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| Durchstimmung von Farbstofflasern |
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Farbstofflaser haben Bedeutung als durchstimmbare Laser erlangt, d.h. als Laser mit in relativ weiten Grenzen einstellbarer Wellenlänge. Der aktive Stoff besteht aus organischen Farbstoffen die Moleküle aus vielen Atomgruppen enthalten. Die dabei als Laserfarbstoffe eingesetzten Moleküle sind chemisch teilweise sehr unterschiedlich, um den Spektralbereich von nahem UV bis ins nahe IR abzudecken.
Jeder einzelne Farbstoff deckt dabei einen spektralen Bereich von typischerweise 30-60 nm ab. Farbstofflaser besitzen innerhalb ihres Resonators ein dispersives Element (z. B. ein Gitter), mit dem die Emissions-Wellenlänge des Lasers im Betrieb eingestellt werden kann. Durch Verstellen des dispersiven Elements ( Wellenlänge der ersten Beugungsordnung wird verstärkt, da sie mit dem Beugungswinkel veränderlich ist) wird der Farbstofflaser über oben genannten Spektralbereich frei durchstimmbar.
Farbstofflaser können sowohl im Dauerstrich- als auch im Pulsbetrieb eingesetzt werden. Als Pumplichtquellen werden oftmals Rubinlaser oder Halbleiterlaser verwendet.
| Durchstimmung von Diodenlasern |
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Der Strahl einer Laserdiode hat ein elliptisches Profil und wird durch einen präzis positionierten, aber fest angebrachten Kollimator so kollimiert, dass er in waagrechter Richtung nicht divergiert.
Neben der Justage des horizontalen Winkels α des Beugungsgitters kann auch dessen vertikale Neigung β, die optimalerweise 90° beträgt, eingestellt werden. Auf diese Weise minimiert man die Laserschwelle, d.h. den Injektionsstrom, bei welchem die Diode genügend Photonen aussendet, damit die stimulierte Emission gegenüber der spontanen zu dominieren beginnt.
Das Beugungsgitter muss den Diodenstrahl mit hoher Präzision in sich selbst zurückreflektieren. Danach stellt man durch Justage des Gitterwinkels bei zunächst konstantem Strom und Temperatur den Laser näherungsweise auf die gewünschte Wellenlänge ein.
| Wellenlängenselektion an CO und CO2 Lasern |
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CO und CO2 Laser werden zum größten Teil in der Material- bearbeitung aber auch in der Medizin eingesetzt. Die Wellenlänge bei diesen Anwendungen liegt bei 10,6µm. Dies ist die Wellenlänge mit der größten Verstärkung und der größten Ausgangsleistung.
Um andere CO2 Laserlinien abstimmen zu können (Bereich zwischen 9-11 µm) werden in der Regel Gitter in LITTROW-Konfiguration als linienselektives (dispersives) Element verwendet und zusätzlich können diese noch zur Auskoppelung aus dem Resonator dienen. | |
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