Page 46 - Microsoft Word - PHYSIK.doc

Strahlqualität auf. Um diese Einzelstrahlen zusammenzufassen, werden sie nach der Kollimation der fast axis (mittels mikrooptischer Zylinderlinse) geometrisch mittels einer weiteren Mikrooptik gedreht und nebeneinander angeordnet und anschließend wird die sogenannte slow-axis -Kollimation durchgeführt.

Ein so erzeugter „Laserstrahl“ besteht somit eigentlich aus mehreren einzelnen Laserstrahlen und hat eine wesentlich schlechtere Strahlqualität als diejenige anderer Laser gleicher Leistung.

Hersteller bieten sowohl submounts als auch hermetisch verschlossene Laser, teilweise bereits mit fest montiertem Lichtleitkabel (engl.: pigtailed ) oder Steckverbinder (zum Beispiel eine F-SMA-Buchse).

Anwendung solcher Laser: Metall- und Kunststoff-Schweißen, selektives Härten, Weich- und Hartlöten, Auftragsschweißen, Pumpen von Festkörperlasern, insbesondere Faserlasern.

Stacks

Man kann weiterhin mehrere solcher Barren zu Stapeln (engl. stacks ) zusammenfassen, wobei die Barren elektrisch in Reihe geschaltet sind und die Einzelstrahlen wiederum optisch kombiniert werden. Mit solchen Stacks lassen sich optische Leistungen von 0,5...1kW erzeugen. Die hierbei eingesetzten Submounts müssen aufgrund der hohen Packungs- und Leistungsflussdichte mit sog. Mikrokanal-Wärmesenken mit Wasser gekühlt werden. Die optische Leistung solcher Stacks wird zum Beispiel zum Pumpen von Festkörperlasern verwendet.

Multikilowatt-Diodenlaser [Bearbeiten]

Zur weiteren Leistungssteigerung nutzt man die lineare Polarisation und verschiedene Wellenlängen mehrerer Stapel aus: Mittels dichroitischer und polarisationsabhängiger Spiegel kann die Strahlung mehrerer Stapel (zum Beispiel vier Stapel mit zwei verschiedenen Wellenlängen, jeweils

orthogonal zueinander montiert) theoretisch ohne Qualitäts- und Leistungsverlust ineinander gespiegelt werden. Man erhält Laserstrahlquellen mit mehreren Kilowatt optischer Leistung bei vergleichsweise sehr hohem Wirkungsgrad (20...30 %).

Solche hohen Leistungen werden zur Materialbearbeitung (Metallschweißen, Härten, Umschmelzen, Pulverauftrag) verwendet.

Diodenlaser mit externem Resonator

Die Linienbreite des Lichts einer Laserdiode liegt ohne weitere Maßnahmen im Bereich einiger MHz. Mit optischer Rückkopplung kann dies stark vermindert werden. Wenn selektiv eine bestimmte Lichtfrequenz bevorzugt zurückgekoppelt wird, kann auf diese Weise die Wellenlänge festgelegt werden. Einen um solche frequenzselektiven Elemente ergänzter Aufbau nennt man Diodenlaser mit externem Resonator. Der englische Fachbegriff ist "External Cavity Diode Laser", abgekürzt ECDL.

Wegen der geringen Linienbreite und guter Verstimmbarkeit werden ECDL bevorzugt in der Spektroskopie eingesetzt.

Littrow-Aufbau

Prinzipskizze der Littrow-Konfiguration

Der austretende Strahl wird kollimiert und trifft auf ein Beugungsgitter mit hoher Strichzahl. In der Littrow-Anordnung wird die erste Beugungsordnung in die Diode zurückreflektiert, während die nullte Beugungsordnung als Nutzstrahl ausgekoppelt wird. Die rückwärtige Facette bildet nun zusammen mit dem Gitter den Resonator.