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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik
Q 8: Laserentwicklung: Festkörperlaser II
Q 8.4: Talk
Monday, March 2, 2009, 14:45–15:00, VMP 6 HS-C
Hocheffizienter Laserbetrieb von Tm:Lu2O3 bei einer Wellenlänge von 2 µm — •Philipp Koopmann, Rigo Peters, Klaus Petermann und Günter Huber — Universität Hamburg, Institut für Laser-Physik, Luruper Chausses 149, 22761 Hamburg
Aufgrund seiner thermischen und spektroskopischen Eigenschaften ist Tm:Lu2O3 ein vielversprechendes Lasermaterial für Anwendungen im Wellenlängenbereich um 2 µm. Zur Ermittlung der Lasereigenschaften wurden Tm:Lu2O3-Kristalle mit unterschiedlichen Dotierungskonzentrationen hergestellt. Messungen der thermischen Leitfähigkeit zeigen auch bei hohen Dotierungskonzentrationen bis 10 at.% Tm eine lediglich geringfügig reduzierte Wärmeleitfähigkeit gegenüber dem undotierten Material. Dies stellt im Vergleich zu Tm:YAG einen signifikanten Vorteil für die Skalierbarkeit zu hohen Ausgangsleistungen dar. Spektroskopische Untersuchungen ergaben hohe Emissionswirkungsquerschnitte von 9· 10−21 cm2 und eine nur geringe Verkürzung der Fluoreszenz-Lebensdauer des oberen Laserniveaus bei zunehmender Dotierungskonzentration. Erste Laserexperimente wurden mit einem Ti:Saphir-Laser bei einer Pumpwellenlänge im Bereich von 800 nm durchgeführt. Über einen Kreuzrelaxationsprozess wird das obere Laserniveau effizient bevölkert. Erstmals konnte cw-Laserbetrieb von Tm:Lu2O3 gezeigt werden. Differentielle Wirkungsgrade von bis zu 61% sowie niedrige Schwellpumpleistungen im Bereich von 30 mW bestätigen die ausgezeichneten Eigenschaften des Wirtsmaterials. Unter Verwendung eines doppelbrechenden Filters konnte der Laser in einem Bereich von 1900 nm bis 2110 nm durchgestimmt werden.