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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 4: Laserentwicklung: Festkörperlaser I

Q 4.2: Vortrag

Montag, 2. März 2009, 11:00–11:15, VMP 6 HS-C

Yb:LuAG als Scheibenlasermaterial im hohen Leistungsbereich — •Kolja Beil, Susanne T. Fredrich-Thornton, Christian Kränkel, Rigo Peters, Klaus Petermann und Günter Huber — Universität Hamburg, Institut für Laser-Physik, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg

Aufgrund der geringen Dicke des aktiven Mediums im Scheibenlaser wird auch bei hohen Laserleistungen eine effiziente Kühlung des Lasermediums ermöglicht, wodurch negative thermische Effekte stark reduziert werden. Um die Vorteile des Scheibenlasers nutzen zu können, ist eine hohe Dotierung sowie eine hohe Wärmeleitfähigkeit des Lasermaterials unerlässlich. Yb:YAG ist aufgrund seiner guten thermomechanischen Eigenschaften derzeit das Standardmaterial für die Verwendung im Scheibenlaser.

Yb:LuAG, welches im Vergleich zu Yb:YAG nahezu identische spektroskopische Eigenschaften aufweist, zeigt bei Yb-Dotierung im Gegensatz zu Yb:YAG nur eine geringe Abnahme der Wärmeleitfähigkeit. So wird bei einer Dotierung von 10 at.% für Yb:YAG bereits eine Reduzierung der Wärmeleitfähigkeit um etwa 35% beobachtet, während sich diese bei Yb:LuAG lediglich um 6% verringert. Dadurch ergibt sich ein etwa 20% höherer Wert im Vergleich zu Yb:YAG. In Laserexperimenten mit 10 at.% Yb-dotiertem LuAG konnten bei mittleren Ausgangsleistungen von bis zu 25 W differentielle Wirkungsgrade von mehr als 70% erzielt werden. Die höhere Wärmeleitfähigkeit bei nahezu identischen Lasereigenschaften lässt vermuten, dass sich Yb:LuAG besser für den Hochleistungsbetrieb im Scheibenlaser eignet als Yb:YAG.