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Hochleistungslaser





Hochleistungslaser mit bis zu 16 Kilowatt Dauerstrichleistung werden heutzutage in der Industrie zum Schneiden und Schweißen von Blechen in der Materialbearbeitung eingesetzt. Diese Strahlwerkzeuge beruhen teilweise auch auf dem Scheibenlaserkonzept. Typischerweise emittieren diese Laser im Multi-Mode-Betrieb mit einer Beugungsmaßzahl M² > 20 und bedingen einen kurzen Abstand der Emissionsapertur zum Werkstück. Für die Anwendung von Laserstrahlung über große Distanzen von einigen Kilometern oder mehr ist jedoch eine nahezu beugungsbegrenzte Strahlqualität (M² = 1) erforderlich.

Am Institut für Technische Physik erstrecken sich die Arbeiten auch auf Untersuchungen zur Leistungsskalierung von Scheibenlasern mit nahezu beugungsbegrenzter Strahlqualität bis in den Multi-Kilowattbereich. Die Vorteile des Scheibenlasers beruhen auf der Leistungsskalierbarkeit, hohen Effizienz, geringen thermischen Linse und der vernachlässigbaren Doppelbrechung im Lasermedium. Das laseraktive Medium besteht aus einer sehr dünnen Kristallscheibe (einige hundert Mikrometer dick), die rückseitig gekühlt wird. Dadurch können sehr hohe Pumpleistungsdichten realisiert werden. Die Leistungsskalierung kann durch Vergrößerung der aktiven Fläche bei konstanter Pumpleistungsdichte erfolgen. Hierbei bleiben sowohl die Temperaturen in der Scheibe als auch die erforderliche Brillanz der Pumpdioden konstant. Eine andere Möglichkeit der Leistungsskalierung besteht in der optischen Kopplung mehrerer Scheiben innerhalb eines Resonators mit dem Vorteil der Skalierung des Gesamt-Verstärkungskoeffizienten. Weiterhin sind modulare Leistungsskalierungen nach dem Oszillator-Verstärker-Konzept Gegenstand der Aktivitäten auf diesem Gebiet.


Kontakt
Jochen Speiser
Abteilungsleitung „Festkörperlaser und nichtlineare Optiken“

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Technische Physik
, Festkörperlaser und Nichtlineare Optik
Stuttgart

Tel.: +49 711 6862-451

Fax: +49 711 6862-788

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