Gaußspiegel

Gaußspiegel, auch als VRM (variable reflecting mirrors) bekannt, zeichnen sich dadurch aus, dass der Reflexionsgrad vom Zentrum der Optik gaußförmig abfällt. LASER COMPONENTS ist einer der wenigen Anbieter weltweit, der solche speziellen Resonatorspiegel herstellt.

Die Spiegel finden Einsatz in instabilen Resonatoren, wo sie zur Gewinnung eines hochwertigen Laserstrahls mit geringer Strahldivergenz bei hohen Pulsenergien dienen. Bei frequenzverdoppelten Systemen werden sie zur Erzeugung einer höheren Pumpeffizienz verwendet.

Die Funktion der Gaußspiegel basiert auf einem Fabry-Pérot Interferometer mit festem Spiegelabstand - einem so genannten Etalon. Der durch die Beschichtung hervorgerufene Phasenshift wird dadurch minimiert. Weiterhin wird die Verzerrung der Wellenfront kohärenter Strahlung reduziert.

Die nebenstehende Abbildung zeigt den Querschnitt einer Beschichtung, die für monochromatisches Licht eine stufenweise ortsabhängige Änderung der Reflexion R(r) aufweist.

Eine so genannte Abstandsschicht S mit variierender Dicke d wird von zwei identischen Spiegelschichten M umschlossen. Ist d ein gerades Vielfaches von l/e, so ist das System transparent für die Wellenlänge und weist für l keine Reflexion auf. Sofern d ein ungerades Vielfaches von l/4 ist, wird die Gesamtreflexion von der Reflexion der Spiegelschichten M bestimmt.

Für Gaußspiegel werden spezielle Substrate verwendet, meist Meniskuslinsen mit einem Keil um Rückreflexe, trotz rückseitiger Entspiegelung zu vermeiden. LASER COMPONENTS bietet Gaußspiegel mit kundenspezifischen Substraten wie Meniskus-, Plankonvex- und Plansubstraten an.

Eine Möglichkeit zur Erzeugung eines Hochleistungslaserstrahls ist die Verwendung eines instabilen Resonators mit einem konkaven (fokussierenden) Spiegel in der Nähe des Laserkristalls und einem konvexen (defokussierenden) Spiegel zur Auskopplung des Laserstrahls. Diese Anordnung ermöglicht die Verwendung eines großen Laserkristalls und die Erzeugung eines Strahls mit hoher Leistung, der jedoch auch einen großen Durchmesser und eine hohe Divergenz aufweist. 

Werden Gaußspiegel zur Auskopplung aus dem Resonator verwendet, so ist die Konvergenz des Strahls deutlich höher.