Techniklexikon

Güteschalten

Laserphysik und -technik, Q-Switching, periodisches Verändern der Resonatorgüte Q zur Verkürzung der Pulse bei Pulslasern bei gleichzeitiger Erhöhung der Laserleistung während des Pulses. Das Prinzip des Güteschaltens wurde bereits kurz nach der Erfindung des Lasers vorgeschlagen (Hellwart, 1961).

Nimmt man einen Pumppuls von 100 s, durch den der Laser nach 1 s seine Schwelle überschreitet, dann wird der Laser ebenfalls einen Puls von etwa 100 s emittieren, der jedoch eine relativ kleine Leistung hat. Um nun die Laserleistung während des Pulses zu erhöhen, wird die Pulsdauer verkürzt, indem die Güte des Resonators während des Pumppulses künstlich verschlechtert wird. So wird ein Anschwingen des Resonators unterdrückt. Erst bei der maximal möglichen Besetzungsinversion wird die Resonatorgüte wieder erhöht, wodurch der Laser sofort über die Schwelle gelangt und der Laserpuls sich aufbauen kann. Die gesamte Besetzungsinversion wird dann in einem kürzeren Puls höherer Leistung abgerufen (Riesen-Puls-Laser). Zum Schalten der Resonatorgüte eignen sich mechanische optische Schalter bei langsamen Schaltvorgängen, für schnellere Schaltvorgänge setzt man einen elektrooptischen Schalter, einen akustooptischen Modulator oder einen sättigbaren Absorber ein. Durch Güteschalten lassen sich Pulsdauern im Bereich von Nanosekunden und länger realisieren.

Güteschalten