Dresden 2011 – wissenschaftliches Programm
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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik
Q 13: Laserentwicklung: Festkörperlaser 1
Q 13.1: Vortrag
Montag, 14. März 2011, 14:30–14:45, SCH A215
Oberflächenstrukturierung von Sesquioxid-Wellenleiterschichten mittels ultrakurzer Laser Pulse — •Sebastian Heinrich, Thomas Calmano, Jörg Siebenmorgen, Klaus Petermann und Günter Huber — Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg
Die Kanalwellenleiter-Geometrie ist vielversprechend im Hinblick auf die Entwicklung kompakter Lasersysteme. Infolge der hervorragenden thermomechanischen und optischen Eigenschaften stellen optisch aktive Sesquioxid-Wellenleiter schmale Emissionslinien, hohe Frequenzstabilität und eine hohe optische Verstärkung in Aussicht.
Eine Strukturierung von Wellenleiterschichten mittels ultrakurzer Laser Pulse ermöglicht, im Vergleich zu Strukturierungsmethoden wie dem reaktiven Ionenätzen, eine räumlich stark lokalisierte Materialmodifikation in einem Arbeitsschritt.
Mit dem Pulsed Laser Deposition-Verfahren wurden Seltenerd-dotierte Y2O3-Schichten auf Saphir-Substraten gewachsen. Spektroskopische Untersuchungen zeigten, dass die Emissionsspektren, bis auf eine geringe Verbreiterung, gut mit den Spektren entsprechend dotierter Y2O3-Volumenkristalle übereinstimmen.
Die auf Laserablation basierende Strukturierung erfolgte mit einem stark auf die Oberfläche einer 2 µm dicken Tm(2,5at.%):Y2O3-Schicht fokussiertem fs-Laser. Mit Pulsenergien von 150 nJ und Pulsdauern von ca. 150 fs wurden auf diese Weise Strukturen mit einer Breite von ca. 1 µm und einer Tiefe von ca. 0,4 µm geschrieben. Homogener Materialabtrag konnte bei Pulswiederholraten von 1 kHz und Verfahrgeschwindigkeiten von bis zu 400 µm/s erzielt werden.