OPTICAL ARRANGEMENT WITH FIBRE LASER OR FIBRE AMPLIFIER AND FREE-BEAM COUPLING ELEMENT

• Main Authors: EICHHORN, Marc, KIELECK, Christelle, FORSTER, Patrick
• Format: Patent
• Language: English; French; German
• Published: 05.10.2023
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; DEVICES USING STIMULATED EMISSION; ELECTRICITY

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Anordnung mit einem Faserlaser (1) oder Faserverstärker (2), die wenigstens eine aktive Faser (3) mit einem Faserkern und wenigstens einem Fasermantel und eine Koppellinse (4) aufweist, die in einem Abstand zu einem ersten Faserende der aktiven Faser (3) angeordnet ist und über die Pumpstrahlung (5) über das erste Faserende in den Fasermantel einkoppelbar ist. Die Koppellinse (4) weist eine kreisförmige innere Zone (4a) und eine ringförmige äußere Zone (4b) auf, die so ausgebildet sind, dass eine Fokusebene von auf die äußere Zone (4b) auftreffender kollimierter Strahlung der Pumpwellenlänge näher an einer Fokusebene von auf die innere Zone (4a) auftreffender kollimierter Strahlung der Laserwellenlänge liegt als bei üblicher Ausführung einer Linse, die im gesamten Linsenbereich für eine Wellenlänge nur eine Fokusebene aufweist. Mit der vorgeschlagenen optischen Anordnung lassen sich eine erhöhte Effizienz des Faserlasers oder Faserverstärkers und höhere Pump- und Ausgangsleistungen erreichen. Durch Verwendung nur einer einzelnen Koppellinse kann die gesamte Anordnung in kompakter Bauweise realisiert werden. The present invention relates to an optical arrangement comprising a fibre laser (1) or fibre amplifier (2), which has at least one active fibre (3) with a fibre core and at least one fibre jacket and a coupling lens (4), which is arranged at a distance from a first fibre end of the active fibre (3) and can be coupled into the fibre jacket by means of the pump radiation (5) via the first fibre end. The coupling lens (4) has a circular inner zone (4a) and an annular outer zone (4b), which are designed so that a focal plane of collimated radiation of the pump wavelength, incident on the outer zone (4b), is closer to a focal plane of collimated radiation of the laser wavelength incident on the inner zone (4a) than in a conventional embodiment of a lens, which has just one focal plane in the entire lens region for one wavelength. An increased efficiency of the fibre laser or fibre amplifier and higher pump and output powers can be achieved with the proposed optical arrangement. The entire arrangement can be can be realised in a compact design by using just one individual coupling lens. La présente invention se rapporte à un agencement optique comprenant un laser à fibre (1) ou un amplificateur à fibre (2), qui comporte au moins une fibre active (3) avec un cœur de fibre et au moins une gaine de fibre et une lentille de couplage (4), qui est disposée à une certaine distance d'une première extrémité de fibre de la fibre active (3) et peut être couplée dans la gaine de fibre au moyen du rayonnement de pompe (5) par le biais de la première extrémité de fibre. La lentille de couplage (4) présente une zone interne circulaire (4a) et une zone externe annulaire (4b), qui sont conçues de telle sorte qu'un plan focal de rayonnement collimaté de la longueur d'onde de pompe, incident sur la zone externe (4b), est plus proche d'un plan focal de rayonnement collimaté de la longueur d'onde laser incident sur la zone interne (4a) que dans un mode de réalisation classique d'une lentille, qui présente seulement un plan focal dans toute la région de lentille pour une longueur d'onde. Une efficience accrue du laser à fibre ou de l'amplificateur à fibre ainsi que des puissances de pompe et de sortie supérieures peuvent être obtenues au moyen de l'agencement optique proposé. La totalité de l'agencement peut être réalisée en une conception compacte à l'aide d'une seule lentille de couplage individuelle.