Hamburg 2009 – wissenschaftliches Programm

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 8: Laserentwicklung: Festkörperlaser II

Q 8.2: Vortrag

Montag, 2. März 2009, 14:15–14:30, VMP 6 HS-C

Photoleitungsexperimente zur Klärung nichtlinearer Verlustmechanismen in hoch Yb-dotierten oxidischen Lasermaterialien — •Ulrike Wolters, Susanne T. Fredrich-Thornton, Christian Hirt, Friedjof Tellkamp, Klaus Petermann und Günter Huber — Universität Hamburg, Institut für Laser-Physik, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg

Aufgrund ihres vorteilhaften Energieniveauschemas werden Yb-dotierte Oxide häufig in Hochleistungslasern verwendet, da interne Verlustprozesse wie Kreuzrelaxation, Upconversion oder ESA nicht zu erwarten sind. Dennoch treten in Yb-dotierten Oxiden nichtlineare Verluste auf, die von Dotierungskonzentration, Anregungsdichte sowie der Temperatur abhängen^[1] und die Lasertätigkeit stark einschränken. Bei Konzentrationen über 15% erschweren sie den Scheibenlaserbetrieb deutlich. Photoleitungsmessungen bestätigen die Existenz eines Upconversion-Prozesses, der Ladungsträger mit 2 bis 3 Yb-Anregungen kooperativ in ein stromführendes Band anhebt.
Mögliche Ursache für die beobachteten Photoströme ist die Bildung von Yb³⁺/Yb²⁺ Charge-Transfer-Zuständen, die in der Bandlücke von YAG liegen und mit 2 bis 3 Anregungen erreichbar sind. Es werden Messungen vorgestellt zur Konzentrationsabhängigkeit, zum Einfluss von Kodotierungen von Yb:YAG mit z.B. Eisen als Verunreinigung sowie zum unterschiedlichen Verhalten von einkristallinem Yb:YAG und Yb:YAG-Keramiken.
[1] M. Larionov et al., OSA Trends in Optics and Photonics, Advanced Solid-State Photonics, paper TuB49 (2005)