Breitbandige Lichtquelle für den Einsatz im Kohärenzradar

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Die breitbandige Lichtquelle soll im Rahmen eines BMBF-Projektes für das Kohärenzradar der Arbeitsgruppe von Prof. Häusler in Erlangen untersucht werden. Die Herausforderung ist dabei, eine Strahlquelle mit einer kurzen Kohärenzlänge (geringe zeitliche Kohärenz) aufzubauen, die aber gleichzeitig eine gute Strahlqualität (hohe räumliche Kohärenz) besitzt. Die Lichtquelle soll im sichtbaren Spektralbereich emittieren und eine mittlere Ausgangsleistung im Milliwatt-Bereich im transversalen Grundmode bieten. Ein erster Ansatz dazu ist ein Cr4+:YAG Laser, der intern frequenzverdoppelt wird. Der Cr:YAG Laser wird durch einen blitzlampengepumpten Nd:YALO Laser mit einer Wiederholfrequenz von 30 Hz longitudinal gepumpt. Der Pumplaser läuft im transversalen Grundmode und kann in zwei Modi betrieben werden, im freilaufendem Betrieb ist die Pulsdauer durch die Blitzlampen vorgegeben und beträgt 140 µs, durch Hinzufügen eines sättigbaren Absorbers (Cr:YAG) in den Pumplaser kann einfacher Q-switch Betrieb realisiert werden. Der Laser liefert dann innerhalb des Blitzlampenpulses drei Laserpulse mit einer Pulsdauer von jeweils 30 ns (FWHM). Die verschiedenen Parameter sind in der Tabelle zusammengefaßt.

 

Freilaufender Betrieb

Q-switch Betrieb

Pulsenergie (innerhalb eines Lampenpulses)

230 mJ

65 mJ

Pulsdauer

140 µs

30 ns


Zeitaufgelöstes Spektrum des frequenzverdoppelten Cr:YAG Lasers

Das zeitlich aufgelöste Spektrum des Lasers zeigt kein Einschnüren des Lasers auf eine Wellenlänge, der Laser emittiert über die gesamte Pulsdauer mit einem relativ glatten Spektrum.

In der unteren Abbildung ist das Spektrum des Lasers bei leicht verstimmter Justierung des BBO-Kristalls zu sehen, das Spektrum verschiebt sich bei größeren Pumpenergien/ Ausgangsenergien zu kürzeren Wellenlängen.

Spektrum des frequenzverdoppelten Cr:YAG Lasers als Fkt. der Energie

Die animierten Abbildungen sind mit dem GIF-Animator erstellt worden, bei Fragen zu der Vorgehensweise können Sie sich an mich wenden.

dlorenz@rz.uni-potsdam.de