小,在周面的區(qū)域中導(dǎo)致固體的減小的耐壓強(qiáng)度。這就激光激活介質(zhì)或固體的熱膨脹系數(shù) 典型地不同于熱沉的熱膨脹系數(shù)而言是有問題的,該固體與熱沉熱耦合,從而溫度變化可 以導(dǎo)致提高的內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力,該提高的內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力在極端情況下可以導(dǎo)致固體中的應(yīng)力 裂紋并因此導(dǎo)致固體的失靈。
[0021] 優(yōu)選地,在具有傾斜區(qū)段的周面上構(gòu)造有凹槽,所述凹槽從板狀固體的下側(cè)的外 棱邊出發(fā)朝所述板狀固體的上側(cè)的外棱邊的方向延伸,其中,該凹槽優(yōu)選延伸直至固體的 上側(cè)的外棱邊(并且必要時超過該外棱邊)。凹槽有利地引起在固體的上側(cè)的邊緣與下側(cè) 的邊緣之間的區(qū)域中的應(yīng)力減小,也就是說在固體的如下區(qū)域中,該區(qū)域由幾何厚度減小 所涉及。所述凹槽可以越過周面從上側(cè)的外棱邊進(jìn)一步向內(nèi)延伸。同樣原則上可能的是, 凹槽(沿徑向)已經(jīng)在固體的上側(cè)上的外棱邊之前結(jié)束。
[0022] 通過固體材料中的典型地間隙形或縫隙形的凹槽一一所述凹槽從在固體下側(cè)上 的外棱邊朝在固體的上側(cè)上的外棱邊的方向延伸(也就是說固體的圓形幾何結(jié)構(gòu)的情況 下沿徑向方向),可以消除在固體材料中沿周向(沿方位角的方向)作用的拉伸應(yīng)力。在固 體材料中發(fā)生的徑向作用的剪切應(yīng)力一一所述剪切應(yīng)力同樣通過固體的和熱沉的不同的 熱膨脹系數(shù)引起一一可以通過適合的連接技術(shù)(尤其通過粘接或鍵合)通過徑向位置坐標(biāo) 消除。
[0023] 凹槽的深度通常相應(yīng)于固體的厚度,從而形成縫隙式的從上側(cè)直至下側(cè)連續(xù)的凹 槽。必要時,凹槽的深度可以小于固體厚度,由此產(chǎn)生具有袋底部或凹槽底部的袋式凹槽。 凹槽的縱向延伸如上所述優(yōu)選沿徑向方向(在板狀固體中)走向,然而必要時也可以(逐 區(qū)段地)偏離于徑向方向,也就是也沿周向延伸。凹槽通常至少構(gòu)造在固體周面上傾斜區(qū) 段的區(qū)域中并且例如可以通過激光去除工藝或沖蝕制造。
[0024] 在一種擴(kuò)展方案中,凹槽將周面分為多個尤其大小相同的部分。對于凹槽從板狀 固體的下側(cè)上的外棱邊沒有完全延伸直至板狀固體的上側(cè)上的外棱邊的情況,必要時僅僅 將周面的位于(徑向)外部的區(qū)域分為多個相同大小的部分。根據(jù)凹槽的數(shù)量,板狀固體 或其周面分為大小相同的部分,也就是說每一部分具有沿周向相同大小的延伸。通過凹槽 相互間均勻的分布(維持相同間隔)產(chǎn)生在固體中均勻的應(yīng)力分布和應(yīng)力減小。由此具有 朝固體邊緣的相對大幅的縮細(xì)(厚度減?。┑墓腆w在固體邊緣上(幾乎)沒有示出由應(yīng)力 弓丨起的裂紋。但顯然,必要時也可以將周面分為不同大小的部分。
[0025] 固體的各個部分優(yōu)選具有沿周向測量的在大約500 ym與5_之間的寬度或延伸。 該寬度在具有徑向走向的凹槽的圓形固體的情況下涉及相應(yīng)固體部分的位于徑向內(nèi)部的 (最窄的)區(qū)域。盤狀固體的典型的直徑位于大約4mm與大約25mm之間,典型的厚度在大 約 50 y m_350 y m。
[0026] 在另一實(shí)施方式中,凹槽的寬度小于150 ym、優(yōu)選小于110 ym。這樣的相對小的 凹槽寬度例如可以通過板狀固體的激光加工實(shí)現(xiàn)。通過凹槽的小的橫向延伸,僅僅需要小 的材料去除并且在連續(xù)凹槽的情況下還可以確保:在固體的下側(cè)上的與熱沉熱接觸的面由 于凹槽而沒有太大幅地減小。
[0027] 在一個實(shí)施方式中,在周面的一個與相應(yīng)的凹槽正好相反對置的區(qū)域上分別形成 所述部分中的一個。有利的是,凹槽沒有正好相反對置地設(shè)置,也就是說,凹槽中的各兩個 沒有沿著一個共同的連接軸線走向,該共同的連接軸線例如在圓形固體的情況下可以通過 激光盤的中點(diǎn)。兩個相互對置的凹槽必要時可以如兩個鏡面那樣起作用,在所述兩個鏡面 之間沿著連接軸線產(chǎn)生駐波,而在一個部分上總是發(fā)生耦合輸出。顯然,在將周面分為奇數(shù) 個相同大小部分的情況下自動滿足如下條件,即所述凹槽不應(yīng)正好相反對置。
[0028] 在另一實(shí)施方式中,凹槽在構(gòu)造在板狀固體的上側(cè)上的周面的外棱邊的區(qū)域中通 到一個尤其圓形的端區(qū)段中,該端區(qū)段的橫向延伸相比凹槽在(其余)周面上的橫向延伸 增大。通過設(shè)置加寬的端區(qū)段可以降低固體的弱化(Schwachung),將凹槽引入到固體 中例如鑒于凹槽的切口效應(yīng)(也就是,由于固體材料中的應(yīng)力峰值引起)可以造成所述固 體的弱化,因?yàn)樵诙藚^(qū)段中的應(yīng)力分布相比于在保持凹槽寬度的情況下在更大的體積上分 布。
[0029] -般有利的是,所述凹槽為了避免固體中的應(yīng)力峰值不具有大幅變化的、尤其突 然的輪廓變化。即使在凹槽上不設(shè)置用于降低切口效應(yīng)的加寬的端區(qū)段,已經(jīng)證實(shí)為有利 的是,這些凹槽通到一個倒圓的、優(yōu)選基本上柱形的或錐形的端區(qū)段中。
[0030] 在另一實(shí)施方式中,散射區(qū)域和/或傾斜區(qū)段構(gòu)造在固體的邊緣區(qū)域中,該邊緣 區(qū)域從固體的外棱邊朝固體的中軸線的方向延伸,其中,邊緣區(qū)域的延伸為固體從外棱邊 直至中軸線的整個延伸的30 %與50 %之間,優(yōu)選在35 %與45 %之間。邊緣區(qū)域位于激活區(qū) 域之外,在激活區(qū)域中泵浦輻射入射到該固體上或者在固體的激光激活介質(zhì)中產(chǎn)生激光輻 射,該激光輻射通過固體的上側(cè)射出。顯然,寄生輻射的耦合輸出應(yīng)僅僅在激活區(qū)域(泵浦 地點(diǎn))之外實(shí)現(xiàn)。保持上述給出的比例導(dǎo)致橫向傳播的寄生輻射的特別有效的耦合輸出。
[0031] 如下一種實(shí)施方式是優(yōu)選的,其中,固體的外直徑Ds與在固體中產(chǎn)生的泵浦區(qū)域 的直徑D P的比大于固體材料的折射率n s與包圍固體的介質(zhì)的折射率ru的比。如果遵循該 條件,則確保從泵浦區(qū)域的最外棱邊發(fā)出的輻射低于沿方位角的方向全反射的邊界角,這 是可以耦合輸出輻射的條件。
[0032] 如果在具有折射率ns(>1)的固體材料以及具有折射率^的環(huán)境介質(zhì)、典型地具有 折射率1的空氣的情況下泵浦區(qū)域(泵浦地點(diǎn))的直徑D P相對于固體的外直徑Ds足夠 小,則保持該條件Ds/DP>n s/rv在該情況下,從泵浦地點(diǎn)的邊緣必要時自發(fā)發(fā)出的輻射一一 該輻射與邊緣相切地朝固體外邊緣的方向傳播一一以一個角度射到固體的周面或外邊緣 上,該角度小于沿方位角的方向全反射的角度。
[0033] 在另一實(shí)施方式中,該固體激光裝置附加地包括用于將泵浦輻射聚焦到板狀固體 上的聚焦裝置。為了產(chǎn)生泵浦輻射,固體激光裝置通常具有泵浦光源,其用于板狀固體的光 學(xué)泵浦。聚焦裝置例如可以涉及拋物面鏡,板狀固體設(shè)置在該拋物面鏡的焦平面中。通過 在拋物面鏡的不同反射區(qū)域上的聚焦,泵浦光源的泵浦輻射可以多次經(jīng)過激光激活介質(zhì), 從而可以實(shí)現(xiàn)固體激光裝置的高效率。
[0034] 在另一實(shí)施方式中,該固體激光裝置包括激光共振器,其具有至少一個反射鏡 (RUckspiegel)以及至少一個耦合輸出鏡。激光共振器用于放大在激光激活固體介質(zhì)中激 勵的激光輻射。反射鏡可以尤其在使用聚焦裝置用于產(chǎn)生多次循環(huán)的情況下直接構(gòu)造在固 體自身上(典型地以反射涂層的形式)。但固體也可以安裝在激光共振器的偏轉(zhuǎn)鏡或折疊 鏡上。
[0035] 在具有這樣的聚焦裝置或這樣的激光共振器的固體激光裝置一一所述固體激光 裝置典型地以CM(英語:"連續(xù)波")模式運(yùn)行一一的情況下,在小的耦合輸出等級的情況 下調(diào)節(jié)相對低的反轉(zhuǎn)。因此可以假定:在該情況下可以省去經(jīng)放大的自發(fā)發(fā)射的耦合輸出。 然而在接通過程期間反轉(zhuǎn)首先不與耦合輸出等級平衡,從而設(shè)置傾斜區(qū)段或散射面在以CW 模式運(yùn)行的固體激光裝置的情況下也可以是有利的。
[0036] 固體激光裝置也可以構(gòu)造用于產(chǎn)生激光脈沖。脈沖式激光系統(tǒng)能夠在短的連續(xù) 的時間段內(nèi)產(chǎn)生特別高的激光功率。為了產(chǎn)生激光脈沖可以給常規(guī)的CW激光共振器脈 沖式地提供泵浦輻射(例如借助于激光二極管作為在使用盤式激光共振器的情況下的泵 浦輻射源)。但為了產(chǎn)生短脈沖也可以在固體激光裝置中設(shè)置附加的光學(xué)元件,例如所謂 的"Q-Switch",通過其實(shí)現(xiàn)品質(zhì)因數(shù)電路,該品質(zhì)因數(shù)電路能夠?qū)崿F(xiàn)激光脈沖的突然發(fā)射。 "Q-Switch"可以實(shí)現(xiàn)為有源光學(xué)元件(例如聲光或電光調(diào)制器),但也可以實(shí)現(xiàn)為無源光 學(xué)元件(可飽和的吸收器)。
[0037] 品質(zhì)因數(shù)電路的一個變型是"腔倒空(cavity dumping) ",其中,借助于 "Q-Switch"使激光共振器的耦合輸出等級在0%與100%之間變化,也就是說將在激光共 振器中存儲的能量完全耦合輸出。在此典型地,電光調(diào)制器用作