Was ist optisches Pumpen im Laser?

Varianten optisch gepumpter Laser

1. Festkörperlaser mit dotierten Isolatoren

· Übersicht:Diese Laser verwenden ein elektrisch isolierendes Trägermedium und nutzen optisches Pumpen zur Aktivierung laseraktiver Ionen. Ein gängiges Beispiel ist Neodym in YAG-Lasern.

·Aktuelle Forschung:Eine Studie von A. Antipov et al. befasst sich mit einem Festkörper-Nahinfrarotlaser für das optische Pumpen mittels Spin-Austausch. Diese Forschung beleuchtet die Fortschritte in der Festkörperlasertechnologie, insbesondere im Nahinfrarotspektrum, das für Anwendungen wie die medizinische Bildgebung und die Telekommunikation von entscheidender Bedeutung ist.

Weiterführende Literatur:Ein Festkörper-Nahinfrarotlaser für optisches Spin-Austausch-Pumpen

2. Halbleiterlaser

·Allgemeine Informationen: Halbleiterlaser werden normalerweise elektrisch gepumpt, können aber auch vom optischen Pumpen profitieren, insbesondere bei Anwendungen, die eine hohe Helligkeit erfordern, wie z. B. oberflächenemittierende Laser mit vertikaler externer Kavität (VECSELs).

·Aktuelle Entwicklungen: U. Kellers Arbeiten über optische Frequenzkämme von ultraschnellen Festkörper- und Halbleiterlasern liefern Einblicke in die Erzeugung stabiler Frequenzkämme von diodengepumpten Festkörper- und Halbleiterlasern. Dieser Fortschritt ist bedeutsam für Anwendungen in der optischen Frequenzmesstechnik.

Weiterführende Literatur:Optische Frequenzkämme von ultraschnellen Festkörper- und Halbleiterlasern

3. Gaslaser

·Optisches Pumpen in Gaslasern: Bestimmte Arten von Gaslasern, wie beispielsweise Alkalidampflaser, nutzen optisches Pumpen. Diese Laser werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die kohärente Lichtquellen mit spezifischen Eigenschaften erfordern.

Quellen für optisches Pumpen

Entladungslampen: Entladungslampen werden häufig in lampengepumpten Lasern aufgrund ihrer hohen Leistung und ihres breiten Spektrums eingesetzt. YA Mandryko et al. entwickelten ein Leistungsmodell für die Erzeugung von Impulsbogenentladungen in optischen Pump-Xenonlampen mit aktivem Medium von Festkörperlasern. Dieses Modell trägt zur Optimierung der Leistung von Impulspumplampen bei, die für einen effizienten Laserbetrieb entscheidend sind.

Laserdioden:Laserdioden werden in diodengepumpten Lasern verwendet und bieten Vorteile wie hohe Effizienz, kompakte Größe und die Möglichkeit zur Feinabstimmung.

Weiterführende Literatur:Was ist eine Laserdiode?

Blitzlampen: Blitzlampen sind intensive Breitbandlichtquellen, die üblicherweise zum Pumpen von Festkörperlasern wie Rubin- oder Nd:YAG-Lasern verwendet werden. Sie erzeugen einen hochintensiven Lichtimpuls, der das Lasermedium anregt.

Bogenlampen: Ähnlich wie Blitzlampen, jedoch für den Dauerbetrieb konzipiert, bieten Bogenlampen eine gleichmäßige, intensive Lichtquelle. Sie werden in Anwendungen eingesetzt, in denen ein Dauerstrichlaserbetrieb (CW) erforderlich ist.

LEDs (Leuchtdioden): Obwohl sie nicht so verbreitet sind wie Laserdioden, können LEDs in bestimmten Niedrigleistungsanwendungen zum optischen Pumpen eingesetzt werden. Ihre Vorteile liegen in ihrer langen Lebensdauer, ihren geringen Kosten und der Verfügbarkeit in verschiedenen Wellenlängen.

Sonnenlicht: In einigen Versuchsanordnungen wurde konzentriertes Sonnenlicht als Pumpquelle für solargepumpte Laser verwendet. Diese Methode nutzt Sonnenenergie und ist somit eine erneuerbare und kostengünstige Quelle, allerdings ist sie im Vergleich zu künstlichen Lichtquellen weniger kontrollierbar und weniger intensiv.

Fasergekoppelte Laserdioden: Hierbei handelt es sich um an Glasfasern gekoppelte Laserdioden, die das Pumplicht effizienter an das Lasermedium übertragen. Diese Methode ist besonders nützlich bei Faserlasern und in Situationen, in denen eine präzise Übertragung des Pumplichts entscheidend ist.

Andere LaserManchmal wird ein Laser zum Pumpen eines anderen verwendet. Beispielsweise kann ein frequenzverdoppelter Nd:YAG-Laser zum Pumpen eines Farbstofflasers verwendet werden. Diese Methode wird häufig eingesetzt, wenn für den Pumpvorgang bestimmte Wellenlängen benötigt werden, die mit herkömmlichen Lichtquellen nicht leicht zu erreichen sind.