Techniklexikon

Pulslaser

Laserphysik und -technik, ein Laser, der nicht kontinuierlich Photonen emittiert, sondern in periodischen Pulsen. Pulslaser finden bei allen Anwendungen Verwendung, wo man auf eine möglichst hohe Leistungsdichte angewiesen ist, so etwa in der nichtlinearen Optik, für die Materialbearbeitung mit Lasern, zur Plasmaerzeugung sowie Plasmadiagnostik und zum Induzieren von thermonuklearen Reaktionen (Kernfusionsreaktoren). Die maximale Leistungsspitze eines Pulslasers wird durch die Pulsdauer und die Pulsfrequenz sowie durch die Pumpenergie, mit der die Besetzungsinversion aufgebaut wird, bestimmt. Man kann daher die Pulsspitzenleistung bei gegebener Pumpenergie erhöhen, indem man die Pulsdauer verkürzt oder die Repetitionsfrequenz oder Repetitionsrate des Lasers verkürzt.

Ein anderes breites Anwendungsfeld für Pulslaser ist die Untersuchung dynamischer Vorgänge in der Atom- und Molekülphysik. Für diese Anwendungen sind besonders Lasertypen interessant, die ultrakurze Laserpulse emittieren, wie es bei Femtosekundenlasern der Fall ist.

Der einfachste Fall, für den ein gepulster Laserbetrieb resultiert, ist, dass das Lasermedium mit einer relativ niedrigen Frequenz (relativ zur Lebensdauer des oberen Laserniveaus) gepumpt wird, wie es sich bei dem Einsatz von Blitzlampen zur Erzeugung der Besetzungsinversion ergibt. Zur Vergrösserung der Leistung im Laserpuls und zur Verbesserung des Anschwingverhaltens setzt man eine Technik ein, die als Güteschalten bezeichnet wird. Noch kürzere Pulse kann man erzeugen, indem man durch Modenkopplung mehrere Resonatormoden in eine konstante Phasenbeziehung bringt, die dann als eine Folge von kürzesten Pulsen beobachtet werden kann.