Gepulster Dioden-gepumpter Festkörperlaser mit internem photo-elastischem Einkristallmodulator und Anwendungen

01.10.2010 - 30.09.2012
Forschungsförderungsprojekt
Es soll ein Dioden-gepumpter Nd:YAG-Laser mit einem neuartigen Modulator gebaut werden. Dieser ist ein piezo-elektrischer Einkristall aus LiTaO3 oder LiNbO3, welcher elektrisch auf einer Eigenfrequenz angeregt, bzw. in einer Rückkopplung betrieben wird, ähnlich wie der Quarzkristall in einer Quarzuhr. Durch die resultierende resonante Schwingung wird eine modulierte künstliche Doppelbrechung erzielt, welche die Polarisation von durchgehendem Licht moduliert. Zusammen mit einem Polarisations-selektiven Element innerhalb eines Laserresonators kann der Laser zu gepulsten Betrieb gezwungen werden. Der Vorteil hierbei ist der einfache Aufbau und die einfache Anregung mit wenigen Volt Spannungsamplitude bzw. die einfache Umschaltbarkeit zwischen kontinuierlichem Normalbetrieb und gepulsten Betrieb, wobei die Durchschnittsleistung und damit der Wirkungsgrad des Systems aufgrund der hohen Pulsfrequenz von, je nach Kristallgröße, 100-500kHz, gleich bleiben. Die Pulse weisen typischerweise Pulsdauern von 1/100 der Puls-Wiederholdauer (bei 100kHz wären das 100ns) und Pulsüberhöhungen von ~100 (bei 100W Durchschnittsleistung also 10kW Spitzenleistung) auf. Der zu realisierende Laser soll ein kompaktes, transportables System mit einer Glas-Faserankopplung und einer Durchschnitts-Leistung von 100W werden. Als Pumpquellen kommen Laserdiodenbarren mit 50W Leistung bei einer Emissionswellenlänge von 808nm zum Einsatz, womit ein Nd:YAG-Stab gepumpt werden soll. Ein wichtiger Teil des Projekts soll die systematische Untersuchung von Unterschieden der beiden Betriebsformen in der Materialbearbeitung sein. Konkret ist dabei an das Markieren und Schneiden von Kunststoffen und an das Markieren von Glas gedacht, wobei erwartet wird, dass im Pulsbetrieb eine sauberere Bearbeitung möglich ist, bzw. im Falle von Glas wegen der hohen Bearbeitungsschwelle überhaupt erst im Pulsbetrieb Markieren möglich ist.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungmittel

  • BM für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (bm:wfw) (National) BM für Wissenschaft und Forschung (bm:wf)

Forschungsschwerpunkte

  • Photonics: 25%
  • Außerhalb der TUW-Forschungsschwerpunkte: 75%

Schlagwörter

DeutschEnglisch
gepulster Laserpulsed Laser
Photoelastischer ModulatorPhoto-Elastic Modulator
quasi-cw Anwendungenquasi-cw Applications

Publikationen