Technische Optik in der Praxis

260 10 Neue Laser
index zu einem Brechzahlgradienten uns somit zu einer thermischen Linse
führt. Ferner führt der Temperaturgradient zu mechanischem Stress, der zum
einen über den fotoelastischen Effekt zum Brechzahlgradienten beiträgt und
zum anderen Spannungsdoppelbrechung hervorruft. Thermische Linsenwirkung
und Spannungsdoppelbrechung führen zur Verschlechterung der Strahlqualität
bzw. zur Depolarisation der erzeugten Laserstrahlung. Ein wichtiges
Kriterium beim Design moderner Festkörperlaser ist daher das Reduzieren
bzw. die Kontrolle thermischer Effekte.
Im Vergleich zur Anregung mit Lampen wird bei der Anregung mit
Diodenlasern nur etwa ein Viertel der Wärme ins aktive Material eingebracht,
da ihr Emissionsspektrum perfekt auf das Anregungsspektrum des aktiven
Ions angepasst werden kann. Das führt zu deutlichen Verringerung der thermooptischen
Effekte. Die hohe elektrisch zu optische Effizienz von bis zu 50%
und eine Lebensdauer von mehr als 10 000 Stunden sind weitere Vorteile bei
der Verwendung von Diodenlasern als Pumpquelle für Festkörperlaser.
Diese Vorteile haben zusammen mit der guten Verfügbarkeit von Hochleistungsdiodenlasern
in den letzten Jahren die Entwicklung verschiedener
neuer Konzepte für diodengepumpte Festkörperlaser ausgelöst.
10.1 Konzepte für diodengepumpte Festkörperlaser
Beim Aufbau von diodengepumpten Festkörperlasern lassen sich zwei unterschiedliche
Konzepte realisieren: Transversal und longitudinal angeregte
Systeme.
Bei longitudinal bzw. endgepumpten Lasern wird die Strahlung der Laserdioden
in einen kleinen Spot durch einen der Resonatorspiegel auf die
Endfläche des aktiven Materials fokussiert (Abb. 10.1). Auf die Weise ist es
auch möglich, das Volumen des optisch angeregten Materials an das Modenvolumen
des Lasers anzupassen um einen hohen optischer Wirkungsgrad zu
, E @ A = I A H F F A F J E
= I A H @ A
= I A H I J = >
0 4 5 F E A C A ) K I F F A H
Abb. 10.1. Endgepumpter Laser. Das Pumplicht wird durch einen der Resonatorspiegel
in das aktive Medium eingekoppelt. Durch Anpassen des angeregten Volumens
an das Modenvolumen der Fundamentalmode lässt sich eine hervorragende
Strahlqualität erreichen