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Gebräuchliche Lasertypen

Gebräuchliche Lasertypen

Dies ist der Abschnitt 3.1 des Leitfadens für Laseroptiken.

Lasers werden oftmals anhand des verwendeten Verstärkungsmediums für die Lichtverstärkung klassifiziert. Gebräuchliche Verstärkungsmedien sind Gas, Halbleiter (Diodenlaser) und Festkörper.

Gaslaser, z. B. Helium-Neon-Laser (HeNe), werden aufgrund ihrer hohen Strahlqualität und großen Kohärenzlänge oftmals für messtechnische Anwendungen eingesetzt. Andere Gaslaser, z. B. Kohlenstoffdioxidlaser (CO2) werden häufig für die Materialbearbeitung verwendet, weil sie besonders hohe mittlere Leistungen erreichen können.

Diodenlaser verfügen über einen p-n-Halbleiterübergang als Verstärkungsmedium. Sie weisen in der Regel das höchste Verhältnis zwischen energetischer Leistung und Kosten auf und zeichnen sich durch eine hohe Leistungsumwandlungseffizienz, einen hohen Quantenwirkungsgrad und einen großen Bereich verfügbarer Wellenlängen aus. Diodenlaser werden in vielen Anwendungen eingesetzt, z. B. Telekommunikation, Materialbearbeitung, Strichcodeleser, medizinische Laser und LIDAR-Systeme.

Festkörperlaser nutzen Kristalle oder Glasmaterialien, die mit Übergangsmetall- oder Seltene-Erde-Ionen dotiert sind. Sie werden oftmals in Hochleistungsanwendungen eingesetzt, z. B. Materialbearbeitung und medizinische Laser, da sie die höchsten Spitzenleistungen aller handelsüblichen Laser erreichen können.1 Allerdings ist die Kühlung von Festkörperverstärkungsmedien schwierig, sodass die Wiederholungsrate und die mittlere (energetische) Leistung begrenzt sind.

Faserlaser sind ein spezieller Typ von Festkörperlasern, bei dem Glasfasern verwendet werden, die mit Seltene-Erde-Ionen als Verstärkungsmedium dotiert sind. Sie eignen sich optimal für die Erzeugung sehr feiner Gebilde in der Hochpräzisionsbearbeitung und für medizinische Anwendungen, da sie eine hohe mittlere (energetische) Leistung in einer einzigen optischen Mode mit hoher Strahlqualität aufweisen.

Scheibenlaser sind ein weiterer spezieller Typ von Festkörperlasern, in denen eine sehr dünne Scheibe eines Festkörpermaterials als Verstärkungsmedium verwendet wird. Sie stellen einen ausgewogenen Kompromiss zwischen Faserlasern und anderen Festkörperlasern dar, da sie eine hohe Spitzenleistung sowie Verstärkung erreichen und gleichzeitig eine Geometrie aufweisen, die die Kühlung erleichtert, sodass Wiederholungsrate und mittlere Leistung verbessert werden. Allerdings ist der erforderliche Systemaufbau komplex, sodass sie kostspieliger sind als andere Lasertypen.

Abbildung 1: Handelsübliche Laser mit typischen Betriebsarten und Verstärkungsmedien
Abbildung 1: Handelsübliche Laser mit typischen Betriebsarten und Verstärkungsmedien2, 3

Laser von Edmund Optics®

Edmund Optics bietet eine breite Palette von Laserquellen sowie Laseroptiken, Sicherheitseinrichtungen und Messvorrichtungen an.

Edmund Optics bietet eine breite Palette von Laserquellen sowie Laseroptiken, Sicherheitseinrichtungen und Messvorrichtungen an.

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Referenzen

1. Weber, Marvin J. Handbook of laser wavelengths. CRC Press, 1999. ISBN 978-0-8495-3508-2.
2. Paschotta, Rüdiger. Encyclopedia of Laser Physics and Technology, RP Photonics, October 2017, www.rp-photonics.com/encyclopedia.html.
3. Lasers and Their Uses Reference Wall Chart. Photonics Media, 2010

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