Stabilität und Kohärenz

Zusammenfassung

Die Eigenschaften von Laserstrahlen, wie Frequenz, Leistung, Strahlprofil, Richtung, Polarisation, sind nicht stabil, sondern schwanken, was sich störend auf viele Anwendungen auswirkt. Beispielsweise führen Schwankungen der Frequenz oder Wellenlänge von He-Ne-Lasern zu einer begrenzten Messgenauigkeit bei interferometrischen Längenmessungen. Schwankungen der Energie und des Strahlprofils von Pulslasern, die zum Bohren verwendet werden, ergeben Unterschiede des Lochdurchmessers und der Form der produzierten Löcher. Wie bereits in Kap. 3 dargestellt, ist es daher notwendig, die Schwankungen zu erfassen und für spezielle Anwendungen hinreichend klein zu halten. Die dabei auftretenden Probleme sind meist technischer Art und können im folgenden nur angedeutet werden. Der Schwerpunkt der folgenden Ausführungen liegt in der Erläuterung von Begriffen, die zur Beschreibung von Stabilitätseigenschaften verwendet werden, d. h. der Art und Größe der Schwankungen. Außerdem sollen einige fundamentale Stabilitätsgrenzen dargestellt werden.

Besonders stabil lassen sich kontinuierliche Laser aufbauen, worauf sich die folgenden Abschnitte in erster Linie beziehen. Die Stabilisierung von gepulsten Lasern ist schwieriger, da dazu geeignete, schnell arbeitende elektronische Schaltungen aufwendig sind. Die fundamentalen Stabilitätsgrenzen sind daher mit gepulsten Lasern schwieriger zu erreichen. Grundsätzlich sind aber für Pulslaser die gleichen, die Stabilität begrenzenden Effekte wie bei kontinuierlichen Lasern vorhanden. Es treten jedoch bei Pulslasern zusätzliche Probleme auf.