Kleiner Kraftmeier
Ein Diodenlaser erreicht hohe Leistungen auf effiziente Weise.
Physik Journal – Ein Diodenlaser erreicht hohe Leistungen auf effiziente Weise.
Diodenlaser sind sehr kompakt und in Lichtleiter einkoppelbar. Sie lassen sich mit elektrischem Strom pumpen und erreichen eine recht hohe Konversionseffizienz. Herkömmliche Diodenlaser haben jedoch auch ein breites Spektrum, das sich nur aufwändig mithilfe eines externen Gitters in einem schmalen Spektralbereich stabilisieren lässt. Wissenschaftler des Ferdinand-Braun-Instituts (FBH) in Berlin haben nun einen Diodenlaser entwickelt, der diese Nachteile weitgehend vermeidet.
Abb.: Der Berliner Distributed-Feedback-Laser erreicht 11 W optische Leistung. (Bild: FBH/FVB)
Sie nutzen dazu eine Laserdiode, deren aktives Material periodisch strukturiert ist. In den Wellenleiter solcher Distributed-Feedback-Laser (DFB-Laser) ist ein Gitter integriert, das den Brechungsindex periodisch moduliert. Breitet sich Licht im Wellenleiter aus, entsteht eine scharfe Spektrallinie, die weniger als einen Nanometer breit ist und deren Lage sich kaum mit der Temperatur verändert. Der Divergenzwinkel des Lasers ist kleiner als 28 Grad, sodass sich das Licht relativ verlustarm in optische Systeme oder Glasfasern einkoppeln lässt.
Der entscheidende Kniff waren ein optimiertes Design der Halbleiterschichtstrukturen und ein verbesserter Prozess für die Herstellung des integrierten Gitters. Denn der Einbau eines solchen Gitters führt meist zu Verlusten und höheren Betriebsspannungen – schlecht für die Konversionseffizienz. Der FBH-Laser dagegen weist eine Effizienz von bis zu 58 Prozent auf. Er strahlt bei 976 nm mit einer optischen Leistung von 11 W. Kommerziell verfügbare DFB-Laser schaffen nur 4 W. Mögliche Anwendungen sind das Pumpen von Faser- oder Festkörperlasern sowie die Materialbearbeitung.
Michael Vogel
Quelle: Physik Journal, Februar 2010, S. 14
AH
