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Sichtbare und infrarote Festkörperlaser mit nichlinearer Frequenzumsetzung sowie Anregung über resonante Zwischenniveaus

Julian Findeisen

ISBN 978-3-89722-288-5
126 Seiten, Erscheinungsjahr: 1999
Preis: 40.00 €
Grundlagenexperimente zur Umwandlung von Wellenlängen, der räumlichen und der zeitlichen Emissionscharakteristik von Laserstrahlen wurden in verschiedenen Raman-aktiven Kristallen ausgeführt. Ein modengekoppeltes blitzlampengepumptes Nd:YAG Pikosekunden-Einzelpulslasersystem diente zur Untersuchung der Stokes- und Anti-Stokes-Verschiebung unter Einzelpass- und resonanten Bedingungen.

Damit wurden neue effiziente Kristalle zur Wellenlängenumwandlung erforscht, die nichtlineare Konversionenprozesse der stimulierten Raman-Streuung (SRS) und der Erzeugung der Zweiten Harmonischen (SHG) kombinieren. Sie erlauben die effiziente Verschiebung der Nd:YAG Laseremission in diskrete Linien im sichtbaren Spektralbereich. Mit LiIO3 wurden Multiwellenlängenlaser von 500 nm bis 700 nm realisiert.

Der Haupteil der Arbeit bestand in der Untersuchung von Raman-Lasern, um neue sichtbare Wellenlängen zu erzeugen. Resonante SRS in die erste Stokes-Linie und nachfolgende SHG mit einem Verdopplerkristall ergänzen die verfügbaren Nd:YAG Wellenlängen im gelben Spektralbereich. In diesem Bereich von 580-600 nm operieren kaum Nd-dotierte Festkörperlasermaterialien, sodass neue Festkörperlaser im Sichtbaren durch die Raman-aktiven Kristallen KGd(WO4)2, PbWO4, NaBrO3 und Ba(NO3)2 realisiert sind.

Zur Minimierung der Komplexität und der Maximierung sowohl der Effizienz als auch der der Strahlqualität wurde die Technologie eines diodengepumpten Masteroszillators mit Slaveoszillator gleicher Länge als Verstärker und eines diodengepumpten gütegeschalteten Lasers zum Aufbau der Raman-Laser im sichtbaren Spektralbereich verwendet. Damit wurden Stokes-Linien im infraroten Spektralbereich bei 1159, 1163, 1177 und 1197 nm in den gelben Spektralbereich zwischen 580 nm und 599 nm mit nichtkritischer Phasenanpassung in LBO unter Erhaltung Stokes-Strahlqualität konvertiert.

Außerdem wurden Quarz-Fasershifter untersucht, die eine effiziente Quelle für die Generation eines Kontinuums im sichtbaren und IR-Spektralbereich darstellen. Das emittierte Weißlichtkontinuum erstreckt sich über den Bereich von 590 bis 800 nm, wenn die Faser bei 1064 nm gepumpt wird.

Selbstfrequenzverdopplung in den grünen Spektralbereich wurde bei 532 nm mit Gd2(MoO4)3 mit Ti:Saphir und Diodenpumpen erreicht. Das ist eine vielversprechende Möglichkeit für die Konstruktion von Minilasern, aus nur einem Kristall bestehend, die ebenfalls im sichtbaren Spektralbereich emittieren.

Keywords:
  • Quantenoptik
  • Laser
  • Kristallographie

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