Techniklexikon

Nd:YAG-Laser

Laserphysik und -technik, Neodym-Laser, in dem dreifach positiv geladene Nd³⁺-Ionen in einen Yttrium-Aluminium-Granat-Wirtskristall (Y₃Al₅O₁₂ = YAG) eingebaut sind.

Die Energieniveaus des Lasers sind in der Abbildung dargestellt. Es handelt sich hierbei um ein Vier-Niveau-Schema, da das untere Laserniveau ⁴I_{11 / 2} durch einen schnellen, strahlungslosen Übergang mit dem Grundzustand ⁴I_{9 / 2} gekoppelt ist. Das obere Laserniveau ⁴F_{3 / 2} wird über eine Reihe von Bändern zwischen 13 und 25 × 10³ cm^-1 besetzt, mit denen es durch schnelle, strahlungslose Übergänge gekoppelt ist. Die wichtigsten Pumpbänder sind die der ⁴F_{5 / 2} / ²H_{9 / 2}-Niveaus (» 800 nm) und die der ⁴S_{3 / 2} / ⁴F_{7 / 2}-Niveaus (» 700 nm). Die oberen Laserniveaus ⁴F_{3 / 2} haben eine lange mittlere Lebensdauer von 240 ms, die Laserübergänge liegen zwischen 1 050 und 1 080 nm, wobei der bei 1 064,2 nm der stärkste ist. Die Linienbreite des Laserübergangs liegt bei Raumtemperatur (300 K) bei 6,5 cm^-1. Durch die zahlreichen strahlungslosen Übergänge wird der Kristall stark erwärmt, wobei sich die relativ hohe Wärmeleitfähigkeit des Wirtskristall positiv bemerkbar macht. (Laser)

Nd:YAG-Laser: Vier-Niveau-Schema.