激光器结构和用于这种激光器结构的谐振元件的制作方法

专利名称：激光器结构和用于这种激光器结构的谐振元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光器结构，具体来讲，涉及一种用于产生或放大飞秒脉冲或皮秒脉 冲的激光器结构，以及一种布置在这种激光器结构的激光谐振器的光路中的谐振元件。
背景技术：
超短脉冲激光器系统，即，能够产生或者放大特征脉冲持续时间在飞秒级或皮秒 级的激光脉冲的激光器结构(laser arrangement)，早已从现有技术的各种实施方式为公 众所知，飞秒激光和皮秒激光被用在越来越多的各种应用场合。这种激光器系统利用了具 有两个镜元件和激光介质的腔(cavity)或者激光谐振器，这两个镜元件限定了光路。这 里，模式耦合的飞秒激光和皮秒激光一般采用所谓的拉长腔(extended cavity)，其具有多 个用于引导光的反射元件，光路的折叠保证了所希望的设计紧凑性。当脉冲重复频率要落 在MHz范围时，例如在典型的脉冲重复频率落在1-120MHZ范围时，这种设计是尤其相关的。 为了保持实用的紧凑型，这样的重复频率需要利用这种具有两个或多个偏转镜或折反镜的 拉长腔，所述镜是弯曲的，但也可以被设计为平面的。这种激光器结构的典型谐振器在某些元件中具有50 μ rad的灵敏度，即，在(不希 望有的)元件以该角度偏离最佳状态时，出现了达到几个百分比的可察觉的功率损耗。在组装激光谐振器时，通常将其镜安置在作为底座件的共同的(基)板、共同的整 体座或共同的稳定(基)杆上。通常，实际的镜由涂在大多由玻璃构成的基板上的实际镜 涂层构成，该镜首先镶嵌在大多是金属的镜座中，而镜座又被固定在底座或底座件上。此时 出现的问题是，必然牵涉到至少两种不同的材料，一方面是作为镜基板的玻璃，另一方面是 金属如铝和不锈钢。这些材料的热膨胀相差很大，因此温度变化导致应力和/或相对偏移。因此，高于50 μ rad的角度稳定性在组装具有不同膨胀系数的材料时在技术上是 难以做到的或者只能非常费事地做到，在此，必须考虑在经过几年时间后的环境影响和变 化。要遵守的通常条件是，在一头有IOmm膨胀的镜面(相对另一头)允许最大偏差0.5μπι， 这对应于上述的50 μ rad倾斜灵敏度。人们要考虑多个镜元件可能会叠加它们的误差，结 果，对于这些镜的稳定性要求提高了许多。铣削或钻孔的金属表面的表面粗糙度通常为Ra =0. 4 0. 85 μ m，因此一般无法提供所期望的安放精度。

发明内容
本发明的任务是提供具有拉长腔的改进激光器结构，尤其用于产生飞秒脉冲或皮 秒脉冲。另一个任务是提供这样的激光器结构，其即使在较长的时间内也具有增强的鲁棒 性和功率参数稳定性。本发明的另一个任务是提供一种激光器结构，其对基板或底座的弯曲或变形反应 很小，因此对于外界影响如温度、机械应力或玻璃压力或空气压力也不敏感。另一个任务在于提供一种激光器结构，在该激光器结构中，谐振元件的倾斜灵敏度如此得以补偿，即，所出现的有效光在照射位置上不变或没有明显变化。这些任务通过权利要求1或15的主题或从属权利要求的主题来完成或加以改进。本发明涉及在具有拉长腔或加长激光谐振器的激光器结构的光路中的谐振元件 的设计和使用。在此情况下，按照本发明，至少两个限定了激光谐振器的或本身位于其光路 中且影响光路的部件组合成一个共同的谐振器元件，该谐振器元件整体安装在光路中，尤 其是按照可偏移或可调节的布置方式。这些部件的呈透射面和/或反射面形式的光学表面 如此相互固定关联并且在光路中可共同调节，即，光学表面在本身分别以误差角度倾斜时 基本实现了对光路引导的相同作用，但具有相反的符号，从而可以实现对倾斜误差的达到 至少50%尤其高于75%的相互补偿。因此，因使用专门的光学用谐振元件而引起的失调或 错误调节的问题得以解决。此外，组成这样的谐振元件的部件的选择以及在谐振器布局中 的作用的计算可以基于已知的方法来进行。激光器腔的元件此时在考虑了针对谐振器设计 的具体做法来如此选择和布置，即，元件的倾斜灵敏度成倍降低，因此尽管采用了非最佳的 光学机械支架，仍然得到了长期稳定的激光器。这种已知的方法是作为倾斜灵敏度计算方法的AB⑶EF方法，例如在Siegman Anthony Ε.白勺“Lasers”巾(University Science Books,1986,Pages 607-614)巾白勺。 在那里描述了用于计算激光腔的ABCD矩阵计算方法扩展成所谓的ABCDEF计算方法，由此 能借助矩阵单元“F”来计算谐振器的倾斜灵敏度。在谐振器中，装有假想的折反镜元件，其 具有包括以下值的3X3矩阵ABCDEF(100y rad) = {Α, B, E ；C, D, F ；0,0,1} = {1,0,0 ；0，1,2 · 10-4 ；0,0,1}在此情况下，给F分配一个具体角度倾斜值F = 2 · 10_4，这对应于光轴倾斜 了 200yrad。现实中，这对应于将(假想的)平面折反镜安装在谐振器内插入了矩阵 AB⑶EF(IOOyrad)的对应位置，该折反镜元件在现实中以100 μ rad误差角失调而离开最 佳位置。在反射时出现了这样一个偏转角度，它是误差角的两倍。因此，F = 2 · 10_4是误 差角100 μ rad = 1(Γ4的两倍。基于AB⑶EF方法并利用在谐振器位置ζ插入的误差调节元件AB⑶EF (100 μ rad) 来计算谐振器轴给出了光轴的初始坐标，其在一个谐振周期中又是“自主”形成的(自身矢 量确定)。这将用两个轴光束初始值(r，r’ )来表示，其中当没有出现谐振器失调时，即所 有元件E和F分别为零时，(r，r’)= (0,0) 0 一个元件或折叠元件在谐振器中的某位置ζ 处的失调或误差角对激光器功率的影响可以从“自身轴线”(r，r’ )算出，做法是，其从谐振 器起点到激光介质(又借助ABCDEF方法)作为光束传播。如果轴光束在激光介质位置上 由(r_med，r_med’ )给定，则尤其值r_med确定了在激光介质上的光轴与最佳状态的偏移， 在这里，最佳状态由r_med = 0给定。与存在于那里的理论模式半径w_med相关的光轴离 开最佳点的相对偏移于是产生针对具体失调的激光谐振器调整灵敏度的定性指标。这以％ 为单位表示。在使用误差调节元件AB⑶EF(100 μ rad)时的20%的值(即r_med/w_med = 0. 2 = 20%)或甚至50%以上的值一般产生可察觉的倾斜灵敏度，高许多的值产生了不希 望有的高的倾斜灵敏度。激光器的输出光束的光束姿势参数是有意义的，因为激光器一般被集成到光学应 用系统中，该系统具有用于入射激光的就其在某个点上的姿势，即位置和角度的允许公差。 因此，除了元件倾斜对激光器功率的影响外，光束姿势参数相对在激光器耦合输出镜上的光轴变化了多少是有意义的。这可以用相同方法即借助轴光束初始值(r，r’ )经激光器传 播到耦合输出镜而借助ABCDEF矩阵计算来计算，只要耦合输出镜本来不相等地对应于谐 振器起点即可。也可以结合所示的形式来观察至少两个倾斜灵敏度相反的部件或其光学表面按 照本发明结合成一个不灵敏的共同谐振元件。在此情况下，出现两个部件，它们借助其光学 表面在倾斜误差角时获得相同的或至少基本相同的作用，但具有相反符号。要注意的是，目前的计算只描述了绕元件自身轴线的倾斜。所提出的本装置因此 非常适用于本身或与作为谐振元件的其它部件一起补偿任何部件的有问题的安装。但是， 如果底座件或基板改变了，例如其因为存在压力状况或温度梯度而弯曲了，则在若干谐振 元件或若干部件的位置上不仅出现单纯的倾斜，而且随着这种改变出现了各元件的横向偏 移。这在平面镜时不相关，但在曲面镜时取决于曲率半径，在这里，在最终效果中的横向偏 移的贡献又可以表现为对倾斜的附加贡献。例如当激光器结构包括气体填充物或真空时，也由于因输入或流动的热引起的温 度梯度以及底座件及其表面的材料老化和其应力，所以这能以空气压力函数的形式实现。 结果出现的若干部件的倾斜和偏移可以用作ABCDEF计算的输入，其中除了 F单元外，也可 以具体利用E矩阵元素。为了确保相应的鲁棒性和稳定性，对各个部件进行灵敏度分析，从而可以识别和 研究两个或三个部件构成的可能的分组，它们表现出对偏转的相反作用。此时，尤其可以利 用折反镜的有目的定位和与谐振器其它部件的连接，用于实现具有相反灵敏度的部件的分 组及其连接成一个共同的谐振元件。具有相反灵敏度的两个部件的分组概念类似地扩展为将总体具有相反补偿的多 于两个的倾斜灵敏度的部件进行分组。此外，在此情况下组合的部件或其光学表面既可以相同，也可以不同，其中光学表 面是指与通过谐振器光路引导的光束交互作用的面。因此，该面可以是主反射面，即具有 平面或曲面镜面的折反镜或端面镜的表面，也可以是例如激光介质或者耦合输出镜的透射 面。同样可以组合两种效果，例如在耦合输出镜上或在激光介质面上，从而不仅实现反射， 而且实现透射。谐振元件的面此时不仅可以具有相同的曲率半径，也可以具有不同的曲率 半径，并且以光轴平行或相对成角度的方式取向。此外，用于识别适当的可分组或可组合的部件的基础以及在谐振元件中相互确定 光学表面的布置参数及其在激光谐振器的光路中的安放和取向是在采用所示的ABCDEF形 式的情况下完成的。


以下将结合附图示意示出的实施例来仅举例详细说明或者描述根据本发明的激 光器结构和根据本发明的谐振元件，其中图1是现有技术的激光器结构的示意图；图2是现有技术的激光器结构中的镜元件的示意图；图3是在本发明激光器结构中实用本发明谐振元件的第一实施例的的示意图；图4是本发明谐振元件的第一实施例的示意图5是本发明谐振元件的第二实施例的示意图；图6是本发明谐振元件的第三实施例的示意图；图7是本发明谐振元件的第四实施例的示意图；图8是用于激光谐振器的第一实施例的折反镜的倾斜灵敏度的说明；图9是用于激光谐振元件的第二实施例的折叠发射镜的倾斜灵敏度的说明；图IOa-IOb是本发明激光器结构的示意图，其中至少两个光学表面由一个共同曲 面的两个不同反射点构成。
具体实施例方式图1示出了作为现有技术的激光器结构的一个例子的、用于产生飞秒脉冲或皮秒 脉冲的超短脉冲激光器系统形式的激光器结构的示意图。这里，激光器结构具有至少一个 泵浦源1，尤其是激光二极管源，用于泵浦放大激光介质4，以产生激光发射，其中泵浦光路 通过一系列作为耦合输入光学元件的透镜2和二色泵浦镜3来引导。可用的激光发射AS 的耦合输出通过接在激光介质4后的耦合输出镜5来实现。在此例子中，Yb:KYW被用作激 光介质4，其安置在激光谐振器中，该激光谐振器包括多个曲面的或平面的谐振镜6，即折 反镜或端面镜。激光谐振器还具有两个Herriot镜7和一个可饱和吸收镜8，作为产生模式 耦合的部件。按照本发明，位于激光谐振器中且具有其光学表面的部件可以被分组并且组 合成谐振元件，在谐振元件中保证了按照本发明的补偿作用。举例示出的超短脉冲激光系统具体呈以Yb KYff或Yb KGff为激光介质的飞秒激光 器的形式，在中心波长为1040-1045nm情况下，其具有作为泵浦源1的980nm的30W激光二 极管和7. 5米长的谐振器即20兆赫脉冲重复频率，还具有6. 5%耦合输出和250-300fs脉 冲长度。可饱和激光折反镜用于启动并稳定模式耦合。激光器在孤立模式耦合区域内工作 并且包括四个GTI激光折反镜6，该GTI激光折反镜具有500fs2的负群速度色散。例如与 啁啾-脉冲模式不同，将不需要外界脉冲压缩。可是，这个和其它激光器结构可能还被设计 成例如可恢复的放大器形式，即，激光放大装置的形式。图2示出了在这样或类似的现有技术激光器结构中的镜元件的示意图，在这里， 仅示例性且为简明起见仅示出和关注了一个激光介质2’，例如呈盘形激光器形式，即具有 薄片几何形状，以及一个端面镜6’和一个耦合输出镜5’。通过位于激光谐振器中的这些部 件限定出光路SG，要使用的激光LS经耦合输出镜5’从光路中被耦合输出。在此情况下，激 光介质2’和端面镜6’具有平坦光学表面。该光学表面与激光谐振器中的激光相互作用并 且通过其反射、聚焦或折射的交替作用来限定或影响激光谐振器中的光路SG，其中光路在 激光谐振器中至少部分由自由空间光学元件(Freistrahloptik)形成。而且，根据其中要 集成该谐振器的壳体的长度，可以采用许多为简明起见而未示出折反镜。在所示的例子中，耦合输出镜5’可以具有500mm的曲率半径，其中激光介质2’和 耦合输出镜5’之间的距离以及激光介质2’和端面镜6’之间的距离均为1000mm。焦距为 800mm的热透镜位于激光介质2’中。在该示范性结构中，当耦合输出镜5’倾斜时，例如导 致在激光介质2’中光轴以激光介质2’中的理论模式半径的13. 37%的程度偏移。在用于 计算的激光介质2’中的1.0mm理论模式半径的情况下，该模式的偏移对应于134μπι，这是 因为耦合输出镜5’偏移开最佳位置lOOyrad。为了避免因激光模式非最佳地经过激光介质2’点所引起的功率损耗，现在寻求一种元件，它具有相等的绝对倾斜灵敏度，但只是具有 相反符号。在端面镜6’的部件中找到了这种元件，其具有13. 4%的理论灵敏度。现在，具 体的激光腔的加入通过未示出的折叠元件或者说折反镜的位置和选择来如此实现，即，两 个部件(即耦合输出镜5’和端面镜6’)并排布置，因而能组合成整体元件或带有两个光学 表面的谐振元件，其仅一次安装在底座元件或基板上。通过在一个与镜基板一样材料的安 装板上安装或整合两个镜元件或者通过在一个均质基板上直接整体构成所述面，各材料之 间的过渡可得以避免，由此在温度变化时没有出现有差异的膨胀。这样，现有技术中的一个 主要问题得以避免，即避免了具有不同热膨胀系数的不同材料相互碰挤以及有时不可逆地 相对移动。图3以示意图示出了作为本发明谐振元件9在均质基板上的这样的整合和构造以 及其在本发明的激光器结构中的应用。通过在整体谐振元件9中将两个最初部件即耦合输 出镜5’和端面镜6’组合，即其光学表面作为与通过光路引导的光的交互作用的面，取消了 倾斜灵敏度。这意味着，在谐振元件9单纯倾斜离开最佳位置时，没有引起在激光介质2’ 位置上的激光模式的偏移。激光模式仍然总是垂直于倾斜的谐振元件9的两个表面，进而 改变了耦合输出光的姿势，如在数量上可用上述的ABCDEF方法计算出。但是按照本发明， 也可以将激光谐振器的其它部件组合成一个谐振元件9，例如其两个镜面也可以限定或代 替一个端面镜和一个折反镜，或者可以组合一个镜面和激光介质2’，从而激光介质2’的一 侧限定了光学透射反射面。通过这种设在光路SG中的且具有作为两个光学表面的两个镜面或一个镜面和一 个光学透射面的谐振元件9，可以按照本发明改变现有技术中的具有至少20cm长度尤其是 大于50cm长度的光路的激光谐振器，进而改变相应的激光器结构，在此，特别适用于兆赫 级的脉冲重复频率，尤其适用于1-120兆赫范围的脉冲重复频率。光学表面此时如此相互 固定关联并且在光路中可共同调整，即，其在以误差角倾斜时基本获得相同的对光路引导 的影响，但是具有相反符号，因而关于偏移敏感的基准点实现了至少50%尤其高于75%或 90%以上的对倾斜误差的相反补偿。这样的基准点例如可以是激光介质的入射面、耦合输 出镜、传输光学元件或者谐振器中的另一个孔径。谐振元件9可以安装在具有至少另一个 光学元件的底座部件或基板上。图4示出了本发明谐振元件的第一实施例9的示意图，该谐振元件具有整体的均 质基板材料，在基板材料上形成有第一和第二镜面，作为光学表面。由于在共同的载体基板 上一体构造，所以两个面相互固定关联并且可以通过未示出的承载该谐振元件9的可调式 安装构件在光路中被共同调整。作为合适的材料，例如可以使用玻璃或(玻璃)陶瓷，也可 以使用金属，其中镜面通过单纯的造型来实现，但也可通过涂覆反射涂层来实现。除了由均质的基板材料构成之外，本发明的谐振元件9还可以由单独的零件组 成，即由相同材料的不同部分或者膨胀性能足够相似的材料的不同部分组成，因此在不同 材料之间不存在过渡或过渡很小，或者所述零件具有这样的材料，即只发生相差很小的膨 胀，因此，因温度变化或压力变化或因其它的变化如老化效应而出现的应力没有导致零件 之间的偏移或开裂。在图5和图6中示出了几个这样的例子。图5示出了本发明谐振元件的第二实施例9’的示意图，该谐振元件具有与第一实 施例相似的光学表面结构。但是，两个光学表面在这里分别形成在分开的零件％和9c上，所述分开的零件设置在一个共同的支承件9a上。具体说，零件9b具有曲率半径，而另一零 件9c装有平面镜。零件9b和9c以及支承件9a最好由具有基本相同的热膨胀性能的材料 或均质材料构成，例如由玻璃或陶瓷构成。零件9b和9c以及支承件9a于是在按规定相对 校准方向后被相互固定连接起来，尤其借助光接触、扩散结合、化学激活结合、胶粘、粘结或 焊接。玻璃基板可以按照很精确的角度来预加工，因此可以保证按照角度规定值的精确预 加工。图6示出了本发明谐振元件的第三实施例9”，在这里，两个镜面具有相同的曲率 半径并且被构造成相同的零件9b形式。两个零件9b如此安置在支承件9d上，即两个镜面 的光轴相互成某个角度来取向。为此，支承件9d如此构成，即用于两个零件9b的各自底面 的安放面相互成某个角度。该角度可以按照AB⑶EF形式来预先确定并且通过磨削形成支 承件9d的玻璃块来精确调定。图7示出了本发明谐振元件的第四实施例9”’的示意图，在此情况下，支承件9d 按照与图6相同的方式形成有成某个角度的安放面，而所安放的零件9b和9c对应于图5 所示零件。为此，一个曲面的镜面和一个平面的镜面相互成某个角度地组合布置，而且，零 件9c因其造型已经相对零件9c的底面具有一个表面法线角度。由于由此出现了自由度， 所以可以实现很多专门匹配的谐振元件9”’。图8例示了用于图2所示例子的激光谐振器的第一实施例的折反镜的倾斜灵敏 度。左侧纵轴表示单位为毫米的模式半径，右侧纵轴表示在(假想)的折反镜在谐振器的 点ζ倾斜(mm)时的相对倾斜灵敏度(单位％ )。在此情况下，谐振器未被示出z = 0对应 于耦合输出镜5’，ζ = 2000mm对应于端面镜6’。在位置ζ = 1000mm，有曲率半径1600mm 的激光介质2’或者说f_thl = 800mm的总的热透镜。相对倾斜灵敏度从在激光介质2’位 置的、激光谐振器自身模式的光轴相对于在同一位置的在(假想)折反镜倾斜IOOyrad时 的激光模式的轴偏移。谐振元件的端件具有小2倍的倾斜灵敏度，因为与折叠件不同，端件 在每个循环只反射一次。模式半径此时以实线画出，谐振器倾斜灵敏度以虚线画出。部件 的位置通过实心小框标记，而它们的倾斜灵敏度用空心小框标记。图9在与图8相似的视图中示出了用于第二谐振器的例子的模式变化过程以及倾 斜灵敏度，即，左侧纵轴还表示模式半径(单位毫米)，右侧纵轴表示谐振元件在谐振器的 位置ζ倾斜(毫米)时的相对倾斜灵敏度(单位％ )。谐振器在此未被示出。该谐振器在 这两种情况下分别有两个平面端面镜，作为第一元件和最后元件，在两者之间作为总体第 三元件#3设有一个曲率半径300mm的镜、作为整体第九元件#9的一个曲率半径500mm的 镜和作为整体第十五元件#15的一个曲率半径400mm的镜以及许多平面的折反镜。所用的 激光介质的厚度为2mm，激光介质直接安置在第一元件中。从图中可以看到，在此布置形式 中，作为第二元件#2布置的平面折反镜表现出+36. 6%的相对倾斜灵敏度，作为第九元件 #9的曲面折反镜具有-36. 6%的相对倾斜灵敏度。这两个镜并列且相对固定不动地安装的 布置形式得到了几乎最佳的倾斜灵敏度补偿，从而所形成的元件几乎没有表现出倾斜灵敏 度。图lOa-b示出了本发明激光器结构的一部分的示意图，其中，所述至少两个光学 表面由一个共同曲面的两个不同反射点构成并如此布置，即，所述光学表面在每个谐振器 循环中分别至少两次与通过光路引导的光交互作用。大多数情况下，两个光学表面以独立的表面形式构成，即呈具有可区分开的光学性能如反射能力、曲率半径或表面法线取向的 表面的形式，尤其是形成有不连续的表面形状走势。但作为另一个可能性，也可以通过使用 该表面的两个不同的反射点或者反射区来按照本发明采用连续弯曲的表面。在此情况下， 一般通过分立的表面实现的功能性将仅通过在与同一元件的双倍数交互作用时的交互作 用局部划分来获得。没有分立表面的同一元件因此将被多次利用，在此，在连贯表面上的交 互作用的位置是相互分开的。因此，唯一一个曲面对于每次单谐振器过程获得两次反射， 其中倾斜灵敏度与之前描述相似又分别具有相反的符号，并且总体上至少绝大部分加以补 偿，但可能高达100%地加以补偿。图IOa和图IOb的区别仅在于部件的空间姿态，并且具有基本相同的顺序。在两 者情况下，都得到了这样的顺序要经过的距离f、在谐振元件10的曲率半径R = f*2的曲 面上反射、另一个要经过的距离f、平面折反镜6”、另一个要经过的距离f、再次在曲率半径 R = f*2的曲面的另一个位置上反射、另一个要经过的距离f、在平面端面镜6’或谐振元 件的另一个元件上反射。这种结构可以作为一个几乎任何谐振元件器的端件来灵活安装， 结果，延长了腔。图IOb的两个平面镜6’、6”之一或两者例如可以构造成半导体可饱和镜 (SESAM)。这种构造的镜的突出优点是，在曲面倾斜时在端面镜上出现光束平行偏移。但是， 激光器条件总是保持不变，因此激光器功率没受到影响。该结构此时不一定必须安置在谐 振器端头上。通过谐振器的这种延长，在谐振器中的用于一个脉冲的循环时间被延长，进而 提高了用于功率的脉冲能量。仅在示意图中且用于说明本发明的激光器结构地示出了这几个例子，因此没有精 确且按照比例地表示尺寸比例、部件的距离或角度。
权利要求
一种特别用于产生或放大飞秒脉冲或皮秒脉冲的激光器结构，该激光器结构至少包括激光介质(2，2’)，其用于产生激光发射；激光谐振器，其具有长度至少为20厘米特别是大于50厘米的光路(SG)并且具有至少一个端面镜(6’)；其中，所述激光谐振器内的所述光路(SG)至少部分地由自由空间光学元件构成，该激光器结构的特征在于，包括设置在所述光路中的谐振元件(9，9’，9”，9”’)，该谐振元件具有至少两个特别是分开的光学表面，作为与通过所述光路(SG)而引导的光进行交互的表面，并且其中，所述至少两个光学表面特别是按照使它们在以误差角倾斜时基本上获得对所述光路(SG)的相同引导作用但是却符号相反的方式彼此刚性连接并一同布置在所述光路(SG)中，特别是使它们能够一同调节，从而实现了倾斜误差的相互补偿，特别是关于偏移敏感的基准点达到至少50％，优选达到75％以上。
2.根据权利要求1所述的激光器结构，其特征在于，所述至少两个光学表面分别形成 在分开的零件(9b，9c)上，所述零件被设置在公共的支承件(9a，9d)上，其中，所述光学表 面具有相同或不同的光学性能。
3.根据权利要求2所述的激光器结构，其特征在于，所述零件(9b，9c)和所述支承件 (9a，9d)由具有基本相同的热膨胀行为的材料构成，特别是由具有相同的热膨胀系数的基 板材料构成，或者由相同的基板材料构成，特别是由玻璃或陶瓷构成。
4.根据权利要求2或3所述的激光器结构，其特征在于，所述零件(9b，9c)和所述支承 件(9a，9d)彼此牢固连接，特别是借助光学接触、扩散接合、化学激活接合、粘合、胶粘、粘 结或焊接。
5.根据权利要求1所述的激光器结构，其特征在于，所述至少两个光学表面一体形成 在公共的支承基板上。
6.根据上述权利要求中任意一项所述的激光器结构，其特征在于，所述谐振元件(9， 9’，9”，9”’ )安装在具有至少另一个光学元件的底座部件上，特别是基板上。
7.根据上述权利要求中任意一项所述的激光器结构，其特征在于，所述至少两个光学 表面由公共的曲面的两个不同反射点构成，并且被布置成，使所述至少两个光学表面在每 个谐振器循环中分别至少两次与通过所述光路(SG)而引导的光进行交互。
8.根据上述权利要求中任意一项所述的激光器结构，其特征在于，所述至少两个光学 表面限定了所述端面镜(6’ )和折反镜。
9.根据上述权利要求中任意一项所述的激光器结构，其特征在于，所述至少两个光学 表面表现为具有相同或不同曲率半径的两个镜面。
10.根据上述权利要求中任意一项所述的激光器结构，其特征在于，所述至少两个光学 表面的光轴相互成角度地取向。
11.根据上述权利要求中任意一项所述的激光器结构，其特征在于，所述至少两个光学 表面中的一个具有透射特性，特别是所述激光介质(2’)的一侧或耦合输出镜(5，)的一侧。
12.根据上述权利要求中任意一项所述的激光器结构，其特征在于，该激光器结构被设 计用于产生模式耦合。
13.根据上述权利要求中任意一项所述的激光器结构，其特征在于，该激光器结构被设 计成可恢复的放大器。
14.根据上述权利要求中任意一项所述的激光器结构，其特征在于，该激光器结构被设 计用于兆赫范围内的脉冲重复频率，特别是用于1-120兆赫范围内的脉冲重复频率。
15.一种用于布置在根据上述权利要求中任意一项所述的激光器结构的激光谐振器的 光路(SG)中的谐振元件(9，9’，9”，9”’，10)，该谐振元件包括:第一光学表面，其作为与通过所述光路(SG)而引导的光进行交互的表面；可调的安装部件，其用于连接到具有至少另一个光学元件的底座部件；该谐振元件的特征在于，包括至少一个第二光学表面、特别是与第一表面分开的光 学表面，作为与通过所述光路(SG)而引导的光进行交互的表面，其中，第一光学表面和第 二光学表面彼此刚性连接并且能够按照使它们在以误差角倾斜时基本上获得对所述光路 (SG)的相同引导作用但是却符号相反的方式通过所述可调的安装部件一同布置在所述光 路(SG)中，特别是使它们能够一同调节，从而实现了倾斜误差的相互补偿，特别是关于偏 移敏感的基准点达到至少50%，优选达到75%以上。
全文摘要
本发明涉及激光器结构和用于这种激光器结构的谐振元件。在包括至少一个用于产生激光发射的激光介质(2’)、具有长度为至少20cm的光路(SG)和至少一个端面镜(6’)的激光谐振器的激光器结构中，光路(SG)在激光谐振器中至少部分由自由空间光学元件构成。设置在光路中的谐振元件(9)具有至少两个光学表面，作为与通过光路(SG)而引导的光进行交互的表面，其中这些光学表面按照使它们在以误差角倾斜时基本上获得对所述光路(SG)的相同引导作用但是却符号相反的方式彼此刚性连接并可以在所述光路(SG)中一同调节，从而实现倾斜误差的相互补偿。
文档编号H01S3/139GK101989728SQ20101024578
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月3日 优先权日2009年8月4日
发明者丹尼尔·科普夫 申请人:高Q技术有限公司;丹尼尔·科普夫