Aufbau einer gepulsten Quelle polarisierter Elektronen - Institut für ...
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32 Kapitel 3. Der Experimentaufbau<br />
3.2.2 Der Pulslaser<br />
Pumpstrahl<br />
M7<br />
M8<br />
BP1<br />
Ti:Al 2<br />
O 3<br />
L1 M4 M5<br />
M9<br />
BS4<br />
BS3<br />
BS2<br />
M6<br />
BP2<br />
Piezo<br />
M2<br />
BRF<br />
Blende<br />
M1<br />
BS1<br />
Auskoppel<br />
Spiegel<br />
Starter<br />
M3<br />
Abbildung 3.2: Der Resonator des Mira-Lasers im Femtosekunden-Modus.<br />
Der als Pumplaser eingesetzte Ar + -Ionenlaser wird mit <strong>einer</strong> Ausgangsleistung von<br />
8.5 W betrieben. Sein Strahl wird über mehrere Umlenkspiegel auf den Ti:Sp-<br />
Kristall des Pulslasers gerichtet. Die Linse L1 in Abb. 3.2 fokussiert den grünen<br />
Pumpstrahl durch den für grünes Licht durchlässigen Laserspiegel M4 in das Zentrum<br />
des im Brewsterwinkel geschnittenen Titan-Saphir-Kristalls. Die Brennweite<br />
ist so gewählt, daß der Pumpstrahl gut mit der Strahltaille (waist) der TEM 00 Mode<br />
des Resonators überlappt.<br />
Der Mira Resonator wird von dem Auskoppelspiegel M1 und dem Endspiegel M7<br />
gebildet. Vor M1 befindet sich die für das Kerr-Lens-Modelocking notwendige<br />
Blende. Der optische Kerr-Effekt sorgt dafür, daß der Strahlwaist auf der Blende<br />
im Pulsbetrieb kl<strong>einer</strong> ist, als im cw Modus (s. Abbildung 3.4(a)). Die Spaltbreite<br />
wird so eingestellt, daß im cw Betrieb Leistung „abgestreift“ wird. Dadurch wird<br />
der Pulsbetrieb gegenüber dem cw Betrieb bevorzugt. Befindet sich der Laser einmal<br />
im Pulsbetrieb, wird er nicht mehr in den cw Betrieb zurückspringen.<br />
Zum Initiieren des Pulsbetriebs muß im Resonator ein Puls hoher Intensität erzeugt<br />
werden, der sich dann über mehrere Resonatorumläufe gegenüber dem cw-Betrieb<br />
durchsetzt. Das wird durch einen Startermechanismus erreicht. Er erlaubt in Verbindung<br />
mit M3 eine ruckartige Veränderung der Resonatorlänge. Dadurch schwingen<br />
kurzzeitig mehr Moden im Resonator an, die durch zufällige Interferenz einen Puls<br />
hoher Intensität ausbilden können [70].<br />
Die beiden sphärischen Faltspiegel M4 und M5 erzeugen eine Strahltaille im Laserkristall<br />
und kompensieren durch ihre schräge Aufstellung gleichzeitig die durch die<br />
Brewsterfenster des Kristalls hervorgerufene Strahlasymmetrie.<br />
Die Pulsverlängerung aufgrund von Gruppengeschwindigkeitsdispersion und<br />
Selbstphasenmodulation [71] im Laserkristall wird durch die beiden Prismen BP1<br />
und BP2 in Verbindung mit dem Endspiegel M7 kompensiert (s. Abb. 3.3(b)). M6<br />
dient als Faltspiegel. Der Strahlteiler BS1 zweigt einen Teil der Strahlintensität laserintern<br />
auf eine Reihe von Photodioden ab. Das Signal <strong>einer</strong> dieser Photodioden
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