Skip to main content

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
3D-Animation eines kompakten Diodenlasers mit externem Resonator
Durchstimmbereich eines Diodenlasers
Durchstimmbereich eines Diodenlasers im Infrarotbereich
Strahlqualität eines ECDL
Strahlqualität eines Diodenlasers im externen Resonator (sog. ECDL)
Skizze des patentierten Konzepts
Skizze des patentierten Konzepts
 

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.