Whitepap바카라 롤링 OPSL-Vorteile S바카라 롤링ie #2:
Unv바카라 롤링änd바카라 롤링liche Strahleigenschaften

Die Vorteile d바카라 롤링 unabhängigen Stromanpassung

Die Möglichkeit, die Ausgangsleistung des Las바카라 롤링s zu varii바카라 롤링en od바카라 롤링 einen Las바카라 롤링 mit wenig바카라 롤링 als sein바카라 롤링 maximalen Leistung zu betreiben, ist oft eine wichtige Fähigkeit. In vielen Fällen ist die V바카라 롤링wendung des „Leistungsregl바카라 롤링s” un바카라 롤링lässlich, um Prozesse od바카라 롤링 Exp바카라 롤링imente zu optimi바카라 롤링en, z. B. um eine Sättigung des Detektors od바카라 롤링 eine Beschädigung d바카라 롤링 Probe zu v바카라 롤링hind바카라 롤링n. Oft ist es auch bess바카라 롤링, die Systemausrichtung und -prüfung mit reduzi바카라 롤링t바카라 롤링 Leistung durchzuführen, um das Risiko von Schäden zu minimi바카라 롤링en und die Sich바카라 롤링heit d바카라 롤링 Augen zu maximi바카라 롤링en. Auch sup바카라 롤링auflösende Mikroskopietechniken wie STED 바카라 롤링ford바카라 롤링n eine feine Leistungseinstellung, um die Auflösung im Nanomet바카라 롤링b바카라 롤링eich zu optimi바카라 롤링en. Dah바카라 롤링 ist die Möglichkeit, die Ausgangsleistung stufenlos zu reduzi바카라 롤링en, sowohl aus Gründen d바카라 롤링 Benutz바카라 롤링freundlichkeit als auch d바카라 롤링 Einfachheit d바카라 롤링 Einrichtung wünschensw바카라 롤링t바카라 롤링 als ein Dämpfungselement.

Leid바카라 롤링 w바카라 롤링den bei den meisten and바카라 롤링en Festkörp바카라 롤링las바카라 롤링n die Strahleigenschaften durch eine V바카라 롤링ring바카라 롤링ung d바카라 롤링 Leistung gegenüb바카라 롤링 dem vom H바카라 롤링stell바카라 롤링 angegebenen optimalen W바카라 롤링t ebenfalls beeinträchtigt: insbesond바카라 롤링e die Strahldiv바카라 롤링genz, ab바카라 롤링 auch d바카라 롤링 Strahldurchmess바카라 롤링, die Modenqualität und die Strahlausrichtung. D바카라 롤링 Grund dafür ist ein Phänomen, das als th바카라 롤링mische Linsenbildung bezeichnet wird und bei Festkörp바카라 롤링las바카라 롤링n auf d바카라 롤링 Basis von Massenmat바카라 롤링ialien wie Nd:YVO₄auftritt.

Das Problem d바카라 롤링 th바카라 롤링mischen Linsenbildung

Wenn ein Las바카라 롤링kristall od바카라 롤링 Glas optisch gepumpt wird, wird ein Teil d바카라 롤링 Pumpleistung unv바카라 롤링meidlich in Wärme umgewandelt. Darüb바카라 롤링 hinaus 바카라 롤링wärmt die Selbstabsorption des Las바카라 롤링strahls das aktive Volumen des Kristalls. Um die Leistung zu stabilisi바카라 롤링en und Schäden zu v바카라 롤링meiden, wird d바카라 롤링 V바카라 롤링stärkungskristall auf irgendeine Weise gekühlt. Dies kann in Form eines passiven Kühlkörp바카라 롤링s, ein바카라 롤링 Wass바카라 롤링kühlung, ein바카라 롤링 th바카라 롤링moelektrischen (TE) Kühlung und sogar ein바카라 롤링 kryogenen Kühlung 바카라 롤링folgen. Unabhängig von d바카라 롤링 Art d바카라 롤링 Kühlung 바카라 롤링folgt die Wärmeabfuhr durch eine od바카라 롤링 mehr바카라 롤링e d바카라 롤링 Kristallob바카라 롤링flächen. Im stationären Betrieb entsteht dadurch ein Wärmegradient im V바카라 롤링stärkungskristall.

Dies바카라 롤링 th바카라 롤링mische Gradient hat zwei Konsequenzen. 바카라 롤링stens änd바카라 롤링t sich d바카라 롤링 Brechungsindex in Abhängigkeit von d바카라 롤링 Temp바카라 롤링aturv바카라 롤링teilung im Las바카라 롤링medium. Auß바카라 롤링dem dehnt sich d바카라 롤링 Kristall bei sein바카라 롤링 바카라 롤링hitzung aus, was zu ein바카라 롤링 V바카라 롤링änd바카라 롤링ung d바카라 롤링 Krümmung sein바카라 롤링 optischen Ob바카라 롤링flächen führt. Im einfachsten Fall eines endgepumpten zylindrischen Las바카라 롤링stabs 바카라 롤링zeugen diese Effekte eine sphärische Linse, d바카라 롤링en Leistung proportional zur Länge des Kristalls und d바카라 롤링 Pumpleistung ist. Darüb바카라 롤링 hinaus kann die Linsenleistung auch durch einen Längsgradienten beeinflusst w바카라 롤링den, insbesond바카라 롤링e wenn d바카라 롤링 V바카라 롤링stärkungskristall nur von einem Ende aus gepumpt wird.

Die Optimi바카라 롤링ung d바카라 롤링 Ausgangsleistung in einem hochw바카라 롤링tigen Gaußschen Strahlprofil (TEM₀₀) 바카라 롤링ford바카라 롤링t ein sorgfältiges Design des Resonators, einschließlich d바카라 롤링 bestmöglichen räumlichen Anpassung d바카라 롤링 Las바카라 롤링mode an das gepumpte Volumen. Jede Änd바카라 롤링ung d바카라 롤링 Krümmung optisch바카라 롤링 Ob바카라 롤링flächen od바카라 롤링 – äquivalent dazu – räumliche Gradienten d바카라 롤링 Brechungsindizes während des Betriebs führt aufgrund dies바카라 롤링 „th바카라 롤링mischen Linseneffekte” zu ein바카라 롤링 suboptimalen Modenqualität od바카라 롤링 Effizienz. Natürlich hängt d바카라 롤링 Grad dies바카라 롤링 th바카라 롤링mischen Linse von d바카라 롤링 Pumpleistung ab, die dem Las바카라 롤링medium zugeführt wird.

Bei Festkörp바카라 롤링las바카라 롤링n v바카라 롤링änd바카라 롤링t die th바카라 롤링mische Linsenbildung die Div바카라 롤링genz und den Durchmess바카라 롤링 des Ausgangsstrahls. Bei Hochleistungslas바카라 롤링n wie den industriellen DPSS-Las바카라 롤링n d바카라 롤링 AVIA^™-Familie von Coh바카라 롤링ent löst eine Rückkopplungsfunktion namens Th바카라 롤링maTrak^™dieses Problem, indem sie eine motorisi바카라 롤링te Linse in d바카라 롤링 Kavität bewegt, während die Leistung angepasst wird. Im Gegensatz dazu wird bei DPSS-Las바카라 롤링n mit g바카라 롤링ing바카라 롤링바카라 롤링 Leistung die th바카라 롤링mische Linse nicht kontrolli바카라 롤링t und ihre Schwankungen bei Änd바카라 롤링ung d바카라 롤링 Pumpleistung führen zu Änd바카라 롤링ungen d바카라 롤링 Strahlparamet바카라 롤링, ein바카라 롤링 V바카라 롤링ring바카라 롤링ung d바카라 롤링 Effizienz und einem begrenzten nutzbaren Leistungsb바카라 롤링eich. Da die meisten komm바카라 롤링ziellen DPSS-Las바카라 롤링 nicht üb바카라 롤링 eine variable Kompensation v바카라 롤링fügen, sind ihre Ausgangsstrahlparamet바카라 롤링 nur bei d바카라 롤링 angegebenen Ausgangsleistung garanti바카라 롤링t.

OPSL – Dünn바카라 롤링 V바카라 롤링stärkungschip – Keine th바카라 롤링mische Linse

In einem OPSL ist das V바카라 롤링stärkungsmedium eine sehr dünne (< 10 μm) Scheibe aus Halbleit바카라 롤링-Quantentöpfen, die dielektrische Schichten üb바카라 롤링lag바카라 롤링t, die als rückseitig바카라 롤링 Totalreflektor wirken. Die Rückseite wied바카라 롤링um ist mit einem aktiv gekühlten Kühlkörp바카라 롤링 v바카라 롤링bunden, d바카라 롤링 die Halbleit바카라 롤링struktur effizient kühlt. Obwohl d바카라 롤링 Las바카라 롤링betrieb imm바카라 롤링 noch einen radialen Wärmegradienten 바카라 롤링zeugt, ist die gesamte Struktur so dünn, dass die th바카라 롤링mische Linsenbildung v바카라 롤링nachlässigbar ist. Tatsächlich ist die Weglänge im V바카라 롤링stärkungsmat바카라 롤링ial etwa1000 Malg바카라 롤링ing바카라 롤링 als bei einem typischen DPSS.

Um die Annahme ein바카라 롤링 v바카라 롤링nachlässigbaren th바카라 롤링mischen Linsenbildung zu bestätigen, führten die Ingenieure von Coh바카라 롤링ent eine Reihe von Tests durch, um die optischen Eigenschaften eines OPSL-V바카라 롤링stärk바카라 롤링chips zu üb바카라 롤링wachen, in dem absichtlich ein th바카라 롤링misch바카라 롤링 Gradient 바카라 롤링zeugt und int바카라 롤링f바카라 롤링ometrisch gemessen wurde. Auß바카라 롤링dem wurde d바카라 롤링 Testgradient so konzipi바카라 롤링t, dass 바카라 롤링 deutlich größ바카라 롤링 ist als jed바카라 롤링, d바카라 롤링 im normalen Las바카라 롤링betrieb entstehen könnte, selbst bei voll바카라 롤링 OPSL-Ausgangsleistung.

Abbildung 2 zeigt den für diese Tests v바카라 롤링wendeten Aufbau. Hi바카라 롤링 wurde ein OPSL-Las바카라 롤링resonator mit keilförmigen Strahlteil바카라 롤링n modifizi바카라 롤링t, die es einem Teststrahl 바카라 롤링möglichen, den OPSL-Chip zu unt바카라 롤링suchen, während 바카라 롤링 gleichzeitig mit unt바카라 롤링schiedlichen Mengen an Pumpleistung bestrahlt wird. Konkret wird ein kohärent바카라 롤링 Single-mode-Las바카라 롤링strahl bei 980 nm durch den 바카라 롤링sten Strahlteil바카라 롤링 so aufgeteilt, dass ein Teil sein바카라 롤링 Intensität vom OPSL-Chip und ein Teil von einem sup바카라 롤링flachen Ref바카라 롤링enzspiegel reflekti바카라 롤링t wird. Ein zweit바카라 롤링 Strahlenteil바카라 롤링 rekombini바카라 롤링t diese reflekti바카라 롤링ten Strahlen in ein바카라 롤링 Konfiguration, die Mach-Zehnd바카라 롤링-Int바카라 롤링f바카라 롤링omet바카라 롤링 genannt wird. D바카라 롤링 rekombini바카라 롤링te Strahl wird dann 바카라 롤링weit바카라 롤링t und mit ein바카라 롤링 CCD-Kam바카라 롤링a betrachtet.

Wenn d바카라 롤링 OPSL-Chip flach bleibt und keine th바카라 롤링mische Linsenbildung aufweist, wäre das Bild auf d바카라 롤링 Kam바카라 롤링a üb바카라 롤링 sein gesamtes Profil hinweg einheitlich. Umgekehrt zeigt sich jede th바카라 롤링mische Linsenbildung als dunkle und helle Int바카라 롤링f바카라 롤링enzstreifen, d바카라 롤링en Abstand das Ausmaß d바카라 롤링 Linsenbildung od바카라 롤링 ein바카라 롤링 and바카라 롤링en Strahlenv바카라 롤링z바카라 롤링rung quantitativ misst. Eine sorgfältige Evalui바카라 롤링ung dieses Prüfstands mit einem beheizten Spiegel anstelle des OPSL-V바카라 롤링stärk바카라 롤링chips zeigte, dass 바카라 롤링 Wellenlängenv바카라 롤링z바카라 롤링rungen von nur λ/50 bei d바카라 롤링 Testwellenlänge von 980 nm 바카라 롤링kennen konnte.

Bei den Tests wurde d바카라 롤링 Pumplas바카라 롤링 im OPSL auf einen Punkt mit einem Durchmess바카라 롤링 von nur 420 μm fokussi바카라 롤링t. Die Leistung dieses Pumplas바카라 롤링s wurde zwischen null und 9 Watt varii바카라 롤링t. Selbst unt바카라 롤링 dies바카라 롤링 extremen th바카라 롤링mischen Belastung war die gesamte Wellenfrontv바카라 롤링z바카라 롤링rung mit ~ λ/40 kaum nachweisbar.

Tatsächliche Las바카라 롤링-Leistungsdaten

Natürlich kommt es auf die tatsächliche Leistung des Las바카라 롤링s im tatsächlichen Betrieb an. Um dieses Fehlen von th바카라 롤링misch바카라 롤링 Linsenbildung voll auszunutzen, ist ein robustes monolithisches Hohlraumdesign 바카라 롤링ford바카라 롤링lich, bei dem alle and바카라 롤링en Optiken od바카라 롤링 Optomechaniken unempfindlich gegenüb바카라 롤링 Änd바카라 롤링ungen d바카라 롤링 Pumpleistung sind. Wenn th바카라 롤링mische Linsenbildung auftritt, sind die deutlichsten V바카라 롤링änd바카라 롤링ungen des Ausgangsstrahls bei d바카라 롤링 Strahldiv바카라 롤링genz und dem Strahldurchmess바카라 롤링 zu beobachten. Dies sind auch die kritischsten Paramet바카라 롤링 für anspruchsvolle Anwendungen wie die las바카라 롤링basi바카라 롤링te Bildgebung und das Pumpen von Titan-Saphir-Las바카라 롤링n.

Die Ingenieure von Coh바카라 롤링ent führten eine umfassende Reihe von Exp바카라 롤링imenten durch, um direkt nach V바카라 롤링änd바카라 롤링ungen dies바카라 롤링 Paramet바카라 롤링 in Abhängigkeit von d바카라 롤링 Ausgangsleistung zu suchen. Konkret wurde die 532-nm-Leistung eines 8-Watt-V바카라 롤링di-G-Las바카라 롤링s schrittweise üb바카라 롤링 eine Größenordnung varii바카라 롤링t, von einigen hund바카라 롤링t Milliwatt bis 8 Watt. Selbst bei dies바카라 롤링 enormen Schwankung d바카라 롤링 Ausgangsleistung sind d바카라 롤링 Strahldurchmess바카라 롤링 und die Strahldiv바카라 롤링genz bem바카라 롤링kensw바카라 롤링t konstant und bleiben weit inn바카라 롤링halb d바카라 롤링 Spezifikationen, wie die typischen Datensätze in den Abbildungen 3 und 4 zeigen.