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Dokumentenidentifikation DE69933722T2 22.02.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000936708
Titel System zur Kontrolle des Unterschiedes der optischen Pfadlänge in Festkörperlasern
Anmelder Northrop Grumman Corp., Los Angeles, Calif., US
Erfinder Randall J. St., Pierre, Santa Monica, CA 90405, US
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Aktenzeichen 69933722
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.02.1999
EP-Aktenzeichen 991023169
EP-Offenlegungsdatum 18.08.1999
EP date of grant 25.10.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.02.2007
IPC-Hauptklasse H01S 3/131(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H01S 3/042(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Hintergrund

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Festkörperlasern und insbesondere ein System zur Steuerung des optischen Wegunterschieds in dem Lasermedium.

Festkörperlaser umfassen üblicherweise ein Lasermedium mit einer Plattengeometrie. Das Lasermedium umfasst Seitenflächen und Kantenflächen. Während des Betriebs des Lasers werden die Seitenflächen von einer Strahlungsquelle gepumpt, um einen Laserstrahl zu erzeugen. Der Pumpprozess erzeugt eine beträchtliche Menge an Überschusswärme innerhalb des Lasermediums. Herkömmlicherweise wird Oberflächenkühlung der Seitenflächen und Kantenflächen benutzt, um etwas von dieser Überschusswärme dem Lasermedium zu entziehen, um so seine Temperatur zu steuern. Idealerweise ist die Temperaturverteilung überall in dem Lasermedium gleichmäßig, um Temperaturgefälle auszuschließen, die im Zusammenhang stehende Wärmespannungen und Kennzahlabweichungen erzeugen. Wärmespannungen erzeugen in dem Lasermedium thermische Abmessungsverzerrungen.

Temperaturgefälle über die Dicke des Lasermediums werden ausgemittelt, indem der Laserstrahl in einem Zick-Zack-Schema über die Länge des Lasermediums geführt wird. Temperaturgefälle über die Breite des Lasermediums werden mittels Kantensteuerstäben gesteuert, die auf den Kantenflächen angeordnet sind.

Oberflächenkühlung erzielt jedoch keine Temperaturgleichmäßigkeit innerhalb des Lasermediums, und thermische Verformung des Lasermediums verursacht im Zusammenhang stehende nachteilige Auswirkungen auf den Laserstrahl. Folglich sind die Laserstrahlqualität und durchschnittliche Leistungsfähigkeit von bekannten Festkörperlasern beschränkt. Die Wärmespannungen und im Zusammenhang stehenden thermischen Verformungen verursachen einen thermisch-optischen Wegunterschied (OPD) in dem Lasermedium. Der OPD bringt verschiedene Teile des Laserstrahls dazu, im Verhältnis zu anderen Teilen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch das Lasermedium zu laufen. Im Ergebnis hat der Laserstrahl eine unebene Wellenfront.

Es ist wichtig, den OPD in dem Lasermedium zu steuern, um einen hohen Grad an optischer Qualität aufrechtzuerhalten, die benötigt wird, um eine hohe Leistung des Festkörperlasersystems zu erreichen. Ein Anstieg in dem OPD führt zu verringerter Leistung des Lasers durch Einschränkung der Laserstrahl-Durchschnittsleistung und Verringerung der Laserstrahlqualität. Der OPD kann ein so hohes Niveau erreichen, dass der Laser ungeeignet für den Gebrauch in bestimmten Anwendungen wird, wie Phasenkonjugation oder instabiler Resonator, die eine genaue OPD-Steuerung verlangen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum genauen Steuern des OPD in einem Lasermedium in einem Festkörperlasersystem bereitzustellen, das die oben beschriebenen Mängel bekannter Techniken überwindet.

JP 05-226732 A offenbart ein Verfahren zum Steuern der Temperaturverteilung in einer Laserplatte eines Festkörperlasers. Die Platte ist an ihren entgegengesetzt angeordneten Kantenflächen mit rohrförmigen Heizvorrichtungen ausgestattet. Ein Paar von Thermosonden misst die Temperaturen nahe der Mitte einer der Seitenflächen der Platte und nahe einer der Kantenflächen. Die Heizvorrichtungen sind so gesteuert, dass die gemessenen Temperaturen für jede Laseranordnung immer gleich sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Um das obige Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern des thermisch-optischen Wegunterschieds eines Lasermediums in einem Festkörperlaser entsprechend Anspruch 1 bereit. Die vorliegende Erfindung stellt auch ein System zum Steuern des thermisch-optischen Wegunterschieds in einem Lasermedium in einem Festkörperlaser entsprechend Anspruch 4 und in einem Festkörperlaser entsprechend Anspruch 8 bereit.

In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des thermisch-optischen Wegunterschieds (OPD) eines Lasermediums in einem Festkörperlaser bereit, das diese Notwendigkeit erfüllt. Das Lasermedium schließt ein Paar von Seitenflächen, die optisch von einer Lichtquelle gepumpt werden, und ein Paar von Kantenflächen ein. Das Verfahren umfasst Steuern von Wärmeübertragung durch die äußere Oberfläche des Lasermediums, um den OPD zu steuern. Insbesondere umfasst das Verfahren Bestimmen eines Temperaturunterschieds, &Dgr;Tmin, zwischen den Seitenflächen und den Kantenflächen, der näherungsweise einem Minimum, OPDmin, des Werts des OPD in dem Lasermedium entspricht.

Der Wert von &Dgr;Tmin wird für eine gegebene Festkörperlaser-Anordnung bestimmt. Für die Anordnung ist &Dgr;Tmin im Wesentlichen unabhängig von dem Betriebszyklus (Pulswiederholung) der Pumpquelle, und OPDmin entspricht ungefähr einem konstanten Wert von &Dgr;Tmin über eine Reihe von Betriebszyklen. &Dgr;Tmin kann bei einem Betriebszyklusgrad bestimmt werden, und dieser Temperaturunterschied kann auch bei anderen Betriebszyklusgraden der Pumpquelle beibehalten werden. &Dgr;Tmin kann vorbestimmt sein, oder abwechselnd während des Lasersystembetriebs bestimmt werden. Wenn &Dgr;Tmin für eine Laseranordnung ermittelt ist, kann dieser Temperaturunterschied während des Pumpens des Lasermediums beibehalten werden, um das OPD auf etwa OPDmin zu halten.

Der Temperaturunterschied, &Dgr;T, zwischen den Kantenflächen und den Seitenflächen des Lasermediums wird durch Steuerung von Wärmeübertragung an den Kantenflächen gesteuert. Dies wird durch Überwachung der Temperaturen wenigstens einer der Kantenflächen und wenigstens einer der Seitenflächen des Lasermediums während des Laserbetriebs, und Einstellen der Temperatur der Kantenflächen erreicht, die benötigt wird, um ungefähr &Dgr;Tmin aufrechtzuerhalten.

&Dgr;T kann unter Verwendung eines Rückkopplungskreises aktiv so gesteuert werden, dass das Verfahren automatisiert werden kann. Folglich kann OPDmin während des Betriebs des Festkörperlasers automatisch beibehalten werden, wodurch die Erzeugung eines gleichmäßigen Laserstrahls hoher Qualität ermöglicht wird.

Das System zur Steuerung des OPD des Lasermediums während des Betriebs des Festkörperlasers umfasst mindestens einen Sensor zur Überwachung der Temperatur der Kantenflächen des Lasermediums; wenigstens einen Sensor zur Überwachung der Temperatur der Seitenflächen des Lasermediums; ein mit den Temperatursensoren verbundenes Mittel zur Bestimmung des Temperaturunterschieds &Dgr;T zwischen den Kantenflächen und den Seitenflächen; und ein Mittel zur Steuerung der Kantenflächentemperatur, so dass &Dgr;T ungefähr &Dgr;Tmin beträgt und OPD ungefähr OPDmin beträgt.

Die Temperatur der Kantenflächen des Lasermediums kann mittels Kantensteuerstäben gesteuert werden. Die Kantensteuerstäbe können die Kantenflächen in Abhängigkeit von der Kantensteuerstab-Anordnung heizen und/oder kühlen.

Der OPD kann mittels herkömmlicher Interferometrie-Techniken gemessen werden.

Zeichnungen

Diese und andere Eigenschaften, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung, anhängenden Ansprüche und begleitenden Zeichnungen besser verständlich, wobei:

1 ein schematisch veranschaulichendes Bild eines Zick-Zack-Festkörperlasermediums in einem Festkörperlaser ist, das an seinen Seitenflächen optisch gepumpt wird, und Temperatursensoren zeigt, die angeordnet sind, um die Temperaturen an den Kantenflächen und den Seitenflächen während des Pumpens zu messen;

2 ein schematisches Blockdiagramm ist, das die Schleife zwischen den Temperatursensoren, den Temperatursteuermitteln und den Kantensteuerstäben zeigt;

3 eine graphische Darstellung von experimentellen Daten für den optischen Wegunterschied (OPD) gegenüber dem Temperaturunterschied (&Dgr;T) zwischen den Kantenflächen und den Seitenflächen des Lasermediums über eine Reihe von Betriebszyklen der Pumpquelle ist, die ein Minimum in dem OPD aufweist.

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des thermisch-optischen Wegunterschieds (OPD) in einem Lasermedium in einem Festkörperlaser. 1 stellt ein typisches spatförmiges Plattenlasermedium 10 dar, das Seitenflächen 12, Kantenflächen 16 und Endflächen 14 einschließt. Das Lasermedium 10 hat eine Länge L, eine Breite W und eine Dicke T. Während des Betriebs des Lasers werden die Seitenflächen 12, wie durch Pfeile P dargestellt, von einer Lichtquelle, wie Laserdiodenanordnungen oder Blitzlampen, optisch gepumpt, um einen Laserstrahl B zu erzeugen. Der Laserstrahl B wird durch innere Spiegelungen an den Seitenflächen 12 in einem Zick-Zack-Muster in Längsrichtung entlang des Lasermediums 10 geführt. Das Lasermedium 10 ist üblicherweise in einem Resonanzraum mit Spiegeln 18 angeordnet, die benachbart zu den Endflächen 14 angeordnet sind, oder als ein Verstärker benutzt werden, um den von einem Resonanzraum erzeugten Laserstrahl B zu verstärken.

Das Pumpen der Seitenflächen 12 erzeugt eine beträchtliche Wärmemenge, welche die Temperatur des Lasermediums 10 erhöht. Wegen der allgemein schlechten Leitfähigkeit des Lasermediums 10 wie auch der uneinheitlichen Erwärmungsauswirkungen, ist das Temperaturprofil innerhalb des Lasermediums 10 uneinheitlich. Als eine Folge des uneinheitlichen Temperaturprofils ist das Lasermedium 10 thermisch gespannt und verzerrt. Eine wichtige Auswirkung der thermischen Verzerrung des Lasermediums 10 ist die Verzerrung der durch das Lasermedium 10 durchlaufenden Wellenfront des Laserstrahls B, die durch einige Teile der Wellenfront verursacht wird, die, wegen der Verzerrungen und Abmessungsänderungen in dem Lasermedium 10, mit einer, relativ zu anderen Teilen der Wellenfront, mit einer höheren Geschwindigkeit durch das Lasermedium 10 wandern. Diese Uneinheitlichkeit der Wellenfrontgeschwindigkeit erzeugt eine unebene Wellenfront. Man sagt, das Lasermedium 10 hat einen optischen Wegunterschied (OPD). Der OPD steigt mit einem Anstieg in der thermischen Verzerrung des Lasermediums 10 an. Den OPD zu erhöhen, schränkt die durchschnittliche Ausgangsleistung des Lasers ein, die für eine gegebene Laserstrahlqualität erreichbar ist.

Der OPD hängt von der Zusammensetzung und thermischen Leitfähigkeit des Materials des Lasermediums 10 ab. Wenn die thermische Leitfähigkeit des Lasermediums 10 abnimmt, wird die Fähigkeit verringert, Temperaturgefälle in dem Lasermedium 10 durch Oberflächenkühlungstechniken zu steuern, wodurch es allgemein schwieriger wird, den OPD zu steuern.

Eine Ausbreitung des Laserstrahls B in einem Zick-Zack-Muster zwischen den Seitenflächen 12 durch das Lasermedium 10 (d.h. in Richtung der Dicke T) verringert den OPD durch Ausmitteln des Laserstrahls B über die Temperaturabweichungen in der Dickenrichtung.

Die thermische Verzerrung des Lasermediums 10 wird üblicherweise auch durch Oberflächenkühlung des Lasermediums 10 während des Pumpens gesteuert. Das Temperaturprofil über die Seitenflächen 12 (d.h. über die Breite W des Lasermediums 10) ist idealerweise einheitlich, so dass die Temperaturverteilung eindimensional ist. Das Temperaturprofil über die Kantenflächen 16 (d.h. über die Dicke T des Lasermediums) ist idealerweise symmetrisch.

Die Seitenflächen 12 werden üblicherweise gekühlt, indem ein Kühlmittel wie Wasser über sie fließt. Die Seitenflächen 12 haben üblicherweise eine Oberflächentemperatur deren Unterschied zu der Temperatur des Kühlmittels innerhalb von ungefähr 10°F liegt.

Die Temperatur der Kantenflächen 16 wird üblicherweise von Kantensteuerstäben 20 gesteuert, die die Wärmeübertragung zu und von den Kantenflächen 16 steuern. Die Kantensteuerstäbe 20 verringern das Temperaturgefälle in der Richtung der Breite W des Lasermediums 10 durch Heizen und/oder Kühlen der Kantenflächen 16. Die Kantensteuerstäbe 20 können einen Flüssigkeitskreislauf für fließende Flüssigkeiten oder Gase mit einer gewählten Temperatur und Flussrate durch die Kantensteuerstäbe 20 zum Heizen und/oder Kühlen der Kantenflächen 16 umfassen. Die Kantensteuerstäbe 20 können wahlweise elektrisch beheizt werden, um die Kantenflächen 16 zu heizen. Die Kantensteuerstäbe 20 können unabhängig gesteuert werden.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann der Temperaturunterschied &Dgr;T zwischen der Temperatur Te der Kantenflächen 16 und der Temperatur Ts der Seitenflächen 12 des Lasermediums 10 (d.h. &Dgr;T = Te – Ts) während des Pumpens des Lasermediums 10 gesteuert werden, um den OPD zu steuern. Insbesondere gibt es einen Wert &Dgr;Tmin von &Dgr;T, der ungefähr einem Minimum OPDmin in dem OPD entspricht. Ist &Dgr;Tmin einmal experimentell für eine gegebene Laseranordnung bestimmt, kann der Temperaturunterschied auf ungefähr &Dgr;Tmin gehalten werden, um den OPD während des Pumpens des Lasermediums 10 auf ungefähr OPDmin zu halten.

Die Kantensteuerstäbe 20 werden beheizt oder gekühlt, abhängig davon, ob sie Wärme, die die Pumpquelle erzeugt, absorbieren oder reflektieren. Wenn die Kantensteuerstäbe 20 optisch absorbierend sind, werden sie beim Pumpen gekühlt, um den Temperaturunterschied &Dgr;Tmin aufrechtzuerhalten. Wenn die Kantensteuerstäbe 20 optisch reflektierend sind, werden sie beim Pumpen beheizt, um den Temperaturunterschied &Dgr;Tmin aufrechtzuerhalten.

Der Temperaturunterschied &Dgr;T zwischen den Kantenflächen 16 und den Seitenflächen 12 kann durch Beobachtung der Temperaturen wenigstens einer der Kantenflächen 16 und wenigstens einer der Seitenflächen 12 mittels entsprechender Temperatursensoren 22, 24 bestimmt werden. Vorzugsweise sind Sensoren 22 an beiden Steuerstäben 20 angeordnet, und Sensoren 24 an beiden Seitenflächen 12 angebracht, wie in 1 gezeigt. Die Sensoren 22, 24 können Probleme mit der Kühlung der Seitenflächen 12 und mit der Leistung der Kantensteuerstäbe 20 erkennen. Die Sensoren 22, 24 können beispielsweise ein elektrischer Widerstand wie ein temperaturabhängiger Widerstand oder Ähnliches sein, der einen Widerstand aufweist, der sich mit der Temperatur ändert. Wie in 1 dargestellt, kann der Sensor 22 zur Überwachung der Temperatur der Kantenflächen 16 an der äußeren Oberfläche der Kantensteuerstäbe 20 angeordnet sein. Die Sensoren 22 sind üblicherweise innerhalb der Kantensteuerstäbe 20 angeordnet. Vorzugsweise sind die Sensoren 22 so nahe wie möglich an den Kantenflächen 16 angeordnet, so dass die von den Sensoren 22 gemessenen Temperaturen ungefähr so groß sind, wie die wirkliche Temperatur der Kantenfläche 16.

Der Betrieb der Kantensteuerstäbe 20 wird von einem Temperatursteuermittel gesteuert. In Bezug auf 2 sind die Sensoren 22, 24 über entsprechende elektrische Leiter 26, 28 mit einem Mittel 30 zur &Dgr;T-Bestimmung verbunden. Das &Dgr;T-bestimmende Mittel 30 kann beispielsweise ein Voltmeter oder Ähnliches sein. Das &Dgr;T-bestimmende Mittel 30 ist über einen elektrischen Leiter 32 mit einem Steuermittel 34 zum Steuern der Temperatur an den Kantenflächen 16 verbunden. Das Steuermittel 34 ist mit den Kantensteuerstäben 20 über elektrische Leiter 36 verbunden. Das Steuermittel 34 kann eine Vorrichtung wie eine proportionale Ausgabesteuerung sein, die eine Ausgabe an die Kantensteuerstäbe 20 bereitstellt, die proportional zu &Dgr;T ist. Das Steuermittel 34 kann einen digital gesteuerten Ein-/Aus-Schalter beinhalten (nicht gezeigt).

Üblicherweise wird das Lasermedium 10 an beiden Seitenflächen 12 auf ungefähr die gleiche Weise gepumpt; und beide Seitenflächen 12 werden so gekühlt, dass die Temperaturen der Seitenflächen 12 annähernd gleich sind. Entsprechend ist es üblicherweise ausreichend, die Temperatur an nur einer der Seitenflächen 12 zu messen und anzunehmen, dass die andere Seitenfläche 12 diese selbe Temperatur aufweist. In Lasern, in denen aufgrund der Laseranordnung nur eine Seitenfläche 12 gepumpt wird, kann die ungefähre Temperatur der nicht gepumpten Seitenfläche 12 ausgehend von der gemessenen Temperatur der gepumpten Fläche hochgerechnet werden. Die Temperatur der Seitenflächen 12 kann dann, gestützt auf irgendeine ausgewählte Beziehung zwischen der gemessenen Temperatur und der hochgerechneten Temperatur wie der Durchschnittstemperatur, bestimmt werden.

Ähnlich sind die Temperaturen der Kantenflächen 16 des Lasermediums 10 üblicherweise näherungsweise gleich, und so ist es üblicherweise ausreichend, die Temperatur an nur einer der Kantenflächen 16 zu messen. Die Durchschnittstemperatur oder irgendeine andere gewählte Beziehung zwischen den zwei Kantenflächen 14 kann in Lasern bestimmt werden, die die Temperatur der beiden Kantenflächen 16 nicht steuern.

Der OPD kann mittels eines herkömmlichen Interferometers, wie einem Mach-Zehnder-Interferometer oder Ähnlichem, bestimmt werden.

Die Werte von &Dgr;Tmin und OPDmin können entweder vorherbestimmt sein oder bestimmt werden, wenn das Lasersystem tatsächlich betrieben wird, um irgendeine Funktion auszuführen. Vorzugsweise sind diese beiden Werte vorherbestimmt. Wie unten beschrieben, kann, wenn der Wert von &Dgr;Tmin einmal für eine gegebene Laseranordnung bestimmt ist, dieser Wert benutzt werden, um den OPD unter verschiedenen Pumpbedingungen des Lasermediums 10 zu optimieren.

Der Wert von &Dgr;Tmin hängt von verschiedenen Faktoren einschließlich der Entfernung zwischen der Lage der Kantenflächensensoren 22 und der Kantenflächen 16, der Zusammensetzung des für das Ankleben der Kantensteuerstäbe 20 an die Kantenflächen 16 verwendeten Klebematerials, und der Zusammensetzung des Lasermediums 10 ab. Wenn die Laseranordnung geändert wird, kann sich auch der Wert von &Dgr;Tmin ändern.

Es wurden Tests ausgeführt, um den Wert von &Dgr;Tmin für ein Nd:YAG-Plattenlasermedium zu bestimmen, das die in 1 gezeigte Anordnung aufweist. Die Seitenflächen des Lasermediums wurden mittels Diodenlaser-Anordnungen bei Betriebs-(Pulswiederholungs-)Zyklen von 20 Hz, 30 Hz und 40 Hz gepumpt, und auch unter statischen Bedingungen bei ausgeschalteten Diodenlasern. Die Seitenflächen des Lasermediums waren wassergekühlt. Die Temperaturen der beiden Kantenflächen wurden mittels Kantensteuerstäbe gesteuert. Temperatursensoren waren näherungsweise in der Mitte jeder der Seitenflächen nahe der Kante und auf jedem der Kantensteuerstäbe angeordnet. Der OPD wurde mittels eines Mach-Zehnder-Interferometers gemessen, das einen He-Ne-Laser umfasst.

In Bezug auf 3 war der Wert von &Dgr;Tmin ungefähr 0°C für jede der vier Testbedingungen für die Laseranordnung. Der Wert des OPDmin betrug ungefähr 1,5 Wellenlängen (Wellenspitze – Wellental) des He-Ne-Lasers bei dieser Temperatur. Entsprechend weisen die Testergebnisse nach, dass für eine gegebene Laseranordnung der Wert von &Dgr;Tmin für verschiedene Betriebszyklen der Pumpquelle nicht neu bestimmt werden muss, und &Dgr;Tmin auch verwendbar ist, um den OPD bei anderen Pumpbedingungen auf ungefähr dem OPDmin zu halten.

Der näherungsweise konstante Wert von &Dgr;Tmin über eine Reihe von Betriebszyklen für eine gegebene Laserkonfiguration macht es möglich, dass der Temperaturunterschied zwischen den Kantenflächen und den Seitenflächen des Lasermediums aktiv so gesteuert wird, dass das vorliegende Verfahren mittels eines Temperatursteuersystems mit einem wie in 2 gezeigten automatischen Rückkopplungskreis automatisiert werden kann. Folglich kann OPDmin während des Betriebs des Festkörperlasers genau beibehalten werden, wodurch die Erzeugung eines konstanten Laserstrahls hoher Qualität ermöglicht wird, der für eine Reihe von Anwendungen von Vorteil ist, und besonders für solche, die eine genaue Steuerung des OPD verlangen.

Obwohl die vorliegende Erfindung in beachtlichen Einzelheiten mit Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen derselben beschrieben wurde, sind andere Ausführungsformen möglich. Deshalb sollte der Anwendungsbereich der beigefügten Ansprüche nicht auf die Beschreibung der hierin enthaltenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt werden.


Anspruch[de]
Ein Verfahren zum Steuern des thermisch-optischen Wegunterschieds eines Lasermediums (10) in einem Festkörperlaser, wobei das Lasermedium (10) ein Paar von Seitenflächen (12) zur Strahlungsaufnahme während des Pumpens und ein Paar von Kantenflächen (16) zwischen und angrenzend zu den Seitenflächen (12) einschließt; gekennzeichnet durch die Schritte:

– Ermitteln eines Zieltemperaturunterschieds &Dgr;Tmin zwischen den Seitenflächen (12) und den Kantenflächen (16), der ungefähr einem Minimum OPDmin in dem thermisch-optischen Wegunterschied des Lasermediums (10) entspricht; und

– Steuern des Temperaturunterschieds &Dgr;T zwischen den Seitenflächen (12) und den Kantenflächen (16) auf ungefähr den Zieltemperaturunterschied &Dgr;Tmin während des Pumpens des Lasermediums (10).
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns Beobachten der Temperaturen Te, Ts von wenigstens einer der Kantenflächen (16) und wenigstens einer der Seitenflächen (12) des Lasermediums (10) während des Pumpens und aktives Anpassen der Temperatur an jeder der Kantenflächen (16) umfasst, um einen Temperaturunterschied von ungefähr dem Zieltemperaturunterschied &Dgr;Tmin beizubehalten. Das Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Schritt des Steuerns Beobachten der Temperaturen jeder der Kantenflächen (16) und jeder der Seitenflächen (12) des Lasermediums (10) während des Pumpens umfasst. Ein System zum Steuern des thermisch-optischen Wegunterschieds in einem Lasermedium (10) in einem Festkörperlaser, wobei das Lasermedium (10) ein entgegengesetzt angeordnetes Paar von Seitenflächen (12) zur Strahlungsaufnahme während des Pumpens und ein entgegengesetzt angeordnetes Paar von Kantenflächen (16) zwischen und angrenzend an die Seitenflächen (12) einschließt, wobei das System umfasst:

– wenigstens einen Kantenflächensensor (22), von denen jeder zum Überwachen der Temperatur (Te) einer der Kantenflächen (16) des Lasermediums (10) vorgesehen ist;

– wenigstens einen Seitenflächensensor (24), von denen jeder zum Überwachen der Temperatur (Ts) einer der Seitenflächen (12) des Lasermediums (10) vorgesehen ist; und

– Temperatursteuermittel (30, 34), die mit dem Kantenflächensensor (22) und dem Seitenflächensensor (24) zum Steuern des Temperaturunterschieds (&Dgr;T) zwischen den Kantenflächen (16) und den Seitenflächen (12) während des Pumpens des Lasermediums (10) verbunden sind;

dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursteuermittel (30, 34) dazu vorgesehen sind, den Temperaturunterschied &Dgr;T auf ungefähr einen Zieltemperaturunterschied &Dgr;Tmin zu steuern, der so festgelegt ist, dass er ungefähr einem Minimum OPDmin in dem thermisch-optischen Wegunterschied des Lasermediums (10) entspricht.
Das System gemäß Anspruch 4, umfassend ein Paar von Kantenflächensensoren (22) und ein Paar von Seitenflächensensoren (24). Das System gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Temperatursteuermittel (30, 34) umfassen:

– ein temperaturunterschied-bestimmendes Mittel (30), das zur Bestimmung des Temperaturunterschieds &Dgr;T mit dem Kantenflächensensor (22) und dem Seitenflächensensor (24) verbunden ist; und

– ein Kantenflächentemperatur-Steuermittel (34), das mit dem temperaturunterschied-bestimmenden Mittel (30) verbunden ist, um die Kantenflächentemperatur Te während des Pumpens aktiv zu steuern.
Das System gemäß Anspruch 6, umfassend ein Paar von Kantensteuerstäben (20), wobei jeder an einer der Kantenflächen (16) des Lasermediums (10) angebracht ist; wobei das Kantenflächentemperatur-Steuermittel (34) mit den Kantensteuerstäben (20) verbunden ist, um die Kantensteuerstäbe während des Pumpens aktiv zu steuern. Ein Festkörperlaser, umfassend:

– ein Lasermedium (10), das ein entgegengesetzt angeordnetes Paar von Seitenflächen (12) und ein entgegengesetzt angeordnetes Paar von Kantenflächen (16) einschließt;

– eine Pumpquelle (P) zum optischen Pumpen der Seitenflächen (12) des Lasermediums (10); dadurch gekennzeichnet, dass er auch ein System gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7 umfasst.
Der Festkörperlaser gemäß Anspruch 8, wobei das Lasermedium (10) aus Nd:YAG besteht.






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