Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm

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K: Fachverband Kurzzeitphysik

K 5: Lasersysteme und -komponenten

K 5.3: Vortrag

Donnerstag, 15. März 2012, 11:00–11:15, V57.04

Aspekte des Designs und der Modellierung von Scheibenlaserverstärkern für mehr als 10 J Pulsenergie — •Jochen Speiser — DLR, Institut für Technische Physik, Stuttgart

Festkörperlaser mit Pulsenergien im Bereich bis zu mehreren kJ wurden in den letzten Jahrzehnten bereits vielfach realisiert. Neue Entwicklungen in der Anwendung von Lasern mit hoher Pulsenergie, wie beispielsweise die Entwicklung der Laserträgheitsfusion hin zu realen Kraftwerken oder die europäische "Extreme Light Infrastructure" (ELI), erfordern Pulslaser, die neben der hohen Pulsenergie auch eine hohe Pulswiederholrate - bis hin zu kHz - bieten. Dies Forderung nach hohen Pulswiederholraten und damit auch hohen mittleren Leistungen gilt insbesondere auch für die Umsetzung von lasergetrieben Röntgen- oder Teilchenquellen für industrielle Anwendungen.

Wesentlich für diese Steigerung der mittleren Leistung ist eine effiziente Kühlung des laseraktiven Mediums unter Beibehaltung recht großer Strahlquerschnitte. Ein mögliches Konzept hierfür ist der Scheibenlaser, bei dem eine sehr dünne Scheibe des laseraktiven Mediums einseitig durch Kontakt mit einer Wärmesenke gekühlt wird. Skalierungsrechnungen der letzten Jahre zeigen, dass Pulsenergien von mehreren Joule mit Scheibenlaserverstärkern realisierbar sind; limitierend ist die verstärkte spontane Emission (ASE) in der Scheibe transversal zum Strahl. Bei der Optimierung des Designs ergeben sich daraus Anforderungen z.B. an die Dimensionierung der Scheibe, die sich deutlich von derzeit realisierten industrielllen Scheibenlasersystemen unterscheiden.