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Laser pp 351-385 | Cite as

Festkoerperlaser

  • Fritz Kurt Kneubühl
  • Markus Werner Sigrist

Zusammenfassung

Das aktive Medium der konventionellen Festkörperlaser besteht aus Kristallen oder Gläsern mit Abmessungen von einigen cm, welche mit optisch aktiven Ionen dotiert sind. Es handelt sich dabei meist um Ionen der Uebergangsmetalle wie z.B. Cr3+ oder der seltenen Erden wie z.B. Nd3+ oder Ho3+. Die Laserübergänge finden zwischen Energieniveaux der innern ungefüllten Elektronenschalen statt. Diese werden vom Kristallfeld des Wirtskristalls nicht stark beeinflusst. Die Uebergänge sind daher ziemlich scharf und strahlungslose Zerfallsprozesse haben keine grosse Bedeutung. Diese Eigenschaften wirken sich positiv auf die Kleinsignalverstärkung γ (vgl. G1. (3-15)) und demzufolge auf die Pumpschwelle aus. Die Dotierung mit Fremdionen beträgt oft weniger als 1 Gewichtsprozent. Trotzdem ist aber die Dichte der laseraktiven Ionen von der Grössenordnung von 1019 cm−3, d.h. wesentlich höher als beispielsweise die Dichte in einem Gaslaser, wo sie 1015–1017 cm−3 beträgt. Trotz des relativ kleinen Wirkungsgrades von typisch 0,1% lassen sich daher mit Festkörperlasern hohe Leistungen erzielen. Die Anregung geschieht durch optisches Pumpen mit Blitzlampen oder in neuerer Zeit auch mit Diodenlasern. Die wichtigsten Vertreter der Festkörperlaser sind der Rubin- und der Neodymlaser die in den folgenden Kapiteln 15.1 und 15.2 besprochen werden. Die neuere Entwicklung von ab-stimmbaren Festkörperlasern wie z.B. der Alexandritlaser wird in Kapitel 15.3 diskutiert. Abschliessend wird eine besondere Kategorie von Festkörperlasern, die der sogenannten Farbzentrenlaser vorgestellt.

Solid state lasers

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Referenzen zu Kapitel 15

  1. Ashcroft, N.W. & Mermin, N.D. (1976) “Solid State Physics”, Holt, Rinehart & Winston, N.Y.Google Scholar
  2. Baer, T.M. (1986) Laser Focus 22, June 86, p. 82ADSGoogle Scholar
  3. Beigang, R., Litfin, G., Schneider, R. (1979) Phys. Rev. A 20, 229ADSCrossRefGoogle Scholar
  4. Beyer, E., Märten, 0., Behler, K., Weick, J.M. (1985) Laser und Optoelektronik 3, 282Google Scholar
  5. Brown, D.C. (1981) “High-Peak-Power Nd:Glass Laser Systems”Google Scholar
  6. Springer Series in Optical Sciences, Vol. 25, Springer, BerlinGoogle Scholar
  7. Cohen, M.I. (1972) “Laser Handbook”, Vol. 2 (ed. F.T. Arecchi & E.O. Schulz-Dubois), chapter F4, North-Holland, AmsterdamGoogle Scholar
  8. Craxton, R.S., McCrory, R.L., Soures, J.M. (1986) Scient. American 255, August 86, p. 60Google Scholar
  9. Cronemeyer, D.C. (1966) J. Opt. Soc. Am. 56, 1703ADSCrossRefGoogle Scholar
  10. Dieke, G.H. & Crosswhite, H.M. (1963) Appl. Opt. 2, 675ADSCrossRefGoogle Scholar
  11. Fritz, B. & Menke, E. (1965) Solid State Comm. 3, 61ADSCrossRefGoogle Scholar
  12. Geusic, J.E., Marcos, H.M., Van Uitert, L.G. (1964) Appl. Phys. Lett. 4, 182Google Scholar
  13. Giberson, K.W., Cheng, C., Dunning, F.B., Tittel, F.K. (1982) Appl. Opt. 21, 172–384ADSCrossRefGoogle Scholar
  14. Johnson, L.F. & Nassau, K. (1961) Proc. IRE 49, 1704Google Scholar
  15. Keyes, R.J. & Quist, T.M. (1964) Appl. Phys. Lett. 4, 50ADSCrossRefGoogle Scholar
  16. Einführung in die Festkörperphysik“, 6. Auflage, Oldenbourg, MünchenGoogle Scholar
  17. Koechner, W. (1979) “Laser Handbook”, Vol. 3 (ed. M.L. Stitch), chapter B4, North-Holland, AmsterdamGoogle Scholar
  18. Koechner, W. (1988) “Solid-State Laser Engineering”, Springer Series in Optical Sciences, Vol. 1, 2. Aufl., Springer, BerlinGoogle Scholar
  19. Koningstein, J.A. & Geusic, J.E. (1964) Phys. Rev. 136, 711ADSCrossRefGoogle Scholar
  20. Krupke, W.F., George, E.V., Haas, R.A. (1979) “Laser Handbook”, Vol. 3 (ed. M.L. Stitch), chapter B5, North-Holland, AmsterdamGoogle Scholar
  21. Litfin, G. & Beigang, R. (1978) J. Phys. E 11, 984ADSCrossRefGoogle Scholar
  22. Litfin, G. & Welling, H. (1982) Laser und Optoelektronik 1, 17Google Scholar
  23. Maeda, K., Hayakawa, H., Ishikawa, T., Yokoyama, T. (1987) Digest Conf. on Laser and Electro-optics (CLEO), Baltimore (MD, USA), paper WB3Google Scholar
  24. Maiman, T.H. (1960a) Nature 187, 493ADSCrossRefGoogle Scholar
  25. Maiman, T.H. (1960b)Google Scholar
  26. Phys. Rev. Lett. 4, 564Google Scholar
  27. Mollenauer, L.F. (1985)Google Scholar
  28. Laser Handbook“, Vol. 4 (ed. M.L. Stitch & M. Bass), chapter 2, North-Holland, AmsterdamGoogle Scholar
  29. Mollenauer, L.F. & Olson, D.H. (1974) Appl. Phys. Lett. 24, 386ADSCrossRefGoogle Scholar
  30. Ready, J.F. (1978) “Industrial Applications of Lasers”, chapter 10, Academic Press, N.Y.Google Scholar
  31. Roulard III, F.R., (1985) “Tunable Solid State Lasers” (ed. P. Hammerling, A.B. Budgor, A. Pinto), Springer Series in Optical Sciences Vol. 47, p. 35, Springer, Berlin 385Google Scholar
  32. Sam, C.L., Walling, J.C., Jenssen, H.P., Morris, R.C., O’Dell, E.W. (1980) Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 247, 130Google Scholar
  33. Sam, R.C., Rapoport, R., Matthews, S. (1985) “Tunable Solid State Lasers” (ed. P. Hammerling, A.B. Budgor, A. Pinto), Springer Series in Optical Sciences, Vol. 47, p. 28, Springer, BerlinGoogle Scholar
  34. Schawlow, A.L. (1961) “Advances in Quantum Electronics” (ed. J.R. Singer), p. 53, Columbia University Press, N.Y.Google Scholar
  35. Schawlow, A. (1962) J. Appl. Phys. 33, 395ADSCrossRefGoogle Scholar
  36. Schröder, E. (1983) Laser und Optoelektronik 3, 209Google Scholar
  37. Shen, Y.R. (1984) “The Principles of Nonlinear Optics”, Wiley, N.Y.Google Scholar
  38. Snitzer, E. (1961) Phys. Rev. Lett. 7, 444ADSCrossRefGoogle Scholar
  39. Snitzer, E. & Young, C.G. (1968) “Lasers” (ed. A.K. Levine), chapter 2, Marcel Dekker Inc., N.Y.Google Scholar
  40. Treusch, H.-G., Höltgen, B., Knoff, M. (1985) Laser and Optoelektronik 4, 397Google Scholar
  41. Walling, J.C. (1987) “Tunable Lasers” (ed. L.F. Mollenauer & J.C. White), Topics in Applied Physics, Vol. 59, chapter 9, Springer, BerlinGoogle Scholar
  42. Walling, J.C., Jenssen, H.P., Morris, R.C., O’Dell, E.W., Peterson, O.G. (1978) Annual Meeting of the Optical Society of America, San Francisco CA, Oct 31-Nov 3, Opt. Soc. of America, Washington D.C., USAGoogle Scholar
  43. Walling, J.C., Peterson, 0.G., Jenssen, H.P., Morris, R.C., O’Dell, E.W. (1980) IEEE J. QE-16 1302Google Scholar
  44. West, G.A., Mariella jr., R.P., Pete, J.A., Hammond, W.B., Heller, D. (1981) J. Chem. Phys. 75, 2006Google Scholar
  45. Yariv, A. (1976) “Optical electronics”, 2nd. ed., Holt, Rinehart and Winston, N.Y.Google Scholar

Copyright information

© B. G. Teubner Stuttgart 1989

Authors and Affiliations

  • Fritz Kurt Kneubühl
    • 1
  • Markus Werner Sigrist
    • 1
  1. 1.Eidgenössische Technische Hochschule ZürichZürichSchweiz

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