Darmstadt 2008 – scientific programme
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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik
Q 11: Laserentwicklung (Festkörperlaser II / Andere Laserquellen)
Q 11.4: Talk
Tuesday, March 11, 2008, 09:15–09:30, 3H
Hocheffizienter Yb:Lu2O3-Scheibenlaser — •Rigo Peters, Christian Kränkel, Klaus Petermann und Günter Huber — Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg
Aufgrund der herausragenden thermomechanischen Eigenschaften des Wirtskristalls und des bekannt geringen Quantendefektes von Yb3+ ist Yb:Lu2O3 ein hervorragend geeignetes Material für Hochleistungs-Festkörperlaser im Bereich um 1 µm. Durch die Verwendung dünner Kristallscheiben im Scheibenlaserkonzept lassen sich prinzipiell Ausgangsleistungen von mehreren kW pro Scheibe erzielen.
In Laserexperimenten wurden hochreine Kristalle mit einer Dotierung zwischen 1 at.% und 10 at.%, sowie Scheibendicken zwischen 0,08 mm und 0,45 mm untersucht. Für einen 0,15 mm dicken, 5 at.%-dotierten Kristall konnte für die maximale Pumpleistung von 49,8 W bei 976 nm eine Laserausgangsleistung von 36,3 W bei 1034 nm und einem differentiellen Wirkungsgrad von 80% erzielt werden. Der dabei erreichte optisch-zu-optische Wirkungsgrad von 73% übertrifft damit den des am häufigsten in Hochleistungsscheibenlasern verwendeten Materials Yb:YAG deutlich [1].
Bis zu einer Yb-Konzentration von 5 at.% konnte keine Beeinflussung der Lasereffizienz durch die Scheibendicke oder Dotierhöhe beobachtet werden. Dies verdeutlicht die gleich bleibend sehr hohe optische Qualität der Kristalle in den unterschiedlichen Zuchten und zeigt das große Potential von Yb:Lu2O3 für zukünftige Hochleistungsanwendungen.
[1] A. Giesen et al., Photonics Spectra 41, 52-58 (2007)