DE2145465A1

DE2145465A1 - MASER TUBE OF AN INFRARED MASER SYSTEM

Info

Publication number: DE2145465A1
Application number: DE19712145465
Authority: DE
Inventors: Norio Karube; Eiso Yamaka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1971-09-10
Filing date: 1971-09-10
Publication date: 1973-03-22

Description

Maserröhre eines Infrarot-Masersysteme Die Erfindung bezieht sich auf ein Infrarot-Masersystem und insbesondere auf die Verbesserung der Auskoppeleinrichtung des Infrarot-Masersystemß. Maser Tube of an Infrared Maser System The invention relates on an infrared maser system and in particular on the improvement of the decoupling device of the infrared measles system.

Die typische Arbeitsweise des Koppelns der Ausgangsleistung eines Oas-Masers besteht bekanntlich darin, als Auskoppeleinrichtung einen semitransparenten Mehrschichtfilm aus aufgedampften dielektrischen Werkstoffen zu verwenden. Dieses Verfahren veraltet jedoch in diesen Tagen, wenn die Art der mit einem Masersystem erreichbaren Verstärkung einen Frequenzbereich von weitem Infrarot bis zu optischen Frequenzen umfassen soll und wenn die Größe der Ausgangsleistung von mW auf kW kontinuierlicher Wellen vergrßert wird. The typical way of coupling the output power of a As is well known, Oas-Masers consists of using a semi-transparent output coupling device To use multilayer film made of vapor-deposited dielectric materials. This However, procedures out of date these days when the kind of having a measles system achievable gain a frequency range from far infrared to optical Should include frequencies and if the size of the output power from mW to kW more continuous Waves is enlarged.

Eines der Masersysteme, das kürzlich bekannt wurde und den Anforderungen sowohl hinsichtlich vergrößerten Frequenzbereichs als auch hinsichtlich vergrößerter Ausgangsleistung gerecht werden soll, besteht in dem Kohlendioxyd-Lasersystem. Sofern es erwünscht ist, durch die Verwendung des Lasers mit einem dielektrischen Mehrschichtfilm eine 90%ige Reflektion zu erhalten, ist es notwendig, den Film mit fünf Schichten zu bilden, von denen jede unter Verzicht auf eine Vergrößerung der endgültigen Filmdicke ein Viertel so dick ist, wie die Wellenlänge des Laserausgangssignals. Dies berÜhrt nicht nur die Schwierigkeiten in der Herstellung eines solchen Films, sondern auch die mechanische Festigkeit des Films. One of the measles systems that recently became known and meets the requirements both in terms of increased frequency range and in terms of increased Output power is to be fair, consists in the carbon dioxide laser system. Provided it is desirable by using the laser with a dielectric multilayer film To get a 90% reflection it is necessary to make the film with five layers each of which waiving an increase in the final film thickness a quarter as thick as the wavelength of the laser output signal. This touches not only the difficulties in making such a film, but also the mechanical strength of the film.

Zur Beseitigung dieser Nachteile, die dem typischen Masersystem anhaften,sind bisher zwei Verfahren entwickelt worden, von denen eines ein Loch in der Mitte des Auskoppelspiegels für den Durchgang dieses Ausgangssignals liefert und von denen das andere in dem Oszillator eine Transparentplatte zwischenschaltet, so daß das Licht mit einem quasi-Brewster' schen Winkel auftrifft, wodurch das Maserausgangssignal durch Reflektion des Lichts von beiden Seiten der Platte erhalten wird. To overcome these disadvantages inherent in the typical measles system are So far two methods have been developed, one of which is a hole in the middle of the Outcoupling mirror provides for the passage of this output signal and of which the other interconnects a transparent plate in the oscillator so that the Light strikes at a quasi-Brewster's angle, thereby creating the maser output signal is obtained by reflecting the light from both sides of the plate.

Auch bei derart verbesserten Verfahren bleiben noch Schwierigkeiten. Even with such improved methods, difficulties remain.

Bei dem ersteren Verfahren zur Kupplung des Maserausgangssignals führt die Gegenwart eines Lochs in detn Auskoppelspiegel gewöhnlich zu einer Änderung im Oszillationsmodus. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß sich Oszillationsmodi höheren Grads ergeben, da der Verlust der Oszillationsmodi niedrigeren Grads durch die Gegenwart eines Lochs inmitten des Spiegels diejenigen der ersteren übersteigt. Ein weiterer Nachteil, der sich durch die Gegenwart eines Lochs in dem Auskoppelspiegel ergibt, besteht in der vergrößerten Beugung der Ausgangsstrahlen. Es ist bekannt, daß die geringere Beugung der Lasterstrahlen der Tatsache zugeschrieben wird, daß das zwischen den Reflektorspiegeln hin und hergehende Licht in der Weise umgewandelt wird, daß die Beugung des Lichts auf ein Minimum reduziert wird. Wenn daher durch das in dem Spiegel vorhandene Loch lediglich der Teil eines derartigen Lichts gekoppelt wird, liefert dieser besondere Anteil nicht mehr eine auf ein Minimum reduzierte Beugung. In the former method of coupling the maser output signal leads the presence of a hole in the output mirror usually causes a change in oscillation mode. In other words, this means that there are modes of oscillation higher degree because of the loss of the oscillation modes of lower degree the presence of a hole in the middle of the mirror exceeds that of the former. Another disadvantage, which is caused by the presence of a hole in the output mirror results, consists in the increased diffraction of the output rays. It is known, that the lower diffraction of the vice rays is attributed to the fact that the light going back and forth between the reflector mirrors is converted in this way is that the diffraction of light is reduced to a minimum. If therefore by the hole present in the mirror only couples part of such light this particular proportion no longer provides a minimum that is reduced Diffraction.

Man sollte auch den Durchmesser eines derartigen Auskoppellochs beachten, der kleiner als der des Lasermodus ist, da es an einer Vergrößerung der Strahlen beträchtlichen Anteil hat. One should also consider the diameter of such a decoupling hole, which is smaller than that of the laser mode, as there is a magnification of the beams has a considerable share.

Ein dritter mit einem Loch im Auskoppelspiegel verbundener flachteil besteht in den Fluchtungscharakteristiken des Systemraums, die auch dann noch schwerwiegend sind, selbst wenn konfokaler oder hemishärischer Hohlraum oder Kammer verwendet wird, der normalerweise die Fluchtung erleichtert. Der Anteil des gekoppelten Ausgangssignals variiert beträchtlich in Abhängigkeit von der Fluchtung des Hohlraums und darf nicht vernachlässigt werden. Die Bildung der Art oder des Schwingungstyps der elektromagnetischen Wellen innerhalb des Hohlraums hängt sowohl von der Art der sich aus der Krümmung des Spiegels ergebenden kaustischen Fläche als auch von der Beugung der Strahlen an der Offenseite des Spiegels ab. A third flat part connected to a hole in the output mirror consists in the alignment characteristics of the system space, which are still serious even if confocal or hemispherical cavity or chamber is used will, which usually makes it easier to escape. The proportion of the coupled output signal varies considerably depending on the alignment of the cavity and must not be ignored. The formation of the type or type of vibration of the electromagnetic Waves within the cavity depend on both the nature of the curvature of the mirror and the diffraction of the rays on the open side of the mirror.

In einem Hohlraum mit ebener Fläche der Fabry-Perot-Art, bei der die kaustische Fläche nicht gebildet wird und bei der der elektromagnetische Wellentyp innerhalb des Hohlraums lediglich als Ergebnis der Beugung erhalten wird, führt dies zu einer Vergrößerung im Verlust der Beugung. Bei einem konfokalen oder hemisphärischen Hohlraum trägt andererseits lelediglich die Bildung der kaustischen Fläche zu der Bildung des Typs der elektromagnetischen Wellen bei, die im wesentlichen rund um die optische Achse konzentriert sind, die durch den Strahl definiert wird, der im rechten Winkel auf die beiden Spiegel auftrifft. Dies bedeutet, daß die Intensität der elektromagnetischen Wellen am Umfang der Spiegel unwesentlich verringert ist, was auch auf den Verlust aus der Beugung der Strahlen zutrifft. Wenn darüberhinaus die Spiegel beträchtlich gegeneinander gekippt werden, ergibt sich eine geringe Verschiebung der optischen Achse, so daß eine andere optische Achse wirksam wird. Nimmt man an, daß die Verschiebung der optischen Achse ein infinitesimaler Wert ersten Grades ist, dann ergibt sich die Abweichung im Abstand zwischen den beiden Spiegeln als ein infinitesimaler Wert zweiten Grads, so daß die Forderung nach konfokaler Gestaltung befriedigt ist. Somit führt das geringe Kippen der Spiegel nicht notwendig zu einer Vergrößerung im Verlust der Ausgangsleistung, und zwar wegen der unveränderlich beibehaltenen Wirkungen, daß die Verschiebung der optischen Achse ein infinitesimaler Wert ist und daß die Intensität der.elektromagnetischen Wellen an der Spiegelkante vernachlässigbar klin ißt. In a cavity with a flat surface of the Fabry-Perot type, in which the caustic surface is not formed and in which the electromagnetic wave type is obtained within the cavity merely as a result of diffraction this leads to an increase in the loss of flexion. In the case of a confocal or hemispherical On the other hand, cavity only contributes to the formation of the caustic surface Formation of the type of electromagnetic waves that are essentially around concentrates the optical axis defined by the ray passing through the meets at right angles to the two mirrors. This means that the intensity the electromagnetic waves at the periphery of the mirrors are insignificantly reduced, which also applies to the loss from diffraction of the rays. If beyond that the mirrors are tilted considerably against each other, the result is a small one Shifting the optical axis so that another optical axis becomes effective. Assume that the shift is the optical Axis an infinitesimal Value of the first degree, then the difference is the distance between the both mirrors as an infinitesimal value of the second degree, so that the requirement is satisfied after confocal design. Thus, the slight tilting of the mirror results not necessary to increase in power loss, namely because of the invariably retained effects that the displacement of the optical Axis is an infinitesimal value and that the intensity of the electromagnetic Waves at the edge of the mirror are negligible.

Wenn hingegen im Auskoppelspiegel ein Loch für das Koppeln der Ausgangsleistung vorgesehen wird, so ist die Intensität der genau in das Loch fallenden elektromagnetischen Wellen praktisch nicht vernachlässigbar, so daß die Verschiebung der optischen Achse auch bei kleinem Wert unmittelbar durch eine Änderung im Anteil des gekoppelten Ausgangssignals in Abhängigkeit vom Kippwinkel des Spiegels beantwortet wird, da die Lage des Hohlraum-Schwingungstyps gegenüber den Stellungen der Spiegel abweicht. Der durchmesser des Lochs wird gewöhnlich in der Weise festgelegt, daß der Reflektorspiegel optimal arbeitet, wenn der Mittelpunkt des Lochs mit der optischen Achse zusammenfällt, die durch die im rechten Winkel auf die beiden Spiegel fallenden Strahlen definiert wird. If, on the other hand, there is a hole in the output mirror for coupling the output power is provided, it is the intensity of the electromagnetic exactly falling into the hole Waves practically not negligible, so that the displacement of the optical axis even with a small value, directly through a change in the proportion of the coupled Output signal is answered as a function of the tilt angle of the mirror, since the position of the cavity vibration type differs from the positions of the mirrors. The diameter of the hole is usually determined in such a way that the reflector mirror works optimally when the center of the hole coincides with the optical axis, defined by the rays falling at right angles on the two mirrors will.

Dabei ist es wesentlich, eine genaue Fluchtung des Lochs mit der optischen Achse herbeizuführen. Die Xnderung der Ausgangsleistung in Bezug auf die Kippstellung des Spiegels nähert sich mehr derjenigen, die im Hohlraum der Fabry-Perot-Bauart mit ebener Fläche auftritt, als derjenigen, die in dem konfokalen oder hemisphärischen Raum erscheint. Die Fluchtungscharakteristiken in dem Hohlraum bei Verwendung eines Lochs in dem Reflektorspiegel bedeuten daher eine ernsthafte Erscherung.It is essential that the hole is precisely aligned with the optical Bring about axis. The change in output power in relation to the tilt position approaching the mirror more of those in the cavity of the Fabry-Perot type occurs with a flat surface than that in the confocal or hemispherical Space appears. The alignment characteristics in the cavity using a Holes in the reflector mirror are therefore a serious shock.

Auch ein weiteres Verfahren des Koppelns der Maserausgangsleistung unter Verwendung eines quasi-Brewster'ßchen Winkelreflektors schließt auf der anderen Seite gewisse Probleme mit ein, auch wenn es auf der anderen Seite Vorteile liefert; das Hauptproblem, das im folgenden im einzelnen erläutert wird, besteht darin, daß das Maserausgangssignal von einer Transparentplatte in zwei Richtungen geliefert wird, auf der das einfallende Licht auftrifft. Dies erschwert ohne Zweifel die Erzielung einer großen Ausgangsleistung,wie sie heutzutage bei Lasersystemen hoher Energie gefordert wird. Zur Lösung dieses Problems ist es üblich, eine der Ausgangskomponenten mit Hilfe eines zusätzlich vorgesehenen Reflektorspiegels in Richtung der anderen Komponente zu reflektieren. Da es in diesem Fall erwünscht ist, daß sich die beiden Ausgangskomponenten genau überlagern, muß derzusätzliche Reflektorspiegel genau in optischer Fluchtung mit dem Rest des optischen Systems gebracht werden, wofür ein außerordentlich genau konstruiertes optisches System notwendig ist. Also another method of coupling the maser output power using a quasi-Brewster corner reflector closes on the other On the one hand, there are certain problems, even if on the other hand there are advantages; the main problem, which will be explained in detail below, is that the maser output is supplied by a transparent plate in two directions on which the incident light hits. This undoubtedly makes it difficult to achieve a large output power, as is the case today with high energy laser systems is required. To solve this problem, it is common to use one of the starting components with the help of an additionally provided reflector mirror in the direction of the other Reflect component. Since in this case it is desirable that the two To superimpose output components exactly, the additional reflector mirror must be exactly be brought into optical alignment with the rest of the optical system for what an extremely precisely constructed optical system is necessary.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Einrichtung für das Koppeln der Ausgangsleistung eines infraroten Hasersystems zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile der bekannten Einrichtung vermeidet. The object of the invention is therefore to provide an improved device for coupling the output power of an infrared Hasersystems to create that avoids the aforementioned disadvantages of the known device.

Durch die Erfindung wird ine Maserröhre mit einem Auskoppelspiegel geschaffen, der aus einer Stützplatte aus für Laserstrahlen transparentem Material gebildet ist, auf der eine Anzahl von Laserstrahlen reflektierenden Abschnitten unter Bildung eines Mosaikmusters aufgebracht sind. Dieses Muster ist derart fein angeordnet, daß der Abstand d zwischen benachbarten Abschnitten folgender Gleichung genügt: wobei b der Spiegelabstand und N die Wellenlänge der Maserenergie ist. Mit dem derart aufgebauten Muster wird in dem Hohlraum erzeugte Maserenerge mit im wesentlichen vernachlässigbarer Änderung ihres H-Modus herausgelassen. Der die Auskoppeleinrichtung nach der Erfindung benutzende Hohlraum ist insbesondere in Hinsicht auf die Erleichterung der Fluchtung und in Hinsicht auf die erhöhte mechanische Festigkeit von Vorteil.The invention creates a maser tube with a coupling-out mirror which is formed from a support plate made of material transparent to laser beams, on which a number of sections reflecting laser beams are applied to form a mosaic pattern. This pattern is arranged so finely that the distance d between adjacent sections satisfies the following equation: where b is the mirror spacing and N is the wavelength of the grain energy. With the pattern thus constructed, measles energy generated in the cavity is discharged with a substantially negligible change in its H mode. The cavity using the decoupling device according to the invention is particularly advantageous in terms of facilitating alignment and in terms of increased mechanical strength.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail.

Figur 1 ist eine Seitenansicht des bekannten Maserrohrs, das einen feststehenden quasi-Brewster' schen Winkelreflektor verwendet; Figur 2 zeigt die gegenseitige generelle Stellung der in einem üblichen Hohlraum angeordneten Reflektorspiegel; Figur 3 enthält drei Ansichten (A), (B) und (C), die drei verschiedene bevorzugte Ausführungsformen des Spiegels verdeutlichen, die erfindungsgemäß zur Verwendung in einem Infrarot-Masersystembekannter Bauart bestimmt sind. Figure 1 is a side view of the known burl pipe, the one fixed quasi-Brewster's corner reflector used; Figure 2 shows the mutual general position of arranged in a common cavity Reflector mirror; Figure 3 contains three views (A), (B) and (C), the three different Illustrate preferred embodiments of the mirror according to the invention for Intended for use in an infrared measles system of known type.

Obwohl bereits eines der wesentlichen Probleme des herkömmlichen Masersysteins erläutert wurde, das einen quasi-Brewster' schen Winkelreflektor verwendet, so wird es für das bessere Verständnis der Merkmale des erfindungsgemäßen Masersystems von Nutzen sein, dieses Problem noch näher zu erläutern. Although already one of the main problems of the conventional Masersysteins was explained, which uses a quasi-Brewster's corner reflector, so it will be for a better understanding of the features of the measles system of the present invention be useful in explaining this problem in more detail.

Gemäß Figur 1 besteht das Masersystem dieser bekannten Bauart im wesentlichen aus einem Paar von Reflektorspiegeln M1 Und M2, die den Hohlraum des Systems bilden und einer Transparentplatte M3, auf de die Strahlen mit einem Winkel auftreffen, der angenähert ein Brewster'scher Winkel ist, so daß die Reflektion des Lichtes von dieser Platte auf ein Minimum reduziert wird. Diese Anordnung wird bevorzugt, da sie eine minimale Beugung des Ausgangsstrahls hat und da die verwendeten Spiegel größere mechanische Festigkeit besitzen. Der Nachteil dieses bekannten Masersystems besteht darin, daß die Ausgangs leistung durch die Reflektion an beiden Seiten der Transparentplatte M3 in zwei entgegengesetzte Richtungen geliefert wird. Dies mag aus dem einen oder anderen Grunde vorteilhaft sein; sofern jedoch dieser Aufbau für ein liochleistungs-Masersystem mit großer Ausgangs leistung bestimmt ist, so erweist es sichfür alle praktischen Anwendungsarten als ziemlich unbrauchbar. übliche Praxis zur Beseitigung eines derartigen Nachteils liegt darin, eine der Ausgangskomponenten in die Richtung der anderen Komponente zu reflektieren, indem für diesen besonderen Zweck ein zusätzlicher Reflektorspiegel vorgesehen wird, durch den das Ausgangssignal in ein und dieselbe Richtung gerichtet wird. Damit sich die beiden Komponenten genau überlagern, muß der zusätzliche Reflektorspiegel in genauer Anpassung an den Rest des optischen Systems mit ausreichender Genauigkeit optisch justiert werden. Jedoch bedingt das genaue gegenseitige Ausrichten von insgesamt vier unterschiedlichen Elementen äußerst schwierige Einstellungen vor und nach der Verwendung. Wenn darüberhinaus die optischen Achsen der Reflektorspiegel in genaue Fluchtung zu bringen sind, wird der auf diese Weise ausgebildete Maseroszillator zu einer bloßen Analogie des durch Fox entwickelten Verbundoszillators für Schwingungstypselektion, womit besondere Erfordernisse inder Ausgestaltung zur Erzielung einer zufriedenstellenden Arbeitsweise zu erfüllen sind. Man ersieht, daß sich die bei dieser Art von Masersystemen einstellenden Schwierigkeiten aus einem dritten Element M3 ergeben; Ziel der Erfindung ist es daher, eine derartige zusätzliche Einrichtung für das Koppeln der Ausgangs leistung ausreichender Größe zu vermeiden. According to Figure 1, the measles system of this known type is in essentially consists of a pair of reflector mirrors M1 and M2, which form the cavity of the System and a transparent plate M3, on de the rays at an angle impinge, which is approximately a Brewster's angle, so that the reflection of the light from this plate is reduced to a minimum. This arrangement will preferred because it has minimal diffraction of the output beam and because the used Mirrors have greater mechanical strength. The disadvantage of this known measles system is that the output power by the reflection on both sides of the Transparent plate M3 is delivered in two opposite directions. This likes be advantageous for one reason or another; but provided this structure is intended for a high-power maser system with a large output power, see above it proves to be all practical types of application as quite unusable. Common practice for eliminating such a disadvantage is to reflect one of the original components in the direction of the other component, by providing an additional reflector mirror for this special purpose, by which the output signal is directed in one and the same direction. In order to the two components exactly overlap, the additional reflector mirror must in exact adaptation to the rest of the optical system with sufficient accuracy can be optically adjusted. However, the exact mutual alignment of the whole requires four different elements extremely difficult settings before and after the Use. If, moreover, the optical axes of the reflector mirror in exact Are to be brought into alignment, the maser oscillator formed in this way to a mere analogy of the compound oscillator developed by Fox for vibration type selection, with which special requirements in the design to achieve a satisfactory Working method are to be fulfilled. It can be seen that in this type of measles system adjusting difficulties result from a third element M3; Object of the invention is therefore such an additional device for coupling the output to avoid performance of sufficient size.

Gemäß Fig. 2 benutzt der erfindungsgemäße Hohlraum ähnlich dem typischen bekannten System einfach einen ebenen oder sphärischen Reflektorspiegel M10 und einen Auskoppelspiegel M20, die einander zugekehrt angeordnet sind. Der Spiegel M20 besteht aus einer Stützplatte aus für Laserstrahlen transparentem Material wie eine Galiium- oder Germaniumverbindung und einem auf die Innenfläche der Stützplatte aufgebrachten Film aus einem Laserstrahlen reflektierenden Material, wie Silber oder Gold. In diesem Fall ist es notwendig, daß die Innenfläche der Stützplatte vor dem Aufbringen des Laserstrahlen reflektierenden Films Spiegelendbearbeitung erhält. Die Innenfläche der Stützplatte kann im wesentlichen eben sein; es ist jedoch vorteilhafter, die Innenfläche mit einer geeigneten Krümmung zu versehen, um den Beugungsverlust der Strahlen in dem Hohlraum infolge der Bildung einer kaustischen Fläche auf ein Minimum zu reduzieren. Referring to Fig. 2, the cavity of the present invention uses similar to the typical one known system simply a level or spherical reflector mirror M10 and an output mirror M20, which are arranged facing each other. Of the M20 mirror consists of a support plate made of material transparent to laser beams like a gallium or germanium compound and one on the inner surface of the backing plate applied film made of a laser beam reflective material such as silver or gold. In this case it is necessary that the inner surface of the support plate mirror finishing prior to applying the laser beam reflective film receives. The inner surface of the support plate can be substantially flat; However, it is more advantageous to provide the inner surface with a suitable curvature to the Diffraction loss of the rays in the cavity due to the formation of a caustic Reduce area to a minimum.

Erfindungsgemäß wird der Laserstrahlen reflektierende Film durch Aufdampfen auf die Innenfläche der Stützplatte in der Weise aufgebracht, daß der resultierende Film nach einem bestimmten Muster aufgetragen wird, so daß gemäß Figur 3 eine Vielzahl von nicht überdeckten Abschnitten verbleiben. So kann der Film gemäß Beispiel (A) in Streifenform oder in Form eines Gitters oder Netzes gemäß (B) und (C) ausgebildet werden. Sofern der Film in Gitter- oder Netzform ausgebildet wird, kann er in Form einer Vielzahl von erhöhten Punkten mit dazarischenliegenden als Netzwerk ausgehildeten unbedeckten Abschnitten der Stützplatte gemäß Darstellung (B) oder in Form eines erhabenen Netzes aufgebracht werden, bei dem nichtüberdeckte Bereiche als eine Vielzahl von vertieften Punkten gemäß Darstellung (C) verbleiben. According to the invention, the film is reflective of the laser rays Vapor deposition is applied to the inner surface of the support plate in such a way that the resulting film is applied according to a certain pattern, so that according to FIG 3 a large number of uncovered sections remain. So the movie can according to Example (A) in strip form or in the form of a grid or network according to (B) and (C) are trained. If the film is in the form of a grid or net, it can be in the form of a multitude of raised points with dazarian reclining as Network formed uncovered sections of the support plate as shown (B) or in the form of a raised Network are applied at the uncovered areas as a plurality of recessed points as shown (C) remain.

Die nicht überdeckten, für Laserstrahlen transparenten Bereiche können unabhängig davon, ob sie in Streifenform oder in Form eines Siebmusters angeordnet sind, so angeordnet werden, daß sie den besten Auskoppelwirkungsgrad liefern. Wo das Muster grob ist, ergibt sich eine Änderung in der Hohlraumstrahlungsart, wobei durch Kippen des Reflektorspiegels gegenüber dem gegenÜberliegenden Auskoppelspiegel eine Änderung in den Auskoppelbedingungen erreicht werden soll. Dies bringt eine beträchtiche Begrenzung bezüglich der Fluchtungscharakteristiken des Hohlraums, wie es bei Figur 1 der Fall ist. Daher ist das Muster so fein anzuordnen, daß es ausreichend kleiner als der Erfassungsbereich des H-Modus (Quer-Modus) ist, damit die Snderung des H-Modus verhindert wird. Der Erfassungsbereich des H-Modus wird durch die Fleckenabmessung des Masers auf der Spiegeloberfläche repräsentiert, die mit ausgedrückt wird, wobei b der Spiegelabstand und Tw die Wellenlänge des Masers im hohlraum ist. Daher soll der Abstand d zwischen den Zentren benachbarter Abschnitte des Musters kleiner als sein Ferner ist es bei der praktischen Anwendung vorteilhaft, wenn der Abstand d kleiner als l/lo Wird das Muster mit weiter ausreichender Feinheit ausgeführt, so variiert die Reflektion am Spiegel mit der Wellenlänge in Analogie mit dem Beugungsgitter, so daß der wohlraum Anwendung als Hohlraum für longitudinale Strahlungstypselektion finden kann.Regardless of whether they are arranged in the form of stripes or in the form of a screen pattern, the uncovered areas that are transparent to laser beams can be arranged in such a way that they provide the best coupling-out efficiency. Where the pattern is coarse, there is a change in the type of cavity radiation, whereby a change in the coupling-out conditions is to be achieved by tilting the reflector mirror in relation to the opposite coupling-out mirror. This places a considerable limitation on the alignment characteristics of the cavity, as is the case with FIG. Therefore, the pattern is to be arranged so finely that it is sufficiently smaller than the detection range of the H mode (lateral mode) to prevent the change of the H mode. The detection area of the H-mode is represented by the size of the stain of the maser on the mirror surface, which is indicated by where b is the mirror spacing and Tw is the wavelength of the maser in the cavity. Therefore, the distance d between the centers of adjacent sections of the pattern should be smaller than be Furthermore, it is advantageous in practical use if the distance d is smaller than 1 / lo If the pattern is executed with sufficient fineness, the reflection on the mirror varies with the wavelength in analogy to the diffraction grating, so that the well-space can be used as a cavity for longitudinal radiation type selection.

Aus der Vorbeschreibung ist deutlich geworden, daß der die Erfindung anwendende Hohlraum oder genauer: die Auskoppeleinrichtung mit Anteil bei einem Hochleistungsinfrarotlaser verwendet werden, der z.B. ein Kohlendioxyd-Laser ist, wobei durch die Verwendung einer in einfacher Weise aufgebauten Maserröhre der Prototypbauart erleichterte Fluchtungsanordnungen und vergrößerte mechanische Festigkeit des Auskoppelspiegels erreicht werden. From the above description it has become clear that the invention applying cavity or more precisely: the decoupling device with a share in one High-power infrared laser, e.g. a carbon dioxide laser, are used, with the use of a simply constructed maser tube of the prototype type simplified alignment arrangements and increased mechanical strength of the output mirror can be achieved.

Schließlich ist zu bemerken, daß die Erfindung vorzugsweise bei einem konfokalen Hohlraum anwendbar ist, da eine solche Anzahl von Auskoppelöffnungen, wie sie auf dem Auskoppelspiegel mit ausreichender Feinheit angeordnet sind, den hindurchlaufenden Maserstrahl nicht beugen. Finally, it should be noted that the invention is preferably used in a confocal cavity is applicable, since such a number of decoupling openings, as they are arranged on the output mirror with sufficient fineness, the Do not bend the maser beam passing through it.

Claims

Maser tube of an infrared maser system for generating maser waves, characterized by a reflector mirror (mio) and an output mirror (ro2o) which are arranged facing each other, the output mirror <M20) being made of a support plate made of material transparent to laser beams and a film There is laser beam reflective material on the inner surface of the support plate, the film is formed in a pattern with spaced portions and the distance d between the centers of two adjacent portions satisfies the following equation where b is the mirror spacing and 7 \ is the wavelength of the maser.

2. maser tube according to claim 1, characterized in that the film is applied in the form of a plurality of raised strips.

3. Haser tube according to claim 1, characterized in that the film is applied in the form of a large number of raised points.

4. maser tube according to claim 1, characterized in that the film is applied in the form of a raised net.

5. Maser tube according to one of the preceding claims, characterized in that that the inner surfaces of the reflector mirror and the output mirror essentially just sina.

6. Maser tube according to one of the preceding claims, characterized in that that the inner surfaces of the reflector mirror and the decoupling mirror with a curvature are provided.