Diodenlaser mit Trapezstruktur und hoher Brillanz für die Realisierung einer Frequenzkonversion auf einer mikro-optischen Bank (Volume 30) (English shop)

Preview

Table of Contents, PDF (46 KB)
Extract, PDF (180 KB)

Diodenlaser mit hoher spektraler Strahldichte ermöglichen es, sichtbare Laserstrahlung mittels Frequenzverdopplung in nichtlinearen Kristallen zu erzeugen. Dadurch kann der Wellenlängenbereich von 480 nm - 630 nm, für den bisher keine direkt emittierenden Diodenlaser mit ausreichender Leistung (P > 1 W) und langer Lebensdauer verfügbar sind, adressiert werden.
Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurden Diodenlaser mit Trapezstruktur und hoher Brillanz untersucht und optimiert. Sie sind die Voraussetzung, um Frequenzkonversion auf einer mikro-
optischen Bank zu realisieren. Dazu wurden kompakte Trapezlaser mit integriertem Gitter (DBR-TPL) systematisch hinsichtlich ihrer spektralen Strahldichte untersucht und für diese Anwendung optimiert. Strahlquellen bei 920 nm, 976 nm und 1064 nm mit Strahldichten von ß1/e² > 500 MWcm-2sr-1 werden präsentiert. DBR-TPL bei einer Wellenlänge von 976 nm zeigten dabei mit ß1/e² >800 MWcm-2sr-1 die bislang höchsten Strahldichten für einen einzelnen Diodenlaser. Bei der Frequenzkonversion mit DBR-TPL konnten Ausgangsleistung von bis zu PSH = 1,6 W mit einer Strahlqualität von M2,σ < 2 erzielt werden. Dies entspricht ungefähr einer 2,5-fachen Steigerung der Leistung, die bisher für einen Diodenlaser bei einfachem Durchgang durch einen nichtlinearen Kristall erzielt wurde. Basierend auf den Erkenntnissen zur Frequenzkonversion mit DBR-TPL wurde eine Mikrosystemlichtquelle (P > 1 W) mit der Größe von 25 x 25 x 50 mm3 bei 490 nm demonstriert.