Für Hochenergielaser mit schwach verstärkenden laseraktiven Medien werden in numerischen Studien richtungsweisende, feldfähige Resonatorkonzepte ausgelegt und bewertet. Die Untersuchungen zur auskoppelbaren Leistung und Strahlqualität orientieren sich an den Anforderungen einer langreichweitigen Wirkung der Laserstrahlung nach Propagation durch die Atmosphäre.
Die Auslegung und Simulation neuer Resonatoren erfolgt numerisch. Grundlage der Berechnungen ist die Integralgleichung der Fresnel-Kirchhoff Formulierung des Huygens'schen Prinzips. Aussichtsreiche Resonatorarchitekturen werden unter anderen am Chemischen Sauerstoff-Iodlaser eingesetzt und hinsichtlich ihrer Auskoppeleigenschaften optimiert. Die experimentelle Validierung bildet auch die Basis für Skalierungsrechnungen zu Lasersystemen hoher und höchster Leistungsklassen.
Bei Lasersystemen der 10 kW-Klasse mit schwach verstärkenden Medien finden Hybridresonatoren ihren Einsatz. Diese Resonatoren bilden in einer Richtung einen stabilen und in der senkrecht dazu liegenden Richtung einen instabilen Resonator. Durch Zylinderspiegel lässt sich eine optimale Anpassung an ein rechteckiges laseraktives Medium erzielen. Die Faltung des Hybridresonators (NBHR: Negative - Branch Confocal Hybrid Resonator) in der stabilen Richtung mit Hilfe eines Winkelspiegels reduziert den effektiven Resonatorspiegelquerschnitt und führt durch den zweifachen Durchgang (D-NBHR) zu einer größeren Verstärkung. Dadurch wird eine leistungsstarke Auskopplung hoher Strahlqualität erreicht. Für ähnliche Systeme der 100 kW-Klasse und größer werden wieder rein instabile Resonatoren interessant. Auf Grund des größeren Auskoppelgrads reduzieren sich die Beugungsstrukturen im Fernfeld. Zur Verringerung der verbleibenden Beugungseffekte wird ein modifizierter Aufbau benutzt. Dieser "Modified Negative-Branch Confocal Unstable Resonator" (MNBUR) wird mit verschiedenen Auskoppelarten ([- bzw. L-Scraper) am 10 kW COIL-System untersucht. Diese Tests ermöglichen den Abgleich zwischen theoretischen Prognosen und experimentellen Ergebnissen und ermöglichen fundierte numerische Betrachtungen für Laser höherer Leistungsklasse. Neben diesen beiden Konzeptfamilien stellen Resonatortypen mit variabler optischer Beschichtung der Resonatorspiegel eine weitere vielversprechende Alternative dar.