Technische Optik in der Praxis

= I A H @ A
, E @ A = I A H
0 4 5 F E A C A F F A F J E
= I A H I J = >
) K I F F A H
10.2 Neue Konzepte 261
Abb. 10.2. Seitengepumpter
Laser. Die Pumpdioden, gewöhnlich
Barren oder Stacks,
sind neben dem aktiven Material
angeordnet und ihre
Strahlung wird durch die Mantelflächen
des Laserstabs oder
Slabs eingekoppelt
erreichen [2–4]. Ferner kann durch sorgfältiges Design des Laserresonators
stabiler und effizienter transversaler Grundmodebetrieb erreicht werden [5].
Als Nachteil dieses Konzepts erweist sich jedoch, dass durch die Endfläche
nur eine begrenzte Leistung eingekoppelt werden kann. Aufgrund
thermischer Spannungen an den Endflächen von longitudinal gepumpten
Festkörperlasern, kann beispielsweise mit einen endgepumpten Nd:YAG Laser
nur eine maximale Ausgangsleistung von 60 W erreicht werden [6].
Daher wird für höhere Ausgangsleistungen das Pumplicht durch die Mantelflächen
des Laserstabs eingekoppelt (Abb. 10.2). Innerhalb gewisser Grenzen
kann somit die Ausgangsleistung des transversal gepumpten Lasers erhöht
werden, indem der Laserkristall verlängert wird und somit mehr Fläche zur
Verfügung steht, in die Pumpleistung eingekoppelt werden kann.
Dennoch bleibt das Problem, dass durch die optische Anregung des Laserprozesses
zum einen aufgrund der Energiedifferenz zwischen Pump- und
Laserphoton und zum anderen aufgrund nichtstrahlender Übergänge Wärme
im aktiven Material deponiert wird. Auch wenn die ins aktive Material eingebrachte
Wärmemenge bis zu viermal kleiner ist als bei lampengepumpten
Lasern gleicher Leistung [7], so begrenzt sie letztendlich doch die erzielbare
Ausgangsleistung. Nd:YAG Stäbe beispielsweise können nur bis zu einer
Pumpleistung von 300 W/cm Stablänge sicher betrieben werden [8]. Höhere
Pumpleistung führt zur Zerstörung des Kristalls aufgrund thermischer Spannungen.
10.2 Neue Konzepte
Neue Konzepte für diodengepumpte Festkörperlaser zielen vor allem auf die
Umgehung thermischer Effekte. Die vielversprechendsten Ansätze dazu sind
der Scheibenlaser und der Faserlaser [9].
Scheibenlaser verwenden als aktives Material eine dünne Scheibe aus einem
gängigen Lasermaterial, wie z.B. Yb:YAG. Die Dicke der Scheibe liegt in