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4.7. KURZE UND ULTRA-KURZE PULSE, MODENKOPPLUNG 131
z.B. Farbstoffe wie Methylenblau, Diäthyloxadicarbcyanin (DODCI), welche Relaxationszeiten
zwischen ps-ns haben, aber auch Halbleiter für den roten und infraroten Spektralbereich.
4.7.4 Festkörperlaser mit ’Kerr-Lens-Modelocking’
Einige Festkörper-Lasermedien (Ti:Sa, § 8.4) besitzen ähnlich breite Fluoreszenzbandbreiten
wie der Dye Laser, so daß sie zur Erzeugung von ultrakurzen Pulsen (bis zu 5 fs) geeignet sind.
Bei Festkörperlasern liegt die Lebensdauer des oberen Laserniveaus jedoch im µs-ms Bereich,
und ist damit viel länger als die Pulsfolgefrequenz eines modengekoppelten cw-Lasers (ca.
100 MHz). Deshalb kann hier die Sättigung des Verstärkers zwischen den Pulsen nicht abgebaut
werden und das Medium kann nicht durch dynamische Sättigung zur Modenkopplung
beitragen. Man braucht einen schnelleren sättigbaren Absorber.
Ein solcher schneller Mechanismus ist das ’ Kerr-Lens-Modelocking‘ (KLM): Ein Laserstrahl
stellt ein zeitlich veränderliches starkes elektromagnetisches Feld dar. Im Fall hoher Felder
(E) ist der Brechungsindex n aber intensitätsabhängig (nichtlineare Dispersion)
n(I) = n0(ω) + γL|E| 2 . (4.57)
γL ist eine Materialabhängige Konstante, zum Beispiel für Wasser 0.5 · 10 −22 m 2 V −2 [Berg99].
Abbildung 4.30: Prinzip der Kerr-Linsen Modenkopplung [Demt00]