Ein Yb:YAG-Laser (sprich: Ytterbium-YAG-Laser) ist ein Festkörperlaser, der als aktives Medium einen Kristall mit Ytterbium dotierten Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) verwendet und infrarote Strahlung mit der Wellenlänge 1030 nm emittiert. Da das untere Laserniveau nur knapp über dem Grundzustand ist, handelt es sich um einen sogenannten Quasi-3-Niveau-Laser, der meist als Scheibenlaser von einer Laserdiode bei 941 nm gepumpt eingesetzt wird. Ein weiterer Übergang existiert bei 515 nm.
Eigenschaften Bearbeiten
Das sehr nahe am Grundzustand liegende untere Laserniveau des Yb:YAG-Lasers führt dazu, dass dieses bei 100 °C bereits zu 7,6 % gesättigt ist. Durch die effiziente Anregung als Scheibenlaser und der ebenfalls nahe beieinander liegenden Anregungs- und Laserniveaus ist der Laserbetrieb dennoch sehr effizient möglich. Kommerzielle Yb:YAG-Laser sind heute mit kontinuierlichen Leistungen (cw) von mehr als 10 kW bei einem Gesamtwirkungsgrad von 25 % erhältlich. Im Gegensatz zu Nd:YAG-Lasern ist die Absorptionsbandbreite wesentlich größer, wodurch die Anforderungen an das Temperaturmanagement der Pump-Diodenlaser geringer werden. Die Wellenlänge der abgegebenen Strahlung ist dabei der des Nd:YAG-Laser mit 1064 nm sehr ähnlich.
Die Strahlung eines solchen Festkörperlasers mit einer Wellenlänge von 1030 nm lässt sich im Gegensatz zu CO2-Lasern durch Glasfaserkabel leiten, was ihn gerade im industriellen Umfeld – beispielsweise für die Materialbearbeitung – attraktiv macht. Insbesondere der maximale optische Wirkungsgrad von etwa 89 % macht ihn zu einem vielversprechenden Forschungsgebiet.
Siehe auch Bearbeiten
Einzelnachweise Bearbeiten
- T. Graf: Laser. Grundlagen der Laserstrahlquellen Vieweg+Teubner, 2009, S. 149 ff.
- T.Y. Fan: Heat generation in Nd:YAG and Yb:YAG. In: IEEE Journal of Quantum Electronics. Band 29, Nr. 6, 1993, S. 1457–1459, doi:10.1109/3.234394.