Diodenlaser

Diodenlaser sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken: Scannerkassen, DVD, DSL ("Datenautobahn" in Glasfaserkabel), Laserpointer, Laserdrucker, Instant-Fotodruck.

Aber für viele weitere interessante Anwendungen reichen die Leistung, Leistungsdichte oder die spektralen Eigenschaften nicht aus: Laser-Beamer, Laser-Spektroskopie, Materialbearbeitung, viele medizinische Anwendungen etc.

Wir können Ihnen helfen, Licht aus Halbleiterlasern auf Ihre Anwendungen maßzuschneidern.

Leistungsskalierter Laser

Spektral gemultiplexte Laser, die somit bei gleichbleibender Strahlqualität eine höhere Ausgangsleistung liefern. (mehr auf separater Seite)

Kompaktlaser hoher Leistungsdichte — Patentierter Kompaktlaser, der etwa 0.5W nahezu beugungsbegrenztes Licht emittiert

3D-Animation eines kompakten Diodenlasers mit externem Resonator

Durchstimmbereich eines Diodenlasers im Infrarotbereich

Strahlqualität eines ECDL — Strahlqualität eines Diodenlasers im externen Resonator (sog. ECDL)

Externe Resonatoren

Externe Resonatoren bieten deshalb die Voraussetzungen, das Licht der Halbleiter maßzuschneidern:

Erhöhung der Leistungsdichte durch Verbesserung der Strahlqualität durch gezielte Selektion geeigneter transversaler Moden

Erhöhung der spektralen Leistungsdichte
Durchstimmbarkeit
Stabilisierung von Leistung und Wellenlänge gegen thermische Drift
Konvertierung der Wellenlänge in andere Spektralbereiche mittels nichtlinearer Effekte

Leistungsmessung und Demonstration — Kurzes Video, in dem der batteriebetriebene Kompaktlaser vorgeführt wird

Materialbearbeitung

Mit dem patentierten Design (mehr) wurde ein Demonstrator gebaut, der die Strahlqualität der eingesetzten Laserdiode von M²>40 auf M²<1.5 verbessert und über 0.5W Ausgangsleistung in einem gut kollimierten Strahl liefert. Damit können bereits Markierungstätigkeiten über große Distanzen realisiert werden.

Spektrales Multiplexen — Mehrere Laser mit gestaffelten Wellenlängen werden zur Leistungssteigerung überlagert

Kohärente Kopplung (Prinzip) — Mehrere Strahlquellen werden phasenrichtig überlagert, so dass sich störende Beugungsordnungen weginterferieren

Kohärente Kopplung — Mittels kohärenter Kopplung lassen sich mehrere Laser zu höherer Leistung zusammenfassen, ohne auf spektrale Qualität zu verzichten.

Spezielle externe Resonatoren

Erhöhung der Leistung im Laserstrahl durch spektrales Multiplexen:

mehrere Laser werden auf benachbarten Wellenlängen stabilisiert
diese können an einem dispersiven Element (z.B. einem Gitter) überlagert werden
man erhält einen Stahl mit der Strahlqualität eines einzelnen Lasers, der die Leistung aller Laser trägt
Der resultierende Laserstrahl ist spektral breiter als bei einem Einzellaser
Dies kann Speckles reduzieren

Kohärente Kopplung durch Betrieb mehrerer laseraktiver Bereiche in einem gemeinsamen Resonator

Leistungserhöhung ohne spektrale Verbreiterung
sehr anspruchsvolle Resonatoren, da im Prinzip Interferenzeffekte genutzt werden. Deshalb sind Positionsgenauigkeiten im Sub-Wellenlängenbereich erforderlich.

Erzeugung kohärenten Lichts in gänzlich anderen Wellenlängenbereichen durch Nutzung nichtlinearer Effekte,

Frequenzverdopplung
dadurch blaues und grünes Licht
dieses ist frequenzstabilisiert und ggf. durchstimmbar
direkte elektronische Modulierbarkeit

Kurzpulsbetrieb. In gewisser Weise ist auch die gleichzeitige Emission mehrerer longitudinaler Moden ein kohärentes Phänomen, insofern als die unterschiedlichen Frequenzen zueinander eine feste Phasenbeziehung besitzen.