Technische Optik in der Praxis

262 10 Neue Laser
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Abb. 10.3. Scheibenlaser. Der mit dem HR-Spiegel versehene Laserkristall ist auf
einer Wärmesenke montiert und wird von der gegenüberliegenden Seite gepumpt
der Größenordnung von 200 µm, wogegen der Durchmesser größer als 10 mm
sein kann. Eine Seite der Scheibe ist mit einem hochreflektierenden Spiegel
versehen und wird auf eine Wärmesenke montiert (Abb. 10.3). Das Pumplicht
wird auf der gegenüberliegenden Seite eingekoppelt. Auf dieser Seite befindet
sich auch der Auskoppelspiegel. Diese Anordnung führt zu einem homogenen,
eindimensionalen Temperaturgradienten entlang der Kristallachse und damit
parallel zur Lasermode. Dadurch ergeben sich minimale thermisch bedingte
Einflüsse auf den Laserbetrieb und eine hervorragende Strahlqualität kann
erreicht werden.
Der Nachteil der Scheibenlaser ist jedoch die geringe Pumplichtabsorption
aufgrund des dünnen Kristalls. Eine hohe Dotierungskonzentration und
Mehrfachdurchgänge des Pumplichts lösen jedoch das Problem und erlauben
effizienten Laserbetrieb [10].
Im Gegensatz zu Scheibenlasern, die ein kurzes aktives Medium mit
großem Durchmesser zur Verminderung thermischer Effekte verwenden, basieren
Faserlaser auf einem aktiven Medium mit nur wenigen Mikrometern
Durchmesser aber mehreren Metern Länge. Die Strahlqualität des Faserlasers
wird dabei allein von der Brechzahlstruktur bestimmt, die durch die Faserherstellung
vorgegeben wird. Brechzahländerungen durch thermische Effekte
sind vergleichsweise klein gegenüber den durch die Glaszusammensetzung
eingestellten Brechzahlen und haben somit keinerlei Einfluss auf die Strahlqualität.
Zusätzlich sorgt das große Verhältnis von Oberfläche zu aktiven
Volumen für eine gute Wärmeabfuhr, so dass selbst bei hohen Ausgangsleistungen
keine aktive Kühlung der Faser erforderlich ist [11].
Für den Hochleistungslaserbetrieb wird das Doppelkernkonzept angewendet,
um genügend Pumpleistung in die Faser einkoppeln zu können
(Abb. 10.4) [12]. Dabei ist der aktive Kern der Faser von einem Multimo-