between the diameters of the two cores, for example by means of an interposed telescope. Thus, the core of the singlemode fiber absorbs only a proportion of the light passing through the core of the multimode fiber to the singlemode fiber, which proportion corresponds to the cross-sectional ratio of the two cores. At least the diameter of the laser core of the multimode fiber is at least 1.5 times the diameter of a core of the singlemode fiber, which on the one hand differentiates the two types of fibers and on the other hand in the multimode fiber, the coupling of large amounts of pumping energy in the Laser core relieved. In the laser device according to the invention, the ratio of the two core diameters to each other can also be slightly 3 or higher.

Die Multimode-Faser und/oder die Singlemode-Faser der erfindungsgemäßen Laservorrichtung können insbesondere Doppelkern-Fasern mir einen Brechungsindexunterschied zwischen ihrem inneren Kern, der hier auch nur als Kern bezeichnet wird, und ihrem äußeren Kern oder Mantel sein. Hierbei handelt es sich in der Regel um sogenannte Quarz-Quarz-Fasern. Grundsätzlich sind aber auch andere Multimode-Fasern und Singlemode-Fasern, beispielsweise mit strukturiertem Kern mit gasgefüllten Zwischenräumen verwendbar. Bei der Multimode-Faser bildet der innere Kern der Doppelkern-Faser mit dem optisch aktiven Material den Laserkern, während der äußere Kern oder Mantel das Pumplicht zum Pumpen des optisch aktiven Materials führt und deshalb auch als Pumpmantel bezeichnet wird.The multimode fiber and / or the singlemode fiber of the laser device according to the invention may be, in particular, double-core fibers having a refractive index difference between their inner core, which is also referred to herein as a core, and its outer core or cladding. These are usually so-called quartz-quartz fibers. In principle, however, other multimode fibers and singlemode fibers, for example, with a structured core with gas-filled spaces usable. In the multimode fiber, the inner core of the double-core fiber with the optically active material forms the laser core, while the outer core or cladding guides the pumping light for pumping the optically active material and is therefore also referred to as pumping jacket.

Der Laserkern der Multimode-Faser kann insbesondere mit einem seltenen Erdion dotiert sein, wie zum Beispiel mit Ytterbium, Erbium, Thulium oder Holmium. Die Dotierung ist auf die gewünschte Laserwellenlänge und das zur Verfügung stehende Pumplicht abzustimmen.The laser core of the multimode fiber may in particular be doped with a rare earth ion, such as ytterbium, erbium, thulium or holmium. The doping is matched to the desired laser wavelength and the available pump light.

Grundsätzlich kann auch der Kern der Singlemode-Faser dotiert sein. Gegebenenfalls bietet sich dieselbe Dotierung wie bei der Multimode-Faser an. Der Aufwand für ein Dotieren und Pumpen der Singlemode-Faser steht jedoch häufig nicht in günstiger Relation zu der damit zusätzlich erzielbaren Verbesserung der Lasereigenschaften.In principle, the core of the singlemode fiber can also be doped. Optionally, the same doping as in the case of the multimode fiber is suitable. However, the expense of doping and pumping the singlemode fiber is often not in favorable relation to the thus additionally achievable improvement of the laser properties.

Eine Pumplichtquelle der erfindungsgemäßen Laservorrichtung kann Pumplicht durch die Singlemode-Faser in die Multimode-Faser einkoppeln. Dabei stellt das Faser-Bragg-Gitter in der Singlemode-Faser, da typischerweise nicht mit der Laserwellenlänge gepumpt wird, kein Hindernis für das Pumplicht dar. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Pumplichtquelle vorgesehen sein, mit der Pumplicht durch das Auskoppelfenster in die Multimode-Faser eingekoppelt wird. Dies ist aufgrund des nur einmaligen Durchlaufs des Laserlichts durch die Multimode-Faser günstiger, da hierdurch quasi im Gegenstrom zu dem immer stärker werdenden Laserlicht gepumpt wird. Je stärker das Laserlicht bereits ist, desto mehr Pumpenergie kann es durch seine weitere Verstärkung übernehmen. Es versteht sich, dass das Pumplicht in jedem Fall nicht nur über den Kern, sondern auch über den gesamten angrenzenden Mantel der jeweiligen Faser geführt wird.A pump light source of the laser device according to the invention can couple pumping light through the singlemode fiber into the multimode fiber. In this case, the fiber Bragg grating in the singlemode fiber, since typically is not pumped at the laser wavelength, no obstacle to the pump light. Alternatively or additionally, a pump light source may be provided with the pump light through the coupling window in the multimode Fiber is coupled. This is due to the only one-time passage of the laser light through the multimode fiber cheaper, since this is pumped in quasi countercurrent to the ever-increasing laser light. The stronger the laser light already is, the more pump energy it can take over by its further amplification. It is understood that the pumping light is in any case not only passed over the core, but also over the entire adjacent jacket of the respective fiber.

Typischerweise umfasst eine Pumplichtquelle der erfindungsgemäßen Laservorrichtung mindestens eine Laserdiode. Die Länge der Multimode-Faser ist typischerweise auf die Absorptionslänge des Pumplichts in der Multimode-Faser abgestimmt, d. h. mindestens etwa genauso groß wie diese Absorptionslänge. Die Länge der Multimode-Faser kann aber auch nach den Kriterien einer geringen Reabsorption des bereits generierten Laserlichts ausgewählt werden. Daraus ergeben sich unter Umständen andere optimal geeignete Faserlängen.Typically, a pump light source of the laser device according to the invention comprises at least one laser diode. The length of the multimode fiber is typically tuned to the absorption length of the pump light in the multimode fiber, i. H. at least about the same size as this absorption length. However, the length of the multimode fiber can also be selected according to the criteria of low reabsorption of the already generated laser light. This may result in other optimally suitable fiber lengths.

Das optisch aktive Material der erfindungsgemäße Laservorrichtung wird vorzugsweise kontinuierlich gepumpt, und das Laserlicht tritt dann entsprechend kontinuierlich aus dem Auskoppelfenster aus.The optically active material of the laser device according to the invention is preferably pumped continuously, and the laser light then emerges correspondingly continuously from the coupling-out window.

Durch geeignete Wahl eines Durchmessers des Laserkerns bzw. der numerischen Apertur der Multimode-Faser der erfindungsgemäßen Laservorrichtung kann dafür Sorge getragen werden, dass beim Pumpen des optisch aktiven Materials im Laserkern der Multimode-Faser ein Singlemode-Laserstrahl aus dem Auskoppelfenster austritt. Der Durchmesser des Laserkerns und die numerische Apertur sind zu diesem Zweck vergleichsweise klein zu wählen. Ein Singlemode-Laserstrahl ist für verschiedene Anwendungen vorteilhaft nutzbar, beispielsweise in der Materialbearbeitung, in der Medizin, in der Messtechnik oder entsprechenden wissenschaftlichen Anwendungen.By a suitable choice of a diameter of the laser core or the numerical aperture of the multimode fiber of the laser device according to the invention, care can be taken that, when pumping the optically active material in the laser core of the multimode fiber, a singlemode laser beam emerges from the coupling-out window. The diameter of the laser core and the numerical aperture are to be chosen comparatively small for this purpose. A singlemode laser beam can be advantageously used for various applications, for example in material processing, in medicine, in measurement technology or in corresponding scientific applications.

Wenn ein größerer Durchmesser des Laserkerns mit einer höheren numerischen Apertur von bspw. größer als 0,1 gewählt wird, tritt hingegen ein Multimode-Laserstrahl mit mehreren transversalen Moden aus dem Auskoppelfenster aus. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Multimode-Faser nur geringe Verluste für die höheren Moden aufweißt und entsprechend Modenkopplung und das Modenübersprechen stark auftreten. Das Besondere hierbei ist allerdings, dass die in einem einzigen Durchgang durch die Multimode-Faser induzierten und verstärkten höheren transversalen Moden dieselbe Wellenlänge wie die transversale Grundmode, d. h. die gewünschte Laserwellenlänge, aufweisen. Würden die höheren Moden von einem Faser-Bragg-Gitter, z. B. von einem Gitter in einer angefügten Multimode-Faser, reflektiert worden sein, würden sie einen signifikanten Frequenzabstand zu der Grundmode und untereinander aufweisen.If a larger diameter of the laser core with a higher numerical aperture of, for example, greater than 0.1 is selected, on the other hand, a multimode laser beam with several transverse modes emerges from the coupling-out window. This is especially the case when the multimode fiber has only small losses for the higher modes and corresponding mode locking and the Mode crosstalk occurs strongly. However, the special feature here is that the higher transverse modes induced and amplified in a single pass through the multimode fiber have the same wavelength as the transverse fundamental mode, ie the desired laser wavelength. Would the higher modes of a fiber Bragg grating, z. From a grating in an attached multimode fiber, they would have a significant frequency separation from the fundamental mode and from each other.

Zudem weist die erfindungsgemäße Laservorrichtung bei Ausgabe eines Multimode-Laserstrahls einen besonders hohen Gesamtwirkungsgrad auf, weil durch die Beteiligung der höheren Moden das Volumen des Laserkerns der Multimode-Faser, in dem das optisch aktive Material gepumpt wird, besser als nur durch die transversale Grundmode ausgenutzt wird. So wird bei dem einmaligen Durchlauf durch die Multimode-Faser mittels der höheren Moden viel zusätzliche Pumpenergie in das Laserlicht aufgenommen. In addition, the laser device according to the invention exhibits a particularly high overall efficiency when a multimode laser beam is output, because through the involvement of the higher modes, the volume of the laser core of the multimode fiber in which the optically active material is pumped is better utilized than merely by the transverse fundamental mode becomes. Thus, in the one-time pass through the multimode fiber by means of the higher modes, much additional pump energy is absorbed into the laser light.

Das Faser-Bragg-Gitter in der Singlemode-Faser der erfindungsgemäßen Laservorrichtung kann photochemisch in diese eingeschrieben sein. Ein derartiges Einbrennen des Faser-Bragg-Gitters kann zum Beispiel mit Hilfe von Interferenzmustern hochenergetischer Laserstrahlung erfolgen. Dem Fachmann sind entsprechende Techniken bekannt.The fiber Bragg grating in the singlemode fiber of the laser device according to the invention can be photochemically inscribed therein. Such firing of the fiber Bragg grating can be done, for example, with the aid of interference patterns of high-energy laser radiation. The person skilled in appropriate techniques are known.

Üblicherweise wird das Faser-Bragg-Gitter bei nur einer bestimmten Laserwellenlänge reflektieren, und das von der erfindungsgemäßen Laservorrichtung ausgegebene Laserlicht weist dann nur diese eine Wellenlänge auf. Grundsätzlich kann das Faser-Bragg-Gitter aber auch so ausgebildet werden, dass es nicht nur bei einer sondern bei mehreren bestimmten Laserwellenlängen reflektiert. Das von der erfindungsgemäßen Laservorrichtung ausgegebene Laserlicht weist dann diese mehreren Laserwellenlängen auf, soweit sie von ihrem optisch aktiven Material unterstützt werden. Hierdurch kann der Gesamtwirkungsgrad der erfindungsgemäßen Laservorrichtung noch weiter gesteigert werden, indem ein noch größeres Volumen des gepumpten optisch aktiven Materials ausgenutzt wird, ohne dass Teile der Multimode-Faser durch übermäßige elektromagnetische Feldstärken überbelastet werden. Ein Beispiel für Faser-Bragg-Gitter, die bei mehreren bestimmten Laserwellenlängen reflektieren, sind sogenannte gechirpte Gitter, bei denen die Brechungsindexvariation eine modulierte Periodenlänge aufweist.Usually, the fiber Bragg grating will reflect at only a certain laser wavelength, and the laser light emitted by the laser device according to the invention will then have only one wavelength. In principle, however, the fiber Bragg grating can also be designed so that it reflects not only at one but at several specific laser wavelengths. The laser light emitted by the laser device according to the invention then has these several laser wavelengths, insofar as they are supported by their optically active material. In this way, the overall efficiency of the laser device according to the invention can be further increased by exploiting an even larger volume of the pumped optically active material, without overloading parts of the multimode fiber by excessive electromagnetic field strengths. An example of fiber Bragg gratings reflecting at several particular laser wavelengths are so-called chirped gratings in which the refractive index variation has a modulated period length.

Eine typische erfindungsgemäße Laservorrichtung weist eine Doppelkern-Faser auf, deren innerer Kern als Multimode-Lichtleiter ausgeführt und mit optisch aktivem Material dotiert ist. Der den Laserkern umgebende Pumpmantel führt die Pumpstrahlung. An ein Ende des Multimode-Lichtleiters ist eine Doppelkern-Faser mit passivem Singlemode-Kern optisch angekoppelt. In den Singlemode-Kern ist ein Faser-Bragg-Gitter als Spiegel für Photonen einer bestimmten Laserwellenlänge eingeschriebenen. Das andere Ende des Multimode-Lichtleiters ist derart präpariert, dass die optische Endfläche des Multimode-Kerns möglichst wenig Strahlung in den Laserkern zurück reflektiert. Pumpstrahlung, die über die Endflächen oder die Mantelflächen eingekoppelt wird, wird mit Hilfe des Außenmantels geführt. Durch wellenlängenund modenselektive Rückkopplung in dem Singlemode-Kern wird eine gezielte und selektive Selbsterregung des Multimode-Kerns erreicht, welche die Anregungsenergie des optisch aktiven Bereichs effizient und nur in einer Richtung und bei einer Wellenlänge energetisch zu einem Laserstrahl umsetzt.A typical laser device according to the invention comprises a double-core fiber whose inner core is designed as a multimode optical waveguide and doped with optically active material. The pump casing surrounding the laser core guides the pump radiation. At one end of the multimode optical fiber is a dual-core fiber with passive single-mode core optically coupled. In the singlemode core, a fiber Bragg grating is inscribed as a mirror for photons of a given laser wavelength. The other end of the multimode optical fiber is prepared in such a way that the optical end surface of the multimode core reflects as little radiation back into the laser core as possible. Pump radiation, which is coupled via the end surfaces or the lateral surfaces, is guided by means of the outer jacket. Wavelength- and mode-selective feedback in the singlemode core achieves targeted and selective self-excitation of the multimode core, which efficiently converts the excitation energy of the optically active region into a laser beam only in one direction and at one wavelength.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen. Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the introduction to the description are merely exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Without thereby altering the subject matter of the appended claims, as regards the disclosure of the original application documents and the patent, further features can be found in the drawings, in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components and their relative arrangement and operative connection. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.

1 zeigt einen Grundaufbau der erfindungsgemäßen Laservorrichtung. 1 shows a basic structure of the laser device according to the invention.

2 bis 4 zeigen mögliche Ausführungen einer Faserspleißstelle und eines Auskoppelfensters der Laservorrichtung gemäß 1; und 2 to 4 show possible embodiments of a fiber splice and a decoupling window of the laser device according to 1 ; and

5 bis 7 zeigen Möglichkeiten des optischen Pumpens von optisch aktivem Material der Laservorrichtung gemäß 1. 5 to 7 show possibilities of optical pumping of optically active material of the laser device according to 1 ,

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Die Darstellungen der Figuren sind nicht maßstabsgerecht. Insbesondere sind die Durchmesser der Bestandteile der erfindungsgemäßen Laservorrichtung im Vergleich zu ihrer Länge zu groß wiedergegeben. The illustrations of the figures are not to scale. In particular, the diameters of the components of the laser device according to the invention are compared to their length too large reproduced.

1 zeigt eine Multimode-Faser 1 und eine Singlemode-Faser 2, die an einer Faserspleißstelle 3 miteinander verbunden sind. Die Multimode-Faser 1 und die Singlemode-Faser 2 sind Doppelkern-Fasern. Die Multimode-Faser 1 weist einen Laserkern 4 mit optisch aktivem Material und einen Pumpmantel 5 auf. Die Singlemode-Faser 2 umfasst einen Kern 6 und einen Mantel 7. Der Kern 6 der Singlemode-Faser weist einen so kleinen Durchmesser auf, das er im relevanten Emissionsspektrum des optisch aktiven Materials nur die transversale Grundmode des emittierten Lichts leitet. Der Laserkern 4 weist einen größeren Durchmesser auf und leitet daher auch höhere transversale Moden. In die Singlemode-Faser 2 ist ein Faser-Bragg-Gitter 8 eingeschrieben. An dem der Singlemode-Faser 2 gegenüberliegenden Ende der Multimode-Faser 1 ist ein Auskoppelfenster 9 für Laserlicht vorgesehen. Das Auskoppelfenster ist so ausgebildet, das eine Reflektion von Laserlicht zurück in die Multimode-Faser 1 unterdrückt ist. 1 shows a multimode fiber 1 and a singlemode fiber 2 standing at a fiber splice site 3 connected to each other. The multimode fiber 1 and the singlemode fiber 2 are double-core fibers. The multimode fiber 1 has a laser core 4 with optically active material and a pumping jacket 5 on. The singlemode fiber 2 includes a core 6 and a coat 7 , The core 6 The singlemode fiber has such a small diameter that it conducts only the transverse fundamental mode of the emitted light in the relevant emission spectrum of the optically active material. The laser core 4 has a larger diameter and therefore also conducts higher transverse modes. In the singlemode fiber 2 is a fiber Bragg grating 8th enrolled. At the singlemode fiber 2 opposite end of the multimode fiber 1 is a coupling window 9 intended for laser light. The coupling-out window is designed so that a reflection of laser light back into the multimode fiber 1 is suppressed.

In den folgenden 2 bis 4 ist jeweils links eine Ausführungsform der Faserspleißstelle 3 und rechts eine Ausführungsform des Auskoppelfensters 9 in gegenüber 1 vergrößerter Darstellung gezeigt. Die verschiedenen Ausführungsformen der Faserspleißstelle 3 können beliebig mit den verschiedenen Ausführungsformen des Auskoppelfensters 9 kombiniert werden.In the following 2 to 4 is on the left an embodiment of the fiber splice site 3 and on the right an embodiment of the decoupling window 9 in opposite 1 shown enlarged. The various embodiments of the fiber splice site 3 can be arbitrary with the different embodiments of the coupling-out window 9 be combined.

2 zeigt eine Faserspleißstelle 3, an der die Multimode-Faser 1 und die Singlemode-Faser 2 sowohl mit Kernen 4 und 6 unterschiedlicher Durchmesser als auch mit Mänteln 5 und 7 unterschiedlicher Durchmesser unter Ausbildung einer Stufe 10 aneinander gefügt sind. Der Vorteil einer solchen Anordnung besteht darin, dass die jeweils dünnere Faser kostengünstiger zu beschaffen ist. Allerdings wird an dieser Faserspleißstelle 3 unter Umständen Pumplicht aus dem Pumpmantel 5 ausgekoppelt. 2 shows a fiber splice site 3 at which the multimode fiber 1 and the singlemode fiber 2 both with cores 4 and 6 different diameter as well as with coats 5 and 7 different diameter to form a step 10 are joined together. The advantage of such an arrangement is that the respective thinner fiber is cheaper to obtain. However, at this fiber splice site 3 Under certain circumstances pump light from the pump jacket 5 decoupled.

Bei der Ausführungsform des Auskoppelfensters 9 gemäß 2 ist die optische Grenzfläche 11 am Ausgang der Multimode-Faser 1 schräg abpoliert. In the embodiment of the decoupling window 9 according to 2 is the optical interface 11 at the output of the multimode fiber 1 abpoliert obliquely.

3 zeigt ebenfalls eine Faserspleißstelle 3, an der die Multimode-Faser 1 und die Singlemode-Faser 2 sowohl mit Kernen 4 und 6 unterschiedlicher Durchmesser als auch mit Mänteln 5 und 7 unterschiedlicher Durchmesser unter Ausbildung einer Stufe 10 aneinander gefügt sind, wobei hier der Durchmesser des Mantels 7 der Singlemode-Faser 2 größer ist. Dabei besteht die Gefahr, dass Pumplicht, das über die Singlemode-Faser 2 in die Multimode-Faser 1 eingekoppelt werden soll, an der Faserspleißstelle 3 aus dem Mantel 7 auskoppelt. 3 also shows a fiber splice site 3 at which the multimode fiber 1 and the singlemode fiber 2 both with cores 4 and 6 different diameter as well as with coats 5 and 7 different diameter to form a step 10 are joined together, in which case the diameter of the jacket 7 the singlemode fiber 2 is larger. There is a risk that pumping light, via the singlemode fiber 2 into the multimode fiber 1 is to be coupled, at the fiber splice site 3 from the coat 7 couples out.

Das Auskoppelfensters 9 gemäß 3 weist eine mit Hilfe einer dielektrischen Beschichtung 12 entspiegelte Auskoppelfläche am Ende der Multimode-Faser 1 auf, die Reflektionen von Laserlicht in die Multimode-Faser 1 besser verhindert als eine schräg abpolierte Grenzfläche.The decoupling window 9 according to 3 has one with the aid of a dielectric coating 12 non-reflective decoupling surface at the end of the multimode fiber 1 on, the reflections of laser light into the multimode fiber 1 better prevented than an obliquely abpolierte interface.

4 zeigt eine Faserspleißstelle 3, an der die Multimode-Faser 1 und die Singlemode-Faser 2 trotz Kernen 4 und 6 unterschiedlicher Durchmesser ohne Stufe aneinander gefügt sind, indem die Mäntel 5 und 7 gleiche Durchmesser aufweisen. So besteht an der Faserspleißstelle 3 keine Gefahr des Austretens von Pumplicht, und das optisch aktive Material kann problemlos von beiden Enden der Multimode-Faser 1 her angeregt werden. 4 shows a fiber splice site 3 at which the multimode fiber 1 and the singlemode fiber 2 despite cores 4 and 6 different diameter without step are joined together by the coats 5 and 7 have the same diameter. So exists at the fiber splice site 3 no risk of pump light leakage, and the optically active material can easily pass from both ends of the multimode fiber 1 be stimulated.

Das Auskoppelfensters 9 gemäß 3 weist eine Endkappe 13 auf, die selbst mit einer Schicht 14 entspiegelt ist. Diese Schicht 14 kann zusätzlich auf eine schräge Grenzfläche der Endkappe 13 aufgebracht sein. Die 5 bis 7 zeigen Möglichkeiten zur optischen Anregung des optisch aktiven Materials in dem Laserkern 4 der Multimode-Faser 1. Die mit der Siglemode-Faser 2 verbundene Multimode-Faser 1 kann entweder nur von einem Ende her mit Pumplicht von einer Pumplichtquelle 15 versorgt werden (5 und 6) oder auch gleichzeitig von beiden Enden her. Darüber hinaus ist die Zuführung von Pumplicht über die beiden Enden der Mantelfläche des Pumpmantels 5 möglich (7).The decoupling window 9 according to 3 has an end cap 13 on that yourself with a layer 14 is anti-reflective. This layer 14 Can additionally on an oblique interface of the end cap 13 be upset. The 5 to 7 show possibilities for optical excitation of the optically active material in the laser core 4 the multimode fiber 1 , The with the siglemode fiber 2 connected multimode fiber 1 can either only from one end with pump light from a pump light source 15 be supplied ( 5 and 6 ) or simultaneously from both ends. In addition, the supply of pumping light over the two ends of the lateral surface of the pumping mantle 5 possible ( 7 ).

Zu der Laservorrichtung mit dem in 1 dargestellten Aufbau wurden die folgenden grundsätzlichen Überlegungen angestellt und experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Das Ziel der experimentellen Untersuchungen bestand darin, eine Laservorrichtung mit sehr hoher Effizienz zu entwickeln. Dabei stand die Effizienz der Laservorrichtung gegenüber anderen oft bevorzugten Eigenschaften, wie z. B. der Strahlqualität, im Vordergrund. Da das angeregte Volumen von einem Multimode-Laser besser genutzt wird als von einem Singlemode-Laser, ist im Allgemeinen auch die Effizienz eines Lasers im Multimode-Betrieb höher als im Singlemode-Betrieb. Die Untersuchungen fanden daher an einem Multimode-Faserlaser statt.To the laser device with the in 1 The following fundamental considerations have been made and experimental investigations carried out. The aim of the experimental investigations was to develop a laser device with very high efficiency. The efficiency of the laser device was compared to other often preferred properties, such. B. the beam quality, in the foreground. Since the excited volume is better utilized by a multimode laser than by a single-mode laser, in general, the efficiency of a laser in multimode operation is also higher than in singlemode operation. The investigations therefore took place on a multimode fiber laser.

Die Optimierung erfolgte am Beispiel eines Thulium-Faser-Laser, der zwischen 1,9 µm und 2,1 µm emittieren kann. Da die Thulium-Anregungsniveaus von einem Quasi-3-Niveau-Schema beschrieben werden, ist die beste Performance des Lasers nur bei guter Kühlung des aktiven Mediums zu erreichen. Dies wurde bei dem verwendeten Thulium-Faser-Laser dadurch erreicht, dass das geometrische Verhältnis von Oberfläche zu Volumen besonders vorteilhaft ist. The optimization was carried out using the example of a thulium fiber laser, which can emit between 1.9 μm and 2.1 μm. Since the thulium excitation levels are described by a quasi-3-level scheme, the best performance of the laser can only be achieved with good cooling of the active medium. This has been achieved in the thulium fiber laser used in that the geometric surface-to-volume ratio is particularly advantageous.

Der verwendete Thulium-Faser-Laser arbeitet dann am besten, wenn die Strahlung komplett in der Faser geführt wird. Ein externer Spiegel sollte daher durch ein internes Faser-Bragg-Gitter ersetzt werden. In bekannter Weise wurde das Faser-Bragg-Gitter nicht in die aktive Faser mit dem dotierter Laserkern geschrieben, sondern in eine passive Faser. Damit kann die aktive Faser besser gekühlt und in voller Länge genutzt werden. Dabei sollten die Wellenleitereigenschaften des passiven Kerns an die entsprechenden Eigenschaften des aktiven Laserkerns angepasst sein, damit an der Verbindungsstelle keine Reflektions- oder Streuverluste auftreten. In üblicher Weise besitzen dann die beiden Kerne vergleichbare Kerndurchmesser, welche dann wiederum die gleichen transversalen Moden, gemessen an ihrer transversalen Ausdehnung, aufnehmen können.The thulium fiber laser used works best when the radiation is completely guided in the fiber. An external mirror should therefore be replaced by an internal fiber Bragg grating. In known manner, the fiber Bragg grating was not written in the active fiber with the doped laser core, but in a passive fiber. This allows the active fiber to be better cooled and used in full length. The waveguide properties of the passive core should be adapted to the corresponding properties of the active laser core so that no reflection or scattering losses occur at the junction. In the usual way then have the two cores comparable core diameter, which in turn can then absorb the same transverse modes, measured at its transverse extent.

Sind die aktive und die passive Faser als Singlemode-Fasern für die transversale Grundmode ausgeführt, so lässt sich aus einer Kombination der beiden Fasern mit dem Faser-Bragg-Gitter in der passiven Faser relativ leicht ein stabiler Resonator aufbauen. Anders sieht es bei größeren Kerndurchmessern für den Multimodebetrieb aus.If the active and passive fibers are designed as singlemode fibers for the transverse fundamental mode, it is relatively easy to build up a stable resonator from a combination of the two fibers with the fiber Bragg grating in the passive fiber. The situation is different with larger core diameters for multi-mode operation.

Die Standard-HR-Gitter, welche in die Multimode-Faser eingeschrieben werden, erfüllen ihren beabsichtigten Zweck nicht. Ein Teil der Strahlung, die an dem Gitter vollständig reflektiert werden soll, geht daran vorbei. Meist sind das 20 %–30 % der gesamten Leistung.The standard HR gratings inscribed in the multimode fiber do not fulfill their intended purpose. Part of the radiation that is to be completely reflected on the grid passes it. This is usually 20% -30% of the total output.

Die Ursache dafür ist in der spezifischen Wechselwirkung des Gitters mit den höheren Moden zu vermuten. In der Faser gibt es eine Kopplung zwischen den verschiedenen transversalen Moden, und zwar derart, dass die höheren Moden auf derselben Wellenlänge operieren können, wie sie durch das Gitter bei der Grundmode vorgegeben ist. Sobald sich aber eine höhere Mode mit der gleichen Wellenlänge wie die Grundmode in Richtung Gitter ausbreitet, sieht sie genau dieses Gitter nicht, da die entsprechende Feldverteilung im Wellenleiter das Gitter nur bei einer verschobenen Wellenlänge sieht, die typischer Weise einige Nanometer entfernt liegt.The reason for this is to be assumed in the specific interaction of the lattice with the higher modes. In the fiber, there is a coupling between the different transverse modes, such that the higher modes can operate at the same wavelength as given by the grating in the fundamental mode. However, as soon as a higher mode with the same wavelength as the fundamental mode propagates towards the grating, it does not see exactly that grating, since the corresponding field distribution in the waveguide sees the grating only at a shifted wavelength, which is typically a few nanometers away.

Aus dieser Erkenntnis folgt, dass ein Faserlaser in einer Multimode-Faser mit üblichem Resonator, der von zwei maßgeblichen entgegenlaufende Wellen geprägt ist, nicht wirkungsvoll von einem schmalbandigen, in üblicher Weise hergestellten Faser-Bragg-Gitter, betrieben werden kann. Ein Teil der Strahlung geht an diesem Gitter vorbei.From this finding, it follows that a fiber laser in a conventional cavity multimode fiber, which is characterized by two significant counterpropagating waves, can not be effectively operated by a narrow band, conventionally fabricated fiber Bragg grating. Part of the radiation passes this grid.

Um dennoch von einer Multimode-Faser geeignet profitieren zu können, benutzt man nach dem Stand der Technik eine Oszillator / Verstärker Anordnung (MOPA). Diese Konfiguration gestaltet sich jedoch deutlich aufwändiger, da sie sowohl einen Resonator, als auch einen Verstärker benötigt. Der Oszillator arbeitet im Grundmode, hier sind die Bragg-Gitter entsprechend wirksam. Neben dem hochreflektierenden Gitter wird in der Regel auch ein teilreflektierendes Gitter auf der Auskoppelseite des Resonators verwendet. Dadurch ist die Arbeitsweise des Oszillators stabiler.Nevertheless, in order to be able to profit from a multimode fiber appropriately, an oscillator / amplifier arrangement (MOPA) is used in the prior art. However, this configuration is much more complex because it requires both a resonator and an amplifier. The oscillator works in the fundamental mode, here the Bragg gratings are effective. In addition to the highly reflective grating, a partially reflecting grating is also usually used on the outcoupling side of the resonator. As a result, the operation of the oscillator is more stable.

Der Oszillator arbeitet im Grundmode und besitzt daher einen relativ kleinen Kerndurchmesser. Um eine höhere Leistungsverträglichkeit zu garantieren, wird der Verstärker mit größerem Kerndurchmesser ausgeführt. Die Modenanpassung zwischen Oszillator und Verstärker erfolgt in der Regel adiabatisch mit Hilfe eines Trichters oder einer Stufenweisen Angleichung des kleineren Kerndurchmessers an den größeren Kerndurchmesser. Bei ausreichend Oszillatorleistung wird im Verstärker sogar vornehmlich nur die Grundmode angeregt und verstärkt. Es ist allerdings auch ein gewisser Multimodebetrieb nicht ausgeschlossen.The oscillator operates in fundamental mode and therefore has a relatively small core diameter. To guarantee a higher power compatibility, the amplifier is designed with a larger core diameter. The mode matching between the oscillator and the amplifier is usually adiabatic with the aid of a funnel or a gradual approximation of the smaller core diameter to the larger core diameter. With sufficient oscillator power, only the fundamental mode is excited and amplified in the amplifier. However, it is also a certain multimode operation is not excluded.

Bei dieser Anordnung kann ein externer Rückreflex am Ausgang des Verstärkers gefährlich werden, wie jede rückwärts gerichtete Welle, die Leistung im Verstärker gewinnen kann. Durch die adiabatische Anpassung kann nämlich auch in Gegenrichtung relativ viel Leistung in den Oszillator zurückgekoppelt werden, wodurch die Leistungsverträglichkeit des Oszillators überschritten werden kann und das System zerstört wird. Um jegliche Art der Rückkopplung zum Oszillator zu verhindern, die zusätzlich die Leistungs- und Wellenlängenstabilität negativ beeinflussen würde, wird oftmals eine optische Diode zwischen Oszillator und Verstärker eingefügt. All dies zusammen ist letztlich ein relativ komplexer Aufbau.With this arrangement, an external back-reflection at the output of the amplifier can be dangerous, just like any backward wave that can gain power in the amplifier. Because of the adiabatic adaptation, a relatively large amount of power can be fed back into the oscillator even in the opposite direction, as a result of which the power compatibility of the oscillator can be exceeded and the system is destroyed. In order to prevent any kind of feedback to the oscillator, which in addition would negatively affect the power and wavelength stability, an optical diode is often inserted between the oscillator and the amplifier. All this together is ultimately a relatively complex structure.

Unabhängig von den soeben beschriebenen Effekten ist auch das Einschreiben eines Faser-Bragg-Gitters in eine Multimode-Faser nicht so einfach, wie in eine Grundmode-Faser, d. h. Singlemode-Faser. Der Grund liegt einfach in der entsprechend weitläufigeren Ausdehnung des Kerns bei Multimode-Fasern. Faser-Bragg-Gitter werden mit einem stehenden Interferenzbild eines leistungsstarken Lasers direkt in die Faser eingeschrieben. Im Bereich des Faserkerns wird dabei eine möglichst homogene Feldverteilung des Schreiblasers gefordert. Dies wird natürlich bei kleinen Kerndurchmessern wesentlich einfacher erreicht, als bei größeren Kerndurchmessern. Daher haben die Gitter in Grundmode-Fasern bei den Untersuchungen immer wesentlich bessere spektroskopische Eigenschaften gezeigt.Regardless of the effects just described, writing a fiber Bragg grating into a multimode fiber is not as easy as in a fundamental mode fiber, ie singlemode fiber. The reason is simply the correspondingly wider expansion of the core in multimode fibers. Fiber Bragg gratings are written directly into the fiber with a standing interference pattern of a high power laser. In the area of the fiber core, the most homogeneous possible field distribution of the writing laser is required. This will of course be at small core diameters achieved much easier than larger core diameters. Therefore, the grids in fundamental mode fibers have always shown significantly better spectroscopic properties in the investigations.

Bereits relativ moderat angeregte Fasern besitzen schon eine ganz erhebliche Verstärkung. Betreibt man einen Verstärker ganz ohne eine Rückkopplung (Spiegel), dann beginnt eine derartige Faser ab einer bestimmten Pumpleistung, initiiert durch die spontane Emission, in beide Richtungen Laserlicht zu emittieren. Der Prozess beginnt meist bei der Wellenlänge des Emissionsspektrums des optisch aktiven Materials, bei der die Verstärkung am größten ist. Der einfache Durchgang durch den Verstärker reicht aus einen Großteil der Inversion abzubauen.Even relatively moderately excited fibers already have a very significant reinforcement. If one operates an amplifier completely without a feedback (mirror), then such a fiber begins to emit laser light in two directions, starting from a specific pump power, initiated by the spontaneous emission. The process usually starts at the wavelength of the emission spectrum of the optically active material, where the gain is greatest. The simple passage through the amplifier is enough to reduce much of the inversion.

Wenn man über ein gutes Multimode-Gitter in einem Multimode-Kern verfügen und dieses Gitter, welches in eine passive Faser eingeschrieben ist, an den aktiven Multimode-Verstärker anfügen (anspleißen) würde, entstünde zunächst ein Resonator. Der zweite Spiegel dieses Resonators würde durch die Fresnel-Reflexion am Brechungsindexsprung des Ausgangs des Verstärkers gebildet. Die Ausgangsstrahlung würde sich aus mehreren Moden zusammensetzen. Die Grundmode würde bei der Wellenlänge der Grundmode reflektiert, die höheren Moden bei den entsprechenden anderen Wellenlängen, die im Nanometerbereich neben der Grundmodewellenlänge liegen. So entstünde ein etwas breiteres Emissionsspektrum.If one had a good multimode lattice in a multimode core and would add (splice) this lattice written into a passive fiber to the active multimode amplifier, one would first create a resonator. The second mirror of this resonator would be formed by the Fresnel reflection on the refractive index jump of the output of the amplifier. The output radiation would be composed of several modes. The fundamental mode would be reflected at the wavelength of the fundamental mode, the higher modes at the corresponding other wavelengths that are in the nanometer range next to the fundamental mode wavelength. This would create a slightly broader emission spectrum.

Experimente haben aber gezeigt, dass ein ideales Multimode-Gitter nicht so ohne weiteres herzustellen ist. Ein beträchtlicher Anteil der in Richtung Gitter laufenden Wellen ging an diesem vorbei. Trotzdem wurde das Ziel weiterverfolgt, eine einfachen, im Wesentlichen aus zwei Komponenten bestehende Laservorrichtung zu schaffen, die auch für hohe Ausgangsleistungen geeignet ist.However, experiments have shown that an ideal multimode grid is not so easy to produce. A considerable proportion of the waves running in the direction of the grid went past it. Nevertheless, the goal was pursued to create a simple, essentially two-component laser device, which is also suitable for high output power.

Es ist bekannt, dass sich hoch verstärkende Lasermaterialien (z.B. Halbleiter-Laser), welche sich in einem Resonator befinden, durch zusätzliche externe Rückkopplung einer angekoppelten Grundmode-Faser mit eingeschriebenen Faser-Gitter, teilweise an das Modenprofil und an die durch das Gitter vorgegebene Wellenlänge anpassen. Ein derartiger Aufbau besitzt aber durch die Fresnel-Reflexion an den Fassetten des Halbleiterkristalls eine sehr hohe Reflektivität (> 30 %), wodurch schon ein dominant oszillierender Resonator vorgegeben ist.It is known that highly amplifying laser materials (eg semiconductor lasers), which are located in a resonator, by additional external feedback of a coupled fundamental mode fiber with inscribed fiber lattice, partly to the mode profile and to the wavelength predetermined by the lattice to adjust. However, such a structure has a very high reflectivity (> 30%) due to the Fresnel reflection on the facets of the semiconductor crystal, which already predefines a dominant oscillating resonator.

Wie sich eine Multimode-Verstärker-Faser verhält, wenn eine einfache Grundmode-Faser mit eingeschriebenen Gitter analog der oben beschriebenen Anordnung einfach an einem Ende angeschlossen wird, ist theoretisch vorhersagbar. Wenn die Multimode-Faser ebenso, wie oben beschrieben in einen Resonator mit signifikant reflektierenden Spiegeln eingeschlossen ist, sollte sie sich in ähnlicher Weise verhalten. Allerdings benötigte man für ein integriert aufgebautes System wiederum ein Multimode-Gitter als teilweise reflektierenden Resonatorspiegel. Damit wäre man erneut bei der alten Problematik des idealen Multimode-Gitters angelangt.How a multimode amplifier fiber behaves when simply connecting a simple fundamental mode fiber with inscribed grating to one end analogously to the arrangement described above is theoretically predictable. As described above, if the multimode fiber is included in a resonator with significantly reflective mirrors, it should behave in a similar manner. However, a multimode grating as a partially reflecting resonator mirror was again required for an integrated system. This would bring you back to the old problem of the ideal multimode grating.

Stellt man die obige Frage jedoch in abgeänderter Form neu, nämlich: wie verhält sich der Verstärker, wenn keine Spiegel, sondern wenn nur ein Grundmode-Reflektor vorhanden ist, der an einer Seite angefügt (angespleißt) ist, ist die Antwort nicht mehr theoretisch vorhersagbar. Üblicher Weise würde man diese Anordnung gar nicht in Erwägung ziehen, da zu vermuten ist, dass die einfach verstärkte Strahlung aufgrund der spontanen Emission wiederum in beiden Richtungen aus der Multimode-Faser austritt und dabei im wesentlichen an dem Grundmode-Gitter vorbei läuft, da sich die Querschnittsflächen um einen Faktor 4 oder höher unterscheiden können. Es wird bestenfalls nur der Anteil zurückreflektiert, der flächenmäßig auf den Grundmode-Reflektor entfällt.However, if one restates the above question in a modified form, namely: how does the amplifier behave when there are no mirrors, but when there is only one fundamental mode reflector attached (spliced) to one side, the answer is no longer theoretically predictable , Normally, one would not even consider this arrangement, since it is to be assumed that the singly amplified radiation in turn exits the multimode fiber in both directions due to the spontaneous emission, thereby essentially passing the fundamental mode grating, because the cross-sectional areas can differ by a factor of 4 or higher. At best, only the proportion reflected in the area of the fundamental mode reflector is reflected back.

Es hat sich jedoch experimentell herausgestellt, dass die geringe Restreflektion des Grundmode-Gitters den Verstärker maßgeblich beeinflusst. Die vom angekoppelten Reflektor wellenlängenselektiv zurückgeworfene Strahlung reicht aus, um den Verstärker derart zu seeden, dass die Emission nur bei der vorgegebenen Wellenlänge erfolgt. Solange jedoch Reflektionen an den Endflächen des Verstärkers stattfinden, gibt es keine echte Vorzugsrichtung der emittierten Strahlung. Wenn aber die Reflektionen an den Endflächen minimiert werden, z. B. durch schräg gestellte Austrittsflächen oder angefügte Fenster, dann ist die Restreflektion des angekoppelten Grundmode-Gitters so dominant, dass sie über einen Verstärkungsprozess die gesamte Strahlung in Richtung gegenüberliegendem Auskoppelfenster treibt.However, it has been experimentally proven that the low residual reflection of the fundamental mode lattice significantly influences the amplifier. The wavelength-selectively reflected by the coupled reflector wavelength sufficient to seeden the amplifier such that the emission takes place only at the predetermined wavelength. However, as long as reflections take place at the end faces of the amplifier, there is no real preferential direction of the emitted radiation. But if the reflections are minimized at the end surfaces, z. B. by inclined exit surfaces or attached window, then the residual reflection of the coupled fundamental mode grating is so dominant that it drives the entire radiation in the direction of opposite coupling window via a gain process.

Ein Verstärker, der auf minimale Reflektion an den Endflächen ausgelegt ist, kann durch moden- und wellenlängen-selektive Rückkopplung in einem Durchgang effizient die Inversion im gesamten Faserkern abbauen und geeignete Laserstrahlung an der Auskoppelseite erzeugen. Dieser Prozess läuft besonders effizient ab, wenn der Verstärker gegen die Verstärkungsrichtung über den Außenmantel angeregt wird. Die über die Länge variierende Inversion folgt damit der Intensität der verstärkten Welle. Dieser Prozess funktioniert auch dann noch, wenn das Verhältnis von Grundmode-Kernquerschnitt zu Multimode-Kernquerschnitt größer als 10 ist.An amplifier designed for minimal reflection at the end surfaces can efficiently degrade inversion throughout the fiber core by mode- and wavelength-selective feedback in one pass and produce appropriate laser radiation at the outcoupling side. This process is particularly efficient when the amplifier is excited against the direction of amplification via the outer cladding. The inversion varying over the length thus follows the intensity of the amplified wave. This process still works even if the ratio of fundamental mode core cross section to multimode core cross section is greater than 10.

Durchgeführte Experimente zeigen deutlich, dass der Verstärker nur Vorwärts-Strahlung bei einer Wellenlänge erzeugt. Die Wellenlänge ist durch das Gitter in der Grundmodefaser vorgegeben. Auch die höheren Moden der ausgegebenen Strahlung weisen diese Wellenlänge auf. Damit ist klar, dass diese in Vorwärtsrichtung generierte Strahlung nur durch Modenkopplung induziert werden kann. Dieser Prozess läuft offensichtlich wesentlich effizienter, als eine übliche Abschätzung ergeben würde. Würden die höheren Moden an dem Gitter reflektiert und nur dadurch in Vorwärtsrichtung gedrängt werden, dann besäßen sie eine von der Grundmode-Wellenlänge differierende Wellenlänge, die im Spektrometer leicht aufzulösen wäre, wo sie aber nicht zu beobachten ist.Performed experiments clearly show that the amplifier only forward radiation at a Wavelength generated. The wavelength is given by the grating in the fundamental mode fiber. The higher modes of the output radiation also have this wavelength. Thus, it is clear that this radiation generated in the forward direction can only be induced by mode coupling. Obviously, this process is much more efficient than a common estimate would suggest. If the higher modes were reflected on the grating and only pushed in the forward direction, then they would have a different wavelength from the fundamental mode wavelength, which would be easy to resolve in the spectrometer, but where it is not observed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Multimode-Faser Multimode fiber
22
Singlemode-Faser Single mode fiber
33
Faserspleißstelle fiber splice
44
Laserkern laser core
55
Pumpmantel pump casing
66
Kern core
77
Mantel coat
88th
Faser-Bragg-Gitter Fiber Bragg Grating
99
Auskoppelfenster output window
1010
Stufe step
1111
Grenzfläche interface
1212
Schicht layer
1313
Endkappe endcap
1414
Schicht layer
1515
Pumplichtquelle Pump light source

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 6625182 B1 [0002] US 6625182 B1 [0002]
  • US 2010/0322575 A1 [0004] US 2010/0322575 A1 [0004]

Claims (15)

Laservorrichtung mit: – einer Multimode-Faser (1) mit einem Laserkern (4), der optisch aktives Material aufweist, – einer an ein Ende des Multimode-Lichtleiters optisch angekoppelten Singlemode-Faser (2), – einem in einen Kern (6) der Singlemode-Faser (2) eingeschriebenen Faser-Bragg-Gitter (8) als Spiegel für Photonen mindestens einer bestimmten Laserwellenlänge und – einem Auskoppelfenster (9) für Laserlicht am anderen Ende der Multimode-Faser (1), – wobei ein Durchmesser des Laserkerns (4) der Multimode-Faser (1) mindestens 1,5 mal so groß ist wie ein Durchmesser des Kerns (6) der Singlemode-Faser (2), dadurch gekennzeichnet, – dass die Multimode-Faser (1) mit einem Sprung des Durchmesser ihres Laserkerns (4) auf den Durchmesser des Kerns (6) der Singlemode-Faser (2) an die Singlemode-Faser (2) angefügt ist, so dass der Kern (6) der Singlemode-Faser (2) nur einen dem Querschnittsverhältnis der beiden Kerne entsprechenden Anteil von im Laserkern (4) der Multimode-Faser (1) zu der Singlemode-Faser (2) laufendem Licht aufnimmt, und – dass das Laserlicht nach einmaligem Durchlauf durch die Multimode-Faser (1) aus dem Auskoppelfenster austritt.Laser device comprising: - a multimode fiber ( 1 ) with a laser core ( 4 ) comprising optically active material, - a singlemode fiber optically coupled to one end of the multimode optical fiber ( 2 ), - one into a core ( 6 ) of the singlemode fiber ( 2 ) registered fiber Bragg gratings ( 8th ) as a mirror for photons of at least one specific laser wavelength and - a coupling window ( 9 ) for laser light at the other end of the multimode fiber ( 1 ), - wherein a diameter of the laser core ( 4 ) of the multimode fiber ( 1 ) is at least 1.5 times as large as a diameter of the core ( 6 ) of the singlemode fiber ( 2 ), characterized in that - the multimode fiber ( 1 ) with a jump in the diameter of its laser core ( 4 ) to the diameter of the core ( 6 ) of the singlemode fiber ( 2 ) to the singlemode fiber ( 2 ) is added so that the core ( 6 ) of the singlemode fiber ( 2 ) only one of the cross-sectional ratio of the two cores corresponding proportion of in the laser core ( 4 ) of the multimode fiber ( 1 ) to the singlemode fiber ( 2 ) receives light, and - that the laser light after a single pass through the multimode fiber ( 1 ) emerges from the coupling-out window. Laservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reflektion des Auskoppelfensters (9) für das Laserlicht zurück in die Multimode-Faser (1) 2 % bis 10 %, vorzugsweise von 4 bis 6 %, beträgt.Laser device according to claim 1, characterized in that a reflection of the decoupling window ( 9 ) for the laser light back into the multimode fiber ( 1 ) Is 2% to 10%, preferably 4 to 6%. Laservorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Austrittsfläche des Auskoppelfensters (9) teilentspiegelt ist.Laser device according to claim 1 or 2, characterized in that an exit surface of the decoupling window ( 9 ) is partially reflected. Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Auskoppelfenster (9) ausbildendes optisches Element (13) mit einem reflektionslosen Übergang mit der Multimode-Faser verbunden ist. Laser device according to one of the preceding claims, characterized in that a coupling window ( 9 ) forming optical element ( 13 ) is connected to the multimode fiber with a reflectionless transition. Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Singlemode-Faser (2) mit einem reflektionslosen Übergang mit der Multimode-Faser (1) verbunden ist. Laser device according to one of the preceding claims, characterized in that the singlemode fiber ( 2 ) with a reflectionless transition with the multimode fiber ( 1 ) connected is. Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den dem Auskoppelfenster abgekehrten Enden der Multimode-Faser (1) und der Singlemode-Faser (2) eine Absorptionseinrichtung für austretendes Licht vorgesehen ist. Laser device according to one of the preceding claims, characterized in that at the ends facing away from the coupling-out window of the multimode fiber ( 1 ) and the singlemode fiber ( 2 ) is provided an absorbing device for escaping light. Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Laserkerns (4) der Multimode-Faser (1) mindestens 2-mal, vorzugsweise mindestens 3-mal so groß ist wie der Durchmesser des Kerns (6) der Singlemode-Faser (2). Laser device according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the laser core ( 4 ) of the multimode fiber ( 1 ) is at least 2 times, preferably at least 3 times as large as the diameter of the core ( 6 ) of the singlemode fiber ( 2 ). Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Multimode-Faser (1) und/oder die Single-Mode-Faser (2) eine Doppelkern-Faser ist.Laser device according to one of the preceding claims, characterized in that the multimode fiber ( 1 ) and / or the single-mode fiber ( 2 ) is a double-core fiber. Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserkern der Multimode-Faser (1) mit einem seltenen Erdion dotiert ist. Laser device according to one of the preceding claims, characterized in that the laser core of the multimode fiber ( 1 ) is doped with a rare earth ion. Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumplichtquelle (15) vorgesehen ist, die Pumplicht an deren der Singlemode-Faser (2) gegenüberliegenden anderen Ende in die Multimode-Faser (1) eingekoppelt. Laser device according to one of the preceding claims, characterized in that a pump light source ( 15 ), the pump light at the singlemode fiber ( 2 ) opposite the other end into the multimode fiber ( 1 ) coupled. Laservorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumplichtquelle (15) mindestens eine Laserdiode aufweist. Laser device according to claim 10, characterized in that the pump light source ( 15 ) has at least one laser diode. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumplichtquelle (15) kontinuierlich Pumplicht in die Multimode-Faser (1) eingekoppelt. Laser device according to one of claims 10 or 11, characterized in that the pump light source ( 15 ) continuously pumping light into the multimode fiber ( 1 ) coupled. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Multimode-Faser (1) so groß ist wie die Absorptionslänge des Pumplichts in der Multimode-Faser (1). Laser device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the length of the multimode fiber ( 1 ) is the same as the absorption length of the pump light in the multimode fiber ( 1 ). Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser des Laserkerns (4) der Multimode-Faser (1) so gewählt ist, dass bei Pumpen ihres optisch aktiven Materials ein Multimode-Laserstrahl aus dem Auskoppelfenster (9) austritt. Laser device according to one of claims 1 to 13, characterized in that a diameter of the laser core ( 4 ) of the multimode fiber ( 1 ) is selected so that when pumping their optically active material, a multimode laser beam from the coupling window ( 9 ) exit. Laservorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Faser-Bragg-Gitter (8) photochemisch in den Kern (4) der Singlemode-Faser (2) eingeschrieben ist. Laser device according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber Bragg grating ( 8th ) photochemically into the nucleus ( 4 ) of the singlemode fiber ( 2 ) is inscribed.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018108631A1 (en) * 2018-04-11 2019-10-17 Sick Ag Distance measuring sensor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3808549A (en) * 1972-03-30 1974-04-30 Corning Glass Works Optical waveguide light source
US5422897A (en) * 1994-01-28 1995-06-06 British Telecommunications Public Limited Company Two-stage mono-mode optical fibre laser
US6625182B1 (en) 2000-04-20 2003-09-23 Corning Incorporated Semiconductor or solid-state laser having an external fiber cavity
US20050008044A1 (en) * 1998-11-25 2005-01-13 Fermann Martin E. Mode-locked multi-mode fiber laser pulse source
DE19861429B4 (en) * 1997-06-25 2010-06-10 IMRA America, Inc., Ann Arbor Multimode fiber based laser systems
US20100322575A1 (en) 2005-05-20 2010-12-23 Imra America, Inc. Single mode propagation in fibers and rods with large leakage channels
US8089689B1 (en) * 2006-11-30 2012-01-03 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for optical gain fiber having segments of differing core sizes

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3808549A (en) * 1972-03-30 1974-04-30 Corning Glass Works Optical waveguide light source
US5422897A (en) * 1994-01-28 1995-06-06 British Telecommunications Public Limited Company Two-stage mono-mode optical fibre laser
DE19861429B4 (en) * 1997-06-25 2010-06-10 IMRA America, Inc., Ann Arbor Multimode fiber based laser systems
US20050008044A1 (en) * 1998-11-25 2005-01-13 Fermann Martin E. Mode-locked multi-mode fiber laser pulse source
US6625182B1 (en) 2000-04-20 2003-09-23 Corning Incorporated Semiconductor or solid-state laser having an external fiber cavity
US20100322575A1 (en) 2005-05-20 2010-12-23 Imra America, Inc. Single mode propagation in fibers and rods with large leakage channels
US8089689B1 (en) * 2006-11-30 2012-01-03 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for optical gain fiber having segments of differing core sizes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018108631A1 (en) * 2018-04-11 2019-10-17 Sick Ag Distance measuring sensor

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