Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

102 F.X. Kärtner
Verluste plötzlich verringert, z.B. indem man die Pockel-Zelle auf hohe Transmission
schaltet. Wir schalten zu einer hohen Güte des Resonators, deshalb
heißt diese Methode Güteschaltung. Dann baut sich innerhalb einiger Resonatorumläufe
exponentiell das Lichtfeld im Resonator auf. Die Energie, die
im Verstärkermedium über lange Zeit aufgebaut wurde, entlädtsichinsehr
kurzer Zeit als ein intensiver Laserpuls. Typische Werte für die Pulsenergie
liegen im Bereich von µJ–J, wobei die Pulslänge mindestens einige Resonatorumlaufzeiten
beträgt. Typische Werte für die Pulslänge sind 100 ps–100 ns,
und die typischen Pulswiederholraten liegen je nach System bei einigen kHz–
MHz.
5.5.2 Passive Güteschaltung
Bei der passiven Güteschaltung wird ein sättigbarer Absorber zur Güteschaltung
genützt. Ist die sättigbare Absorption groß genug, so kommt es zur
Selbstpulsation des Lasers. Die Zeitabhängigkeit von Gewinn, Verlust und
Lichtleistung im Resonator sind in Abb. 5.12 gezeigt. Solche Laser können
sehr kompakt gebaut werden, wenn man Halbleitermaterialien als sättigbare
Absorber, Mikrochiplaserkristalle als Verstärkermaterial verwendet und den
Laserkristall mit Halbleiterdiodenlasern pumpt (Abb. 5.13) [3, 26].
Mit diesen kompakten Lasern erreicht man Pulslängen unter 100 ps, µJ
Pulsenergien und Pulswiederholraten wie bei den aktiv gütegeschalteten Lasern.
Sie finden Verwendung in der LIDAR-Technik (Light Detection and
Ranging), Spektroskopie und Medizin.
Leistung, kW
20
15
10
5
0
0
500
Leistung
Gewinn
Verlust
1000 1500
Time, ps
2000
Abb. 5.12. Dynamik von Gewinn, Verlust und Laserleistung eines passiv gütegeschalteten
Lasers
0.20
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10
Gewinn und Verlust