Entwicklung von Alexandritlasern

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Martin Walochnik

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Hintergrund

Alexandritkristall im Laboraufbau Urheberrecht: © © Fraunhofer ILT, Aachen. Alexandritkristall im Laboraufbau.

Alexandritlaser emittieren abstimmbare Laserstrahlung im technologisch relevanten Wellenlängenbereich zwischen ca. 700-820 nm. Mithilfe von schmalbandigen Alexandritlasern kann die Adressierung einzelner Atom- und Ionenresonanzlinien erfolgen. Somit bieten sich gute Voraussetzungen, Alexandritlaser z.B. für das laser trapping und cooling einzusetzen. Alexandrit kann mit roten Laserdioden gepumpt werden. Dieser technisch wichtige Schritt dient dazu, Laser mit kleinem Quantendefekt und damit hoher Effizienz zu betreiben.

In Kooperation mit dem Fraunhofer ILT wird derzeit die Skalierung von kontinuierlich emittierenden Alexandritlasern zu höheren Leistungen im Grundmode untersucht. Dazu werden insbesondere thermische Effekte im Lasermedium untersucht, die sich abträglich auf die Strahlqualität auswirken.

Forschungsschwerpunkte

  • Skalierung von diodengepumpten und kontinuierlich emittierenden Alexandritlasern zu größeren mittleren Laserleistungen
  • Simulation und experimentelle Analyse thermischer Effekte im Alexandritkristall
  • Untersuchung der zeitlichen Stabilität der Laserstrahlung
  • Perspektivisch: Spektral schmalbandige Emission, Erzeugung ultrakurzer Pulse, Erzeugung von UV-Wellenlängen

Veröffentlichungen

  1. M. Walochnik, B. Jungbluth, H. Huber, J. Ammersbach, A. Munk, M. Strotkamp, M. Traub, D. Hoffmann, and Reinhart Poprawe: „Diode-pumped cw Alexandrite laser with temporally stable 6.5 W in TEM00 operation with prospect of power scaling“, Opt. Express 28, 11 (2020). DOI: 10.1364/OE.391274
  2. A. Munk, M. Strotkamp, M. Walochnik, B. Jungbluth, M. Traub, H.-D. Hoffmann, R. Poprawe, J. Höffner, and F.-J. Lübken: „Diode-pumped Q-switched Alexandrite laser in single longitudinal mode operation with Watt-level output power“, Opt. Lett. 43, 22 (2018). DOI: 10.1364/ol.43.005492
  3. M. Walochnik, H. Huber, B. Jungbluth, A. Munk, M. Strotkamp, D. Hoffmann, and R. Poprawe: „Pump-power scaling of a diode-pumped Alexandrite laser,“ DPG-Frühjahrstagung Erlangen 2018 Q 13.1 (2018).