erBiuM-FestkÖrperLaser Bei 1,6 µm eMissiOns

ERBIUM-FESTKÖRPERLASER
BEI 1,6 µm EMISSIONSWELLENLÄNGE
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Ergebnis
Ein Laseroszillator mit einem ErLu:YAG als Laserkristall wurde
aufgebaut und im kontinuierlichen Betrieb vermessen.
Mit dem Aufbau, der für den Pulsbetrieb optimiert ist, wurde
eine Steigungseffizienz im kontinuierlichen Betrieb von
50 Prozent erzielt. Aus 7,5 W Pumpleistung wurden 1,3 W
Aufgabenstellung
Ausgangsleistung bei einer Wellenlänge von 1645 nm gewonnen.
Rechnungen sagen Pulsenergien bis 10 mJ bei 10 Prozent
Die Verteilung und Menge der Treibhausgase CO2 und CH4
optisch-optischer Effizienz aus dem Oszillator voraus. Die
in der Atmosphäre haben Einfluss auf das Klima und sind
Effizienz wird durch die Zerstörschwellen der Optiken begrenzt.
deswegen Gegenstand der Forschung. Zu ihrer Messung
Höhere Repetitionsraten führen zu einer Effizienzsteigerung.
mittels Lidar-Verfahren können Absorptionslinien der Moleküle
im Bereich um 1,6 µm herangezogen werden. Dafür ist
Anwendungsfelder
schmalbandige (longitudinal einmodige) Laserstrahlung mit
einer Linienbreite unter 20 MHz erforderlich. Dies wird bislang
Die bisherigen Ergebnisse sind ein wichtiger Meilenstein
mit nichtlinearen Konverterstufen (OPO/OPA) realisiert. Die
auf dem Weg zu einer direkt emittierenden Laserquelle für die
Erzeugung solcher Laserstrahlung mittels Festkörperlasern
zur Methandetektion relevanten Wellenlängen. Laserstrahlung
basierend auf erbiumdotierten Kristallen verzichtet auf nicht-
mit Wellenlängen um 1,6 µm findet auch in der Medizintechnik
lineare Prozesse und verspricht Vorteile hinsichtlich Effizienz,
Anwendung. Zusätzlich kommt eine Nutzung zur Laser-
Robustheit und Baugröße.
materialbearbeitung von im sichtbaren Wellenlängenbereich
transparenten Materialien infrage.
Vorgehensweise
Diese Arbeiten wurden durch das BMBF unter dem FörderEs wird ein Festkörperlaser mit einem Erbium-dotierten
kennzeichen 01 LK 0905 B gefördert.
Laserkristall aufgebaut, der mit Erbium-dotierten Faserlasern
bei 1532 nm Wellenlänge gepumpt wird. Der Festkörperlaser
Ansprechpartner
wird mit einer Repetitionsrate von 100 Hz gütegeschaltet
und mit aktiver Resonatorlängenregelung »single-frequency«
Dipl.-Phys. Ansgar Meissner
betrieben.
Telefon +49 241 8906-132
[email protected]
Ein Computermodell, das auf die Spezifikation der zu untersuchenden Laserquellen (kontinuierliche Pumpquelle, gepulster
Dipl.-Phys. Marco Höfer
Laser, Sättigung der Pumplichtabsorption und thermische
Telefon +49 241 8906-128
Besetzung des unteren Laserniveaus) angepasst ist, wird
[email protected]
entwickelt. Die Skalierungsgrenzen bezüglich der Effizienz,
Energie und Repetitionsrate werden erarbeitet.
2 Gepumpter Laserstab aus
Erbium-dotiertem Kristall.
3 Laboraufbau des Laseroszillators.
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, www.ilt.fraunhofer.de
DQS zertifiziert nach DIN EN ISO 9001, Reg.-Nr.: DE-69572-01
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Änderungen bei Spezifikationen und anderen technischen Angaben bleiben vorbehalten. 03/2012.
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