Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

Tabelle 14.10. Laserdaten: 1,5 W ps Nd:YLF-System
Parameter Wert Anmerkung
14 Lasersysteme 309
Lasermedium Nd:YLF Die Wahl des Lasermediums fiel auf Nd:YLF wegen
dessen geringerer thermischen Linse sowie größerer
spektralen Bandbreite, verglichen mit dem weit verbreiteten
Nd:YAG.
Wellenlänge
[nm]
Pulslänge
[ps]
Ausgangsenergie
[mJ]
Repetitionsrate
[Hz]
Strahldurchmesser
[mm]
1053
(σ)
1047
(π)
Aufgrund der Anisotropie von Nd:YLF können zwei
unterschiedlich polarisierte Wellen entstehen. Die
verwendete Wellenlänge von 1053 nm hat eine geringere
thermische Linse als bei 1047 nm und wurde
deshalb bevorzugt. Außerdem sind die Verluste beim
Einsatz der preislich günstigeren Standardoptiken
für Nd:YAG (λ = 1064 m) geringer.
≈ 30 Aufgrund von Dispersionseffekten der Laserstäbe
kommt es zu einer Pulsverbreiterung im Verstärker.
Diese Verbreiterung beträgt allerdings weniger als
25%.
1,5
bis
1000
Durch Manipulation des Ein- und Ausschaltens der
Pockel-Zelle kann man die Pulswiederholrate vom
Einzelschuss bis hin zu einem kHz variieren.
≈ 2, 5 Das Strahlprofil ist nicht vollkommen kreisförmig,
jedoch differiert der horizontale vom vertikalen
Durchmesser um weniger als 15%.
Erzeugung der 2., 4. und 5. Harmonischen des Nd:YLF-Pikosekundenlasersystems.
Theoretische Grundlage zur Frequenzvervielfachung bildet
die Polarisation, die sich bei Vorhandensein eines elektrischen Feldes im
Material einstellt. Dabei verschieben sich die leichten Elektronen relativ zu
den schwereren Kernen, und es bildet sich ein Dipolmoment. Als Polarisation
bezeichnet man das Dipolmoment pro Volumeneinheit. Bei kleinen
Feldstärken ergibt sich für isotrope Medien eine lineare Abhägigkeit der Polarisation
von der Feldstärke:
P = χE . (14.4)
Diese Gleichung beinhaltet allerdings nur das erste Glied einer Potenzreihenentwicklung
in E und stellt deshalb nur eine Näherung dar. Hat man
es dagegen mit starken Feldern zu tun, darf man die höheren Glieder der
Entwicklung nicht mehr vernachlässigen.
P = χ (1) E + χ (2) E 2 + χ (3) E 3 + ... . (14.5)