Was ist ein CW-DPSS-Laser? Definition im Detail

Dauerstrich (CW):Dies bezieht sich auf den Betriebsmodus des Lasers. Im CW-Modus emittiert der Laser einen gleichmäßigen, konstanten Lichtstrahl, im Gegensatz zu Pulslasern, die Lichtimpulse abgeben. CW-Laser werden eingesetzt, wenn eine kontinuierliche, gleichmäßige Lichtleistung erforderlich ist, beispielsweise beim Schneiden, Schweißen oder Gravieren.

Diodenpumpen:Bei diodengepumpten Lasern wird die Energie zur Anregung des Lasermediums von Halbleiter-Laserdioden geliefert. Diese Dioden emittieren Licht, das vom Lasermedium absorbiert wird, die darin enthaltenen Atome anregt und sie so zur Emission von kohärentem Licht befähigt. Die Diodenpumpung ist effizienter und zuverlässiger als ältere Pumpmethoden wie Blitzlampen und ermöglicht kompaktere und robustere Laserkonstruktionen.

Festkörperlaser:Der Begriff „Festkörperlaser“ bezieht sich auf das im Laser verwendete Verstärkungsmedium. Im Gegensatz zu Gas- oder Flüssigkeitslasern nutzen Festkörperlaser ein festes Material als Medium. Dieses Medium ist typischerweise ein Kristall, wie beispielsweise Nd:YAG (Neodym-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat) oder Rubin, der mit Seltenerdelementen dotiert ist, um die Erzeugung von Laserlicht zu ermöglichen. Der dotierte Kristall verstärkt das Licht und erzeugt so den Laserstrahl.

Wellenlängen und Anwendungen:DPSS-Laser können je nach Dotierungsmaterial im Kristall und Laserdesign bei verschiedenen Wellenlängen emittieren. Beispielsweise verwendet eine gängige DPSS-Laserkonfiguration Nd:YAG als Verstärkungsmedium, um einen Laser mit einer Wellenlänge von 1064 nm im Infrarotbereich zu erzeugen. Dieser Lasertyp findet breite Anwendung in der Industrie zum Schneiden, Schweißen und Markieren verschiedener Materialien.

Vorteile:DPSS-Laser zeichnen sich durch hohe Strahlqualität, Effizienz und Zuverlässigkeit aus. Sie sind energieeffizienter als herkömmliche, blitzlampengepumpte Festkörperlaser und bieten dank der Langlebigkeit von Diodenlasern eine längere Betriebsdauer. Zudem erzeugen sie sehr stabile und präzise Laserstrahlen, was für detailreiche und hochpräzise Anwendungen unerlässlich ist.

→ Weiterlesen:Was ist Laserpumpen?

Wichtigste Anwendungsgebiete von diodengepumpten CW-Festkörperlasern:

1.Laser-Diamantschneiden:

Der G2-A-Laser nutzt eine typische Konfiguration zur Frequenzverdopplung: Ein Infrarot-Eingangsstrahl mit einer Wellenlänge von 1064 nm wird beim Durchgang durch einen nichtlinearen Kristall in einen grünen Strahl mit einer Wellenlänge von 532 nm umgewandelt. Dieses Verfahren, bekannt als Frequenzverdopplung oder Frequenzverdopplung (SHG), ist eine weit verbreitete Methode zur Erzeugung von Licht mit kürzeren Wellenlängen.

Durch Verdopplung der Frequenz des Lichtausgangs eines Neodym- oder Ytterbium-basierten 1064-nm-Lasers kann unser G2-A-Laser grünes Licht mit einer Wellenlänge von 532 nm erzeugen. Dieses Verfahren ist essenziell für die Herstellung grüner Laser, die in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden – von Laserpointern bis hin zu hochentwickelten wissenschaftlichen und industriellen Instrumenten – und auch im Bereich des Laser-Diamantschneidens gefragt sind.

2. Materialverarbeitung:

 Diese Laser werden in großem Umfang in der Materialbearbeitung eingesetzt, beispielsweise zum Schneiden, Schweißen und Bohren von Metallen und anderen Werkstoffen. Ihre hohe Präzision macht sie ideal für komplexe Konstruktionen und Schnitte, insbesondere in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie Elektronikindustrie.

3. Medizinische Anwendungen:

In der Medizin werden CW-DPSS-Laser für Operationen eingesetzt, die höchste Präzision erfordern, beispielsweise in der Augenchirurgie (wie LASIK zur Sehkorrektur) und bei verschiedenen zahnärztlichen Eingriffen. Ihre Fähigkeit, Gewebe präzise zu behandeln, macht sie besonders wertvoll für minimalinvasive Operationen.

4. Wissenschaftliche Forschung:

Diese Laser werden in einer Reihe wissenschaftlicher Anwendungen eingesetzt, darunter Spektroskopie, Partikelbild-Velocimetrie (in der Fluiddynamik) und Laserscanning-Mikroskopie. Ihre stabile Leistung ist für präzise Messungen und Beobachtungen in der Forschung unerlässlich.

5. Telekommunikation:

Im Bereich der Telekommunikation werden DPSS-Laser in Glasfaserkommunikationssystemen eingesetzt, da sie einen stabilen und gleichmäßigen Strahl erzeugen können, der für die Datenübertragung über lange Strecken mittels Glasfasern erforderlich ist.

6. Lasergravur und -markierung:

Die Präzision und Effizienz von CW-DPSS-Lasern machen sie ideal zum Gravieren und Markieren einer Vielzahl von Materialien, darunter Metalle, Kunststoffe und Keramik. Sie werden häufig für Barcodes, Seriennummern und die Personalisierung von Artikeln eingesetzt.

7. Verteidigung und Sicherheit:

Diese Laser finden Anwendung im Verteidigungsbereich zur Zielzuweisung, Entfernungsmessung und Infrarotbeleuchtung. Ihre Zuverlässigkeit und Präzision sind in diesen sensiblen Umgebungen von entscheidender Bedeutung.

8. Halbleiterfertigung:

In der Halbleiterindustrie werden CW-DPSS-Laser für Aufgaben wie Lithografie, Tempern und die Inspektion von Halbleiterwafern eingesetzt. Die Präzision des Lasers ist für die Herstellung von Mikrostrukturen auf Halbleiterchips unerlässlich.

9. Unterhaltung und Präsentation:

Sie werden auch in der Unterhaltungsindustrie für Lichtshows und Projektionen eingesetzt, wo ihre Fähigkeit, helle und konzentrierte Lichtstrahlen zu erzeugen, von Vorteil ist.

10. Biotechnologie:

In der Biotechnologie werden diese Laser in Anwendungen wie der DNA-Sequenzierung und der Zellsortierung eingesetzt, wo ihre Präzision und kontrollierte Energieabgabe von entscheidender Bedeutung sind.

11. Metrologie:

Für präzise Mess- und Ausrichtungsarbeiten im Ingenieur- und Bauwesen bieten CW-DPSS-Laser die erforderliche Genauigkeit für Aufgaben wie Nivellieren, Ausrichten und Profilieren.