Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

106 F.X. Kärtner
Sättigbare Absorption, q(t) / q 0
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0 l
q(t)
sech-Puls
-4 -2 0
Zeit, t
2 4
Abb. 5.15. Intensität des Pulses und daraus resultierende sättigbare Absorption
für einen schnellen sättigbaren Absorber
hinweg durch die Farbstofflaser dominiert. Aber Ende der 80er Jahre wurden
neue, extrem breitbandige Festkörperlaser entwickelt, wie etwa der Ti:Saphir-
Laser (s. Tabelle 5.3). Seither verdrängen die Festkörperlaser die viel wartungsintensiveren
Farbstofflaser. Mit dem Ti:Saphir-Laser wurden bisher die
kürzesten optischen Pulse von nur 6,5–8 fs direkt aus dem Laser erzeugt [13,
25, 27]. Mit externer Kompression wurden sogar 4–5 fs kurze Pulse mit zum
Teil sehr hohen Pulsenergien erzielt [1, 4].
Wie bei der Güteschaltung kann man auch hier die Verlustmodulation
durch einen sättigbaren Absorber erreichen. Damit spart man sich nicht nur
die Kosten für den Modulator, die entsprechende Hochfrequenzansteuerung
und die Elektronik, sondern man erreicht auch noch wesentlich kürzere Pulse
als bei der aktiven Modenkopplung. Dies ist sehr einfach zu verstehen. Nehmen
wir z.B. an, wir haben einen schnellen sättigbaren Absorber, d.h. die
sättigbare Absorption q pro Resonatorumlauf ist direkt proportional zur Intensität
I des Pulses (s. Abb. 5.15) [6]
q(A) =q0 − γI(t) . (5.24)
Da sich der Absorber instantan wieder erholt, ist die Krümmung der Verluste
nun selbst durch die Pulskürze bestimmt, d.h. je kürzer der Puls umso
stärker ist die Krümmung. Wie sich zeigen lässt ist die stationäre Pulsform
für diesen Fall ein Secanshyperbolicus:
A(t) = � I0sech
� t
τ
�
= � I0
1
cosh � t
τ
� . (5.25)
Wir erhalten damit für die Krümmung der Verlustmodulation Ms = γI0/τ 2 .
Substituieren wir diese Krümmung in (5.20) und lösen nach der neuen Puls-