Optisch gepumpter Halbleiterlaser

Optisch gepumpte Halbleiterlaser (Disk- Laser ) werden auch Halbleiter-Scheibenlaser oder VECSEL ( Vertical External Cavity Surface Emitting Laser ) genannt. Im Gegensatz zu konventionellen Halbleiterlasern der aktive Halbleiter nicht elektrisch sondern optisch durch einen (kurzwelligeren) Laser angeregt. Das klingt zunächst umständlich es ergeben sich dadurch gegenüber anderen Lasertypen Vorteile.

Inhaltsverzeichnis

1 Aufbau 2 Eigenschaften 3 Anwendungen 4 Weblinks

Aufbau

Die Halbleiterstruktur besteht aus einer aktiven und einem DBR-Spiegel ( Distributed Bragg Reflector ) der eine sehr hohe Reflektivität besitzt. aktive Zone besteht üblicherweise aus einer Sequenz angeordneter Quantenfilme (Quantentöpfen) die von Absorberschichten umgeben Der Laserresonator wird durch den DBR-Spiegel und externen Spiegel gebildet.

Eigenschaften

Üblicherweise emittieren optisch gepumpte Halbleiterlaser im Infrarot abhängig von der Art des verwendeten Der Pumplaser i.d.R. eine Laserdiode emittiert ebenfalls im nahen Infrarot besitzt eine etwas kürzere Wellenlänge. Durch Vergrößerung der Fläche kann die Leistung in den Wattbereich erhöht werden ohne dass die Strahlqualität darunter

Vorteile gegenüber Kantenemittern:

• Bessere Strahlqualität
• Symmetrisches Strahlprofil
• Flächenskalierbarkeit
• Externer Resonator

Vorteile gegenüber VCSELs :

• Wesentlich höhere Ausgangsleistung
• Flächenskalierbarkeit
• Externer Resonator

Vorteile gegenüber Festkörperlasern :

• Laserwellenlänge lässt durch die Zusammensetzung des gezielt einstellen
• Geringere Herstellungskosten

Anwendungen

• Mit dem Verfahren der Frequenzverdopplung kann unsichtbare Infrarotstrahlung in sichtbares Licht umgewandelt werden. wird im externen Resonator des Scheibenlasers ein nichtlinearer Kristall platziert der die unsichtbare Infrarotstrahlung in Licht umwandeln kann. Für eine hohe Verdopplungseffizienz eine hohe Infrarotleistung im Resonator und eine Strahlqualität erforderlich. Die Zusammensetzung des verwendeten Halbleiters die Infrarotwellenlänge und lässt sich so gezielt Durch die Auswahl geeigneter optisch nichtlinearer Kristalle kann prinzipiell dass komplette sichtbare Farbspektrum werden. Blaue grüne gelbe und orange frequenzverdoppelte wurden schon demonstriert. Kommerziell erhältlich sind bisher blau emittierende optisch gepumpte Halbleiterlaser.

• Durch die Integration sättigbarer Absorber in Laserresonator kann durch passive Modenkopplung (modelocking) ein ermöglicht werden. Dabei erhält man sehr kurze mit einer sehr hohen Wiederholrate.

• Absorptionsspektroskopie ( TDLAS ) ist eine weitere interessante Anwendung.

Weblinks

• http://www.sandia.gov/1100/X1118VECSEL.htm

Bücher zum Thema Optisch gepumpter Halbleiterlaser

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