Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm
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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik
Q 18: Laserentwicklung: Festkörperlaser
Q 18.6: Vortrag
Montag, 12. März 2012, 17:45–18:00, V38.01
Herstellung von Kanalwellenleitern in Nd:Lu3Al5O12-Schichten mittels fs-Laserstrukturierung — •Sebastian Heinrich, Sven H. Waeselmann, Thomas Calmano und Günter Huber — Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg
Die Kanalwellenleiter-Geometrie ist vielversprechend im Hinblick auf die Entwicklung kompakter Lasersysteme mit hoher Frequenzstabilität. Infolge der hervorragenden thermomechanischen und optischen Eigenschaften stellen Seltenerd-dotierte Lu3Al5O12-Wellenleiter schmale Emissionslinien und eine hohe optische Verstärkung in Aussicht. Eine Strukturierung von Wellenleiterschichten mittels ultrakurzer Laser Pulse ermöglicht, im Vergleich zu Strukturierungsmethoden wie dem reaktiven Ionenätzen, eine räumlich stark lokalisierte Materialmodifikation in einem Arbeitsschritt.
Mit dem Pulsed Laser Deposition-Verfahren wurden 2 µm dicke Nd(0,5 at.%):Lu3Al5O12 Schichten auf Y3Al5O12-Substraten gewachsen. Spektroskopische Untersuchungen haben gezeigt, dass die hergestellten Schichten ein Emissionsmaximum bei einer Wellenlänge von 1061 nm aufweisen.
Die auf Ablation basierende laterale Strukturierung erfolgte durch die Fokussierung eines fs-Lasers mit einer asphärischen Linse (f=3,1 mm; NA=0,68) auf die Oberfläche der Schichten. Mit Pulsenergien von 600 nJ und Pulsdauern von ca. 150 fs wurden so Strukturen mit einer Breite von ca. 2 µm und einer Tiefe von ca. 0,5 µm geschrieben. Homogener Materialabtrag konnte bei Pulswiederholraten von 1 kHz und Verfahrgeschwindigkeiten von bis zu 400 µm/s erzielt werden.