Auslegung und Charakterisierung eines druckverformbaren Spiegels für den resonatorinternen Einsatz

Kurzfassung

Für die Entwicklung von Hochleistungslasern mit guter Strahlqualität stellt die thermische Linse ein großes Problem dar. Durch das Konzept des Scheibenlasers wird dieser Effekt zwar signifikant reduziert - aber für gute Strahlqualität ist dieser immer noch zu Hoch. Ziel dieser Arbeit ist es diesen Effekt durch einen deformierbaren Spiegel resonatorintern auszugleichen. Die Grundidee für den deformierbaren Spiegel stammt aus einer Strahlführungsanlage für CO2-Laser. Hier wurde eine Kupferplatte durch Wasserdruck so deformiert, dass sich die Brechkraft ändert. Für die SL-wellenlänge ist dieser Kupferspiegel jedoch mit zu großen Oberflächenfehlern sowie einer eingeschränkten Reflektivität versehen. Die Idee der Deformation mittels Wasserdruck wurde daher aufgegriffen und mit einem sehr dünnen Spiegelsubstrat kombiniert. Für die Auslegung des Spiegels wurden Simulationen und Rechnungen gemacht und die jeweilige deformierte Form des Spiegels analysiert. Die Auswertung erfolgte in einem Inneren Bereich der in einen parabolischen Anteil welcher für die Kompensation der Brechkraftänderungen in einem Laser verwendet werden kann. Basierend auf diesen Berechnungen sind die notwendigen Komponenten hergestellt worden. Die genaue Oberfläche wurde zusätzlich unter einem Interferometer vermessen. Dieser Spiegel wurde im Scheibenlaser mit Neutralen Gain Modulen und resonatorinterner Wellenfrontkorrektur ” [DPG Frühjahrstagung 2012 eingereicht] eingesetzt. Für den Vakuumeinsatz hat dieser so hergestellte Spiegel zwei Probleme. Zum einen wird durch den Vordruck im Vakuum die mögliche Deformation bereits ausgereizt, zum anderen würde ein Brechen des Spiegels dazu führen, dass Wasser die Vakuumkammer flutet. Daher wurde eine neue Variante entworfen, die diese beiden Probleme löst.