Technische Optik in der Praxis

9.3 Moden 249
Man bezeichnet sie als axiale Moden. Der Frequenzabstand ∆ν zweier axialer
Moden beträgt damit
∆ν = c
, (9.2)
2 · L
wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist.
Die Wellenlänge λp muß innerhalb der verstärkungsfähigen Laserlinienbreite
liegen, wodurch die Zahl p festgelegt wird. Es können beim Laser
mehrere axiale Moden gleichzeitig auftreten, sobald der Frequenzabstand der
axialen Moden kleiner ist als die laserfähige Bandbreite. In Abb. 9.3 wird
als Beispiel ein L = 0.5 m bzw. 1.5 m langer CO2-Laser mit einem Lasergasdruck
von 10 kPa behandelt, bei dem nur 1 axiale Mode anschwingt bzw. 4
axiale Moden gleichzeitig anschwingen können. Anhand Abb. 9.3 kann man
insbesondere für frequenz- und leistungsstabile Laser erkennen, daß die optische
Resonatorlänge bis auf Bruchteile der Laserwellenlänge genau passiv
oder sogar aktiv stabilisiert werden muß.
Die beiden Spiegel, die den optischen Resonator des Lasers bilden, sind
i. a. nicht planparallele Spiegel. Die Justierung der Spiegel ist viel unkritischer,
wenn Hohlspiegel verwendet werden. Tatsächlich werden die meisten
Laser-Oszillatoren mit Hohlspiegel betrieben. Die Resonanzwellenlängen sind
dann nicht mehr durch Gl. (9.1) gegeben, sondern hängen jetzt von drei In-
Abb. 9.3. Verstärkungsprofil eines CO2-Lasers bei einem Lasergasdruck von
10 kPa und einer Resonatorlänge von (a) 0.5 m bzw. (b) 1.5m[3].ImFall(a)
beträgt der Frequenzabstand zweier axialer Moden ∆ν = 300 MHz, so daß nur eine
axiale Mode anschwingt. Im Fall (b) beträgt hingegen der Modenabstand ∆ν =
100 MHz, so daß in diesem Fall drei bis vier axiale Moden anschwingen können