DE3640572A1

DE3640572A1 - Compact multi-element laser having internal energy sources and optical correction

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Publication number: DE3640572A1
Application number: DE19863640572
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1988-06-09

Abstract

The subject matter of this invention is a laser having a plurality of laser elements and a plurality of radiation sources, which laser is characterised in that the laser elements and the radiation sources are arranged parallel to one another as alternating layers and, in consequence, the internal radiation sources pump two laser elements simultaneously.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf kompakte Hochleistungslager, die aus mehreren Laserelementen und internen Energiequellen bestehen. Der Resonator und die Laserelemente sind so geformt, daß thermooptische Aberrationen korrigiert werden können.The invention relates to compact high-performance bearings, that consist of several laser elements and internal energy sources consist. The resonator and the laser elements are shaped that thermo-optical aberrations can be corrected.

Laserstrahlen werden durch stimulierte Emission metastabiler Energiezustände in geeigneten Medien ausgelöst. Mit Hilfe eines optischen Resonators, der üblicherweise aus einem voll- und einem teilweise reflektierendem Spiegel besteht, werden scharf gebündelte elektromagnetische Strahlen emittiert. Geeignete Medien bestehen beispielsweise aus Kohlendioxyd, Neodymglas oder Neodymium dotierten Kristallen. Die meta stabilen Energiezustände werden bei Gasen durch direkte Gas entladungen angeregt, während bei Festkörpern intensive Lichtquellen benutzt werden. Wegen der kurzen Lebensdauer des metastabilen Zustandes in Festkörpern, werden solche Laser vorzugsweise pulsierend betrieben, d.h. es werden wiederholend kurzzeitig hohe Pumpenergien durch Blitzlampen zugeführt. Die thermische Belastbarkeit des Lasermateriales setzt aber Grenzen für die Impulsfrequenz und damit der ver fügbaren Ausgangsleistung eines Lasers. Zusätzlich treten thermooptische Aberrationen auf, die die Qualität des Laser strahls stark reduzieren. Zur besseren Kühlung von Festkörper lasern werden vorzugsweise dünne Platten verwendet, weil die maximalen Zugspannungen mit dem Quadrat der Plattendicke zunehmen. Dünne Platten führen allerdings zu verminderter Absorption der Pumpstrahlung und damit zu geringerem Wirkungs grad. Nachdem die thermooptischen Aberrationen zu zylind rischer Fokussierung des Laserstrahles führen, ist auch die Länge einer Laserplatte beschränkt, um Fokussierung innerhalb einer Platte zu vermeiden.Laser beams become more metastable through stimulated emission Energy states triggered in suitable media. With help an optical resonator, which usually consists of a fully and a partially reflecting mirror sharply focused electromagnetic radiation is emitted. Suitable media consist, for example, of carbon dioxide, Neodymium glass or neodymium doped crystals. The meta Stable energy states in gases are caused by direct gas discharges stimulated, while in the case of solids intense Light sources are used. Because of the short lifespan of the metastable state in solids become such Laser preferably operated pulsating, i.e. it will Repetitively high pump energies caused by flash lamps fed. The thermal resilience of the laser material but sets limits for the pulse frequency and thus the ver available output power of a laser. Kick additionally thermo-optical aberrations that affect the quality of the laser greatly reduce rays. For better cooling of solid bodies lasers, thin plates are preferably used because the maximum tensile stresses with the square of the plate thickness increase. However, thin plates lead to reduced Absorption of pump radiation and therefore less effectiveness grad. After the thermo-optical aberrations to cylind rischer focusing of the laser beam is also Length of a laser plate limited to focusing within to avoid a plate.

Diese Beschränkungen in Länge und Dicke vermindern das ver fügbare Volumen des Lasermaterials und damit die Laserlei stung. Um hohe Leistungen zu erzielen, müssen also mehrere breite Platten in Serie verwendet werden. Zylindrische Laser stäbe haben noch zusätzliche Beschränkungen, weil die Fokus sierung für radiale und tangentiale Polarisation unterschied lich ist und dadurch die optische Korrektur erschwert wird. Trotzdem haben Anordnungen von 8 Laserstäben in Serie Kilowatt- Laser-Leistungen erzeugt, allerdings mit schlechter Strahl qualität. Anordnungen mit vielen Platten oder Stäben in Serie führen zu langen Resonatoren, die für industrielle Anwendungen unhandlich sind. Außerdem sind bei solchen Anordnungen viele Spiegelflächen nötig, um die Pumpstrahlung den Laserelementen zuzuführen. Auch wenn solche Spiegel hohe Reflexion aufweisen, tragen sie doch zu Verlusten von Pumpstrahlung bei, weil die Strahlung bei geringer Absorption im Lasermaterial oft an den Spiegelflächen reflektiert wird.These restrictions in length and thickness reduce the ver available volume of the laser material and thus the laser line stung. To achieve high performance, therefore, several wide plates can be used in series. Cylindrical lasers Bars still have additional restrictions because of the focus Differentiation for radial and tangential polarization Lich and thereby the optical correction is difficult. Nevertheless, arrangements of 8 laser rods in series have kilowatt Laser power generated, but with a poor beam quality. Arrangements with many plates or rods in series lead to long resonators for industrial applications are unwieldy. In addition, there are many in such arrangements Mirror surfaces needed to pump the laser elements feed. Even if such mirrors have high reflection, they contribute to the loss of pump radiation because the radiation with low absorption in the laser material often is reflected on the mirror surfaces.

Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Beschränkungen und Verluste zu vermeiden. Die Verluste an Spiegelflächen werden vermieden, indem die Laserplatten parallel nebeneinander angeordnet werden und damit eine Reihe von Blitzlampen nicht nur eine sondern zwei Platten bestrahlt. Diese kompakte An ordnung verringert auch die Länge des Resonators und erhöht damit die mechanische Stabilität des Lasers. Die Serienschal tung der einzelnen Platten wird durch Umlenkspiegel oder -prismen durchgeführt. Diese optischen Komponenten können so geformt werden, daß die zylindrische Fokussierung in der Laserplatte kompensiert wird. Ein deformierbarer Resonator spiegel dient dazu, die übriggebliebenen schwächeren Aberrationen zu korrigieren. Justierungen sind eingebaut, um die Korrek turen den verschiedenen Betriebsbedingungen anzupassen und damit einen breiten dynamischen Leistungsbereich zu gewähr leisten.The object of the invention is the restrictions described and avoid losses. The loss of mirror surfaces are avoided by placing the laser plates side by side in parallel be arranged and therefore not a series of flash lamps irradiated only one but two plates. This compact type Order also reduces the length of the resonator and increases it thus the mechanical stability of the laser. The series scarf tion of the individual plates is by means of a deflection mirror or -prisms performed. These optical components can be shaped so that the cylindrical focus in the Laser plate is compensated. A deformable resonator mirrors serve the remaining weaker aberrations to correct. Adjustments are built in to correct adapt to the various operating conditions and to guarantee a wide dynamic performance range Afford.

Die Anordnung von parallelen Laserplatten und internen Strah lungsquellen optimiert die Absorption der Pumpstrahlung im Lasermedium, weil anderweitige Verluste an Spiegelflächen reduziert wurden. Die symmetrische freie Ausstrahlung der Blitzlampen verringert auch die Selbstabsorption des Pump lichts im Plasma der Blitzlampen und führt damit zu wesent lich verbessertem Wirkungsgrad. Die relativ geringe Absorp tion in einer Platte wird durch benachbarte Platten effektiv erhöht. Die kompakte Bauweise eines solchen Lasers vereinfacht die Integration mit einem Roboter für industrielle Anwendungen.The arrangement of parallel laser plates and internal beam sources optimizes the absorption of the pump radiation in the Laser medium because of other losses on mirror surfaces were reduced. The symmetrical free broadcast of the Flash lamps also reduce the pump's self-absorption lights in the plasma of the flash lamps and thus leads to essential Lich improved efficiency. The relatively low absorption tion in one plate becomes effective through neighboring plates elevated. The compact design of such a laser is simplified integration with a robot for industrial applications.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit schematischen Zeichnungen im Einzelnen beschrie ben:In the following, embodiments of the invention are shown in Described connection with schematic drawings in detail ben:

Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen Festkörperlaser mit ge faltetem optischen Weg, dem die Pumpenergie durch interne Strahlungsquellen zugeführt wird, Fig. 1 is a section through a solid state laser with ge faltetem optical path, to which the pumping energy is supplied by internal sources of radiation,

Fig. 2 zeigt einen Schnitt quer zum Laserstrahl durch den selben Laserkopf von Fig. 1, FIG. 2 shows a section transverse to the laser beam through the same laser head from FIG. 1,

Fig. 3 zeigt eine Variante des Laserelements 1 von Fig. 1, Fig. 3 shows a variant of the laser element 1 of FIG. 1,

Fig. 4 zeigt eine Variante des Umlenkprismas 22 von Fig. 1, FIG. 4 shows a variant of the deflecting prism 22 from FIG. 1,

Fig. 5 ersetzt die Umlenkprismen 22 mit Umlenkspiegeln, 22 Fig. 5 replaces the deflection prisms with deflecting mirrors,

Fig. 6 zeigt eine Variante der Umlenkspiegel 23 in Fig. 1, Fig. 6 shows a variant of the deflecting mirror 23 in Fig. 1,

Fig. 7 zeigt eine Variante des Auskopplungsspiegels 26 in Fig. 1, und Fig. 7 shows a variant of the coupling mirror 26 in Fig. 1, and

Fig. 8 zeigt eine Variante des Strahlenganges 20 in der Seitenansicht. Fig. 8 shows a variant of the beam path 20 in the side view.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Laser dargestellt, der als Oszillator betrieben werden kann. Dieser Laser besteht aus einem Laserkopf 1 bis 16 und verschiedenen externen optischen Elementen 21 bis 26. Ein Schnitt durch denselben Laserkopf aber quer zum Laserstrahl ist zur besseren Veran schaulichung in Fig. 2 dargestellt. Wie man aus Fig. 1 und 2 entnehmen kann, sind mehrere (z.B. 3) Laserplatten 1 paral lel zueinander angeordnet und werden von mehreren (z.B. 24) Blitzlampen bestrahlt. Die Laserplatten können beispiels weise aus Nd dotierten Kristallen hergestellt werden. Externe Reflektoren 3 halten die Strahlungsenergie innerhalb des Pumphohlraumes. Interne Reflektoren 4 lenken die Strahlung von den Blitzlampen 2 in Richtung der Laserplatten 1 um und vermeiden dadurch, daß die Pumpstrahlung zum Teil von benach barten Blitzlampen absorbiert wird. Dünne Filterplatten 5 dienen dazu, unbrauchbare ultraviolette und infrarote Strah lung in die Blitzlampen zu reflektieren, wo diese Strahlung absorbiert und zum Teil als wirksames Pumplicht emittiert wird. Die Filterplatten dienen auch als Verteiler des Kühl mittels, um den höheren Wärmeabfluß der Blitzlampen in den Kanälen 6 von den Laserplatten fern zu halten. Die separaten Kühlwege 7 sorgen für gleichförmige Kühlung der Laserplatten. Dichtungen 9 halten die Laserplatten im Gehäuse 8, während die Filterplatten in Aussparungen des Gehäuses 8 lagern. Endplatten 10 (Fig. 2) vervollkommnen den Laserkopf und sind über Dichtungen 11 mit dem Gehäuse 8 starr verbunden. Indivi duelle Abdichtungen 12 sind zum schnellen Auswechseln einzel ner Blitzlampen vorgesehen. Kühlmittel werden durch die Kanäle 13 eingespeist und über die Kanäle 14 an ein separates Kühlaggregat zurückgeleitet. Als Kühlmittel können Flüssig keiten sowie Gase verwendet werden. Die elektrische Energie versorgung wird an den Elektroden 15 angeschlossen. Eine zusätzliche flüssigkeitsdichte Umhüllung 16 kann Lecks vermeiden.In Fig. 1, a laser according to the invention is shown, which can be operated as an oscillator. This laser consists of a laser head 1 to 16 and various external optical elements 21 to 26 . A section through the same laser head but transverse to the laser beam is shown in Fig. 2 for clarity. As can be seen from FIGS. 1 and 2, several (eg 3) laser plates 1 are arranged parallel to one another and are irradiated by several (eg 24) flash lamps. The laser plates can, for example, be made from Nd-doped crystals. External reflectors 3 keep the radiation energy inside the pump cavity. Internal reflectors 4 deflect the radiation from the flash lamps 2 in the direction of the laser plates 1 and thereby avoid that the pump radiation is partially absorbed by neighboring flash lamps. Thin filter plates 5 are used to reflect unusable ultraviolet and infrared radiation in the flash lamps, where this radiation is absorbed and partially emitted as an effective pump light. The filter plates also serve as distributors of the cooling means in order to keep the higher heat discharge of the flash lamps in the channels 6 away from the laser plates. The separate cooling paths 7 ensure uniform cooling of the laser plates. Seals 9 hold the laser plates in the housing 8 , while the filter plates are stored in recesses in the housing 8 . End plates 10 ( FIG. 2) perfect the laser head and are rigidly connected to the housing 8 via seals 11 . Individual seals 12 are provided for the quick replacement of individual flash lamps. Coolants are fed in through the channels 13 and returned via the channels 14 to a separate cooling unit. Liquids and gases can be used as coolants. The electrical power supply is connected to the electrodes 15 . An additional liquid-tight envelope 16 can avoid leaks.

Diese kompakte Bauweise vermindert den Verlust von Pumpenergie an externen Komponenten und erhöht damit den Wirkungsgrad des Lasers im Vergleich zu herkömmlichen Methoden. Dieser Vorteil nimmt mit der Anzahl der parallelen Platten zu. Ein weiterer Vorteil liegt in der wirtschaftlicheren Herstellung des Lasers im Vergleich zu separaten Laserköpfen. Der gefal tete optische Weg (Fig. 1) erlaubt auch eine vielfache Verkür zung des Resonators und erhöht durch verbesserte mechanische Stabilität auch die Stabilität der Laserleistung und der Strahlqualität. Der optische Resonator wird in Fig. 1 beispiels weise von dem vollreflektierenden Spiegel 21 und der teil reflektierenden Spiegelfläche 26 geformt. Diese beiden Spiegel müssen genau aufeinander ausgerichtet sein und bilden mit den Laserplatten 1, den Umlenkprismen 22, den Umlenkspiegeln 23 und der Zwischenlinse 24 den Laseroszillator.This compact design reduces the loss of pump energy from external components and thus increases the efficiency of the laser compared to conventional methods. This advantage increases with the number of parallel plates. Another advantage is the more economical production of the laser compared to separate laser heads. The folded optical path ( Fig. 1) also allows a multiple shortening of the resonator and increases the stability of the laser power and beam quality through improved mechanical stability. The optical resonator is shaped in FIG. 1, for example, by the fully reflecting mirror 21 and the partially reflecting mirror surface 26 . These two mirrors must be exactly aligned with each other and form the laser oscillator with the laser plates 1 , the deflecting prisms 22 , the deflecting mirrors 23 and the intermediate lens 24 .

Der Laserstrahl 20 in Fig. 1 entsteht aus folgenden Vorgängen. Durch Entladung der Energieversorgung in den Blitzlampen werden hohe Lichtstärken von den Lampen ausgestrahlt. Absorp tion dieses Pumplichts in den Laserplatten erzeugt metastabile Energiezustände. Spontane Übergänge von diesen angeregten Zuständen in den Grundzustand führen zu räumlich isotroper Emission von Laserstrahlung. Ein Teil dieser emittierten Strahlung wird an dem Spiegel 21 in die Laserplatte 1 zurück reflektiert, wo Verstärkung durch stimulierte Emission auf tritt. Strahlung, die sich parallel zur Achse des Resonators bewegt, erreicht über die Umlenkprismen 22, Umlenkspiegel 23 und Linse 24 den Ausgangsspiegel 26. Dort wird ein Teil der Laserstrahlung an der teilreflektierenden Spiegelfläche 27 im Laseroszillator beibehalten und der Rest als Nutzleistung durchgelassen. Die reflektierte Laserstrahlung schaukelt sich im Oszillator durch weitere Verstärkung auf, bis entweder ein Gleichgewicht mit der Pumpleistung hergestellt ist, oder die gespeicherte Energie in den metastabilen Zuständen ver braucht ist. Der Laser kann also kontinuierlich arbeiten, wenn kontinuierlich genügend Pumpleistung zugeführt werden kann, ansonsten wird er pulsierend betrieben.The laser beam 20 in FIG. 1 arises from the following processes. By discharging the energy supply in the flash lamps, high light intensities are emitted by the lamps. Absorption of this pump light in the laser plates creates metastable energy states. Spontaneous transitions from these excited states to the ground state lead to spatially isotropic emission of laser radiation. Part of this emitted radiation is reflected back at the mirror 21 into the laser plate 1 , where amplification by stimulated emission occurs. Radiation that moves parallel to the axis of the resonator reaches the output mirror 26 via the deflection prisms 22 , deflection mirror 23 and lens 24 . There, part of the laser radiation is retained on the partially reflecting mirror surface 27 in the laser oscillator and the rest is transmitted as useful power. The reflected laser radiation rocks in the oscillator by further amplification until either a balance is achieved with the pump power or the stored energy is used up in the metastable states. The laser can therefore work continuously if sufficient pump power can be supplied continuously, otherwise it is operated in a pulsating manner.

Die vom Laseroszillator emittierte Laserstrahlung 30 wird im Beispiel von Fig. 1 durch die linsenförmige Gestaltung des Ausgangsspiegels 26 kollimiert. Die Strahlqualität kann durch die Modenblende 25 kontrolliert werden. Die zylindri schen Umlenkspiegel 23 und die doppelzylindrische Linse 24 dienen zur Umformung des rechteckigen Strahlenganges in den Laserplatten zu einem quadratischen Ausgangsstrahl. Die zylindrisch konkaven Ein- und Austrittsflächen der Laser platten 1 kompensieren die interne thermooptische, vorwiegend zylindrische Fokussierung, die durch Erwärmung der Platten hervorgerufen wird. Die zylindrisch konvexen Umlenkprismen 22 werden zur Regelung der Fokussierungskorrektur eingesetzt, indem sie entlang ihrer optischen Achse 28 bewegt werden. Diese Justierung erlaubt, die optische Korrektur den Laser leistungen anzupassen und damit einen breiten dynamischen Bereich zu gewährleisten. Der vollreflektierende Resonator spiegel 21 ist als verformbarer Spiegel ausgestaltet, um übrigbleibende Aberrationen zu korrigieren.The laser radiation 30 emitted by the laser oscillator is collimated in the example of FIG. 1 by the lenticular design of the output mirror 26 . The beam quality can be controlled through the mode diaphragm 25 . The cylindri's deflecting mirror 23 and the double-cylindrical lens 24 are used to transform the rectangular beam path in the laser plates into a square output beam. The cylindrical concave entry and exit surfaces of the laser plates 1 compensate for the internal thermo-optical, predominantly cylindrical focusing, which is caused by heating the plates. The cylindrical convex deflection prisms 22 are used to regulate the focusing correction by moving them along their optical axis 28 . This adjustment allows the optical correction to be adapted to the laser powers and thus to ensure a wide dynamic range. The fully reflecting resonator mirror 21 is designed as a deformable mirror in order to correct remaining aberrations.

Die thermooptischen Aberrationen, die üblicherweise zu schlech ten Strahlqualitäten führen, können in der erfindungsgemäßen Anordnung von Fig. 1 korrigiert werden. Dies führt zu viel besserer Fokussierung des Laserstrahls am Werkstück und damit zu viel höheren Strahlungsintensitäten, was besonders beim Schneiden und Bohren wichtig ist. Die erhöhte Strahlqualität erlaubt Schneiden und Bohren von stärkeren Materialien, schnellere Bearbeitung eines Werkstückes oder gleichwertige Bearbeitung mit geringeren Laserleistungen als üblich. Für Schweißarbeiten, wo größere Brennflecke benutzt werden, kann die Modenblende vergrößert und damit die Laserleistung ge steigert werden. Die Modenblende dient auch dazu, vom Werkzeug zurückgestreutes störendes Laserlicht zu blockieren. Nur achsennahes Streulicht kann in den Oszillator eindringen und dient so als zusätzliche Rückkopplung, die zur besseren Ausnutzung der gespeicherten Inversion führt. In anderen Worten, das Werkstück wird zum Teil als zusätzlicher Ausgangs spiegel benutzt. The thermo-optical aberrations, which usually lead to poor beam qualities, can be corrected in the arrangement according to the invention from FIG. 1. This leads to much better focusing of the laser beam on the workpiece and thus to much higher radiation intensities, which is particularly important when cutting and drilling. The increased beam quality allows cutting and drilling thicker materials, faster machining of a workpiece or equivalent machining with lower laser powers than usual. For welding work where larger focal spots are used, the mode diaphragm can be enlarged and thus the laser power can be increased. The mode diaphragm also serves to block disruptive laser light scattered back from the tool. Only scattered light near the axis can penetrate the oscillator and thus serves as additional feedback, which leads to better utilization of the stored inversion. In other words, the workpiece is partly used as an additional output mirror.

Eine Variante des Laserelements 1 in Fig. 1 ist in Fig. 3 dar gestellt. In dieser Ausführung sind die beiden großen Pump flächen 32 gleichzeitig Reflexionsflächen für den Laserstrahl 20 und müssen dementsprechend hohe optische Qualität besitzen. Zusätzlich sind die Ein- und Austrittsflächen 33 für den Laserstrahl dem Brewsterwinkel angepaßt, um Reflexionsverluste an diesen Flächen zu vermeiden. Wie bekannt, kompensiert diese Ausführungsform die thermooptische zylindrische Fokus sierung, aber dafür treten zusätzliche Aberrationen durch die Verformung der Reflexionsflächen in Erscheinung. Ob die Laserplatte 1 oder 31 bevorzugte Eigenschaften aufweist, hängt damit von der Anwendung ab.A variant of the laser element 1 in Fig. 1 is shown in Fig. 3. In this embodiment, the two large pumping surfaces 32 are at the same time reflection surfaces for the laser beam 20 and must accordingly have high optical quality. In addition, the entry and exit surfaces 33 for the laser beam are adapted to the Brewster angle in order to avoid reflection losses on these surfaces. As is known, this embodiment compensates for the thermo-optical cylindrical focusing, but additional aberrations occur due to the deformation of the reflection surfaces. It depends on the application whether the laser plate 1 or 31 has preferred properties.

Varianten der Umlenkprismen 22 in Fig. 1 sind in Fig. 4 und 5 dargestellt. In der Ausführung nach Fig. 4 ist das Prisma durch einen Schnitt 34 annähernd des Brewsterwinkels in zwei separate Prismen geteilt, was größere Justierfreiheit des Laserstrahles 20 erlaubt. Zusätzlich dient das Doppelprisma als Polarisator, und die konvexen Zylinderflächen 35 können vorzugsweise senkrecht zum Laserstrahl angebracht werden. Die Ausführungsform nach Fig. 5 besteht aus zwei annähernd zylindrischen Spiegeln und erlaubt hohe Justierfreiheit. Die notwendige parabolische Korrektur dieser Spiegel erschwert aber ihre Herstellung.Variants of the deflection prisms 22 in FIG. 1 are shown in FIGS. 4 and 5. In the embodiment of FIG. 4, the prism is divided by a section 34 approximately the Brewster angle into two separate prisms, allowing greater Justierfreiheit of the laser beam 20th In addition, the double prism serves as a polarizer, and the convex cylindrical surfaces 35 can preferably be attached perpendicular to the laser beam. The embodiment of FIG. 5 consists of two approximately cylindrical mirrors and allows high Justierfreiheit. However, the necessary parabolic correction of these mirrors complicates their manufacture.

Eine Variante der Umlenkspiegel 23 in Fig. 1 ist in Fig. 6 in der Form eines Prismas dargestellt. Die Ein- und Austritts flächen für den Laserstrahl 20 sind im Brewsterwinkel ange bracht, um Reflexionsverluste zu vermeiden und gleichzeitig den Laserstrahl zu polarisieren.A variant of the deflecting mirror 23 in FIG. 1 is shown in FIG. 6 in the form of a prism. The entry and exit surfaces for the laser beam 20 are introduced at Brewster angle to avoid reflection losses and at the same time polarize the laser beam.

Eine Variante der Auskopplung ist in Fig. 7 dargestellt, wo der Laserstrahl durch einen schmalen Spalt in dem anderweitig vollreflektierenden zylindrischen Spiegel ausgekoppelt wird. Diese Ausführung ersetzt die Elemente 23 bis 26 in Fig. 1, bedarf aber externer optischer Elemente zur Umformung des Laserquerschnittes von einem langen schmalen Streifen zu einem angenäherten Quadrat. A variant of the coupling-out is shown in FIG. 7, where the laser beam is coupled out through a narrow gap in the otherwise fully reflecting cylindrical mirror. This embodiment replaces the elements 23 to 26 in Fig. 1, but requires external optical elements to transform the laser cross section from a long narrow strip to an approximate square.

Eine Variante des Strahlenganges 20 in Fig. 1 ist in der Seiten ansicht der Fig. 8 abgebildet. In dieser Ausführung wird der lange aber schmale Querschnitt des Laserstrahles in der Länge unterteilt und der Strahl mehrmals in derselben Laserplatte 1 oder 31 verstärkt. Diese Anordnung ist besonders zur Verstär kung schwacher Laserstrahlen vorteilhaft. Der Korrekturbereich der zylindrischen Umlenkprismen 36 ist auch durch ihre axiale Lage größer als der der Umlenkprismen 22 in Fig. 1. Allerdings bleiben schmale Streifen in der Laserplatte zwichen benach barten Strahlengängen ungenutzt.A variant of the beam path 20 in Fig. 1 is shown in the side view of FIG. 8. In this embodiment, the long but narrow cross section of the laser beam is divided in length and the beam is amplified several times in the same laser plate 1 or 31 . This arrangement is particularly advantageous for amplifying weak laser beams. The correction range of the cylindrical deflection prisms 36 is also larger than that of the deflection prisms 22 in FIG. 1 due to their axial position . However, narrow strips in the laser plate between adjacent beam paths remain unused.

Die hauptsächlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführun gen im Vergleich zu bisher bekannten Lösungen bestehen aus:The main advantages of the embodiment according to the invention compared to previously known solutions consist of:

1) high performance due to multiple parallel arrangement nete laser elements and several internal radiation sources,
2) improved efficiency through compact design, reduced external mirror surfaces and reduced Self-absorption of pump light in the flash lamps,
3) Improved beam quality through optical compensation the thermo-optical aberrations in the laser plates,
4) wide dynamic range in efficiency and thus better machining options for the workpiece,
5) higher stability in laser power and beam quality due to the compact design of the laser resonator,
6) checking the feedback of the scattered light from the workpiece,
7) economical production of the components.

Obwohl hauptsächlich das Verhalten des Lasers als Oszillator beschrieben wurde, kann der Laserkopf natürlich auch als Verstärker eingesetzt werden. Die genannten Beispiele sollen den Umfang des Patents nicht beschränken.Although mainly the behavior of the laser as an oscillator The laser head can of course also be described as Amplifiers are used. The examples mentioned are intended do not limit the scope of the patent.

Claims

1. Laser with multiple laser elements and multiple radiation sources, characterized in that the Laserele elements and radiation sources are arranged as alternating layers parallel to each other and thereby pump the internal radiation sources simultaneously two laser elements.

2. Laser according to claim 1, characterized in that the Laser elements from thin plates and the radiation sources consist of a series of flash lamps.

3. Laser according to claim 2, characterized in that external Mirror the pump light received in the pump room and internal Mirror the pump light towards the laser elements distract.

4. Laser according to claim 3, characterized in that the Laser elements concave cylindrical entry and exit have surfaces for the bearing beam.

5. Laser according to claim 4, characterized in that external Optics convert the laser beam into neighboring laser elements steer and at the same time on in the laser elements correct cylindrical focusing.

6. Laser according to claim 5, characterized in that external Resonator mirror form the laser to the oscillator and the fully reflecting resonator mirror is deformable.

7. Laser according to claim 6, characterized in that a internal room filter with mode diaphragm unwanted stray light suppressed.

8. Laser according to claim 5, characterized in that the Laser beam through a narrow gap in another fully reflective mirror is coupled out.

9. Laser according to claim 4, characterized in that the Laser beam amplified several times in the same laser element becomes.