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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 18: Laser Development: Solid State Lasers II

Q 18.4: Vortrag

Dienstag, 9. März 2010, 14:45–15:00, F 128

Photoleitfähigkeit Yb-dotierter Lasermaterialien bei hohen Inversionsdichten und ihr Einfluss auf hoch Yb-dotierte Scheibenlaser — •Ulrike Wolters, Susanne T. Fredrich-Thornton, Klaus Petermann und Günter Huber — Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg

Ytterbium lässt als dreiwertiges, aktives Ion in oxidischen Lasermaterialien aufgrund seines einfachen Energieniveauschemas keine internen Verlustprozesse wie Kreuzrelaxation oder Upconversion erwarten. Dennoch sind in Photoleitfähigkeitsmessungen freie Ladungsträger in Yb-dotierten Einkristallen nachgewiesen worden, die bei Bestrahlung mit der Pumpwellenlänge von 940 nm erzeugt werden. Die gemessene Photoleitfähigkeit zeigt eine nichtlineare Abhängigkeit von der Dichte angeregter Ionen, sodass als Ursache ein Upconversionmechanismus angenommen wird, der Ladungsträger in ein stromführendes Band anhebt.

Es wird die Rolle von transienten sowie durch geeignete Kodotierung stabilisierten Yb²⁺-Ionen in Hinblick auf die Photoleitfähigkeit Yb-dotierter Kristalle diskutiert.

Die Existenz eines Upconversionprozesses legt Auswirkungen auf den Laserbetrieb bei hohen Inversionsdichten nahe. Die tatsächlich beobachteten Verluste in Yb-dotierten Scheibenlasern zeigen ähnliche Abhängigkeiten von Anregungsdichte und Dotierungskonzentration wie die Photoleitfähigkeit. Diese Ergebnisse lassen darauf schließen, dass eine Korrelation beider Phänomene vorliegt.