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Ein '''Yb:YAG-Laser''' ist ein [[Festkörperlaser]], der als aktives Medium einen Kristall mit [[Ytterbium]] [[Dotierung|dotierten]] [[Yttrium-Aluminium-Granat]] (YAG) verwendet und [[Infrarot|infrarote Strahlung]] mit der [[Wellenlänge]] 1030 [[Meter|nm]] emittiert. Da das untere [[Laser#Physikalische Grundlagen|Laserniveau]] nur knapp über dem Grundzustand ist, handelt es sich um einen sogenannten Quasi-3-Niveau-Laser, der meist als [[Scheibenlaser]] von einer [[Laserdiode]] bei 941 nm [[Laser# | Ein '''Yb:YAG-Laser''' (sprich: Ytterbium-YAG-Laser) ist ein [[Festkörperlaser]], der als aktives Medium einen Kristall mit [[Ytterbium]] [[Dotierung|dotierten]] [[Yttrium-Aluminium-Granat]] (YAG) verwendet und [[Infrarot|infrarote Strahlung]] mit der [[Wellenlänge]] 1030 [[Meter|nm]] emittiert. Da das untere [[Laser#Physikalische Grundlagen|Laserniveau]] nur knapp über dem Grundzustand ist, handelt es sich um einen sogenannten Quasi-3-Niveau-Laser, der meist als [[Scheibenlaser]] von einer [[Laserdiode]] bei 941 nm [[Laser#Grundfunktionen|gepumpt]] eingesetzt wird. Ein weiterer Übergang existiert bei 515 nm.<ref>T. Graf: ''Laser. Grundlagen der Laserstrahlquellen'' Vieweg+Teubner, 2009, S. 149 ff.</ref> | ||
== Eigenschaften == | == Eigenschaften == | ||
Das sehr nahe am Grundzustand liegende untere Laserniveau des Yb:YAG-Lasers führt dazu, dass dieses bei 100 °C bereits zu 7,6 % gesättigt ist. Durch die effiziente Anregung als Scheibenlaser und der ebenfalls nahe beieinander liegenden Anregungs- und Laserniveaus ist der Laserbetrieb dennoch sehr effizient möglich. | Das sehr nahe am Grundzustand liegende untere Laserniveau des Yb:YAG-Lasers führt dazu, dass dieses bei 100 °C bereits zu 7,6 % gesättigt ist. Durch die effiziente Anregung als Scheibenlaser und der ebenfalls nahe beieinander liegenden Anregungs- und Laserniveaus ist der Laserbetrieb dennoch sehr effizient möglich. Kommerzielle Yb:YAG-Laser sind heute mit kontinuierlichen Leistungen (cw) von mehr als 10 kW bei einem Gesamtwirkungsgrad von 25 % erhältlich. Im Gegensatz zu [[Nd:YAG-Laser|Nd:YAG-Lasern]] ist die Absorptionsbandbreite wesentlich größer, wodurch die Anforderungen an das Temperaturmanagement der Pump-Diodenlaser geringer werden. Die Wellenlänge der abgegebenen Strahlung ist dabei der des Nd:YAG-Laser mit 1064 nm sehr ähnlich. | ||
Die Strahlung eines solchen Festkörperlasers mit einer Wellenlänge von 1030 nm lässt sich im Gegensatz zu [[Kohlendioxidlaser|CO<sub>2</sub>-Lasern]] durch [[Glasfaserkabel]] leiten, was ihn gerade im industriellen Umfeld – beispielsweise für die Materialbearbeitung – attraktiv macht. Insbesondere der maximale optische Wirkungsgrad von etwa 89 % macht ihn zu einem vielversprechenden Forschungsgebiet.<ref>{{Literatur |Autor=T.Y. Fan |Titel=Heat generation in Nd:YAG and Yb:YAG |Sammelwerk=IEEE Journal of Quantum Electronics |Band=29 |Nummer=6 |Datum=1993 |Seiten=1457–1459 |DOI=10.1109/3.234394}}</ref> | Die Strahlung eines solchen Festkörperlasers mit einer Wellenlänge von 1030 nm lässt sich im Gegensatz zu [[Kohlendioxidlaser|CO<sub>2</sub>-Lasern]] durch [[Glasfaserkabel]] leiten, was ihn gerade im industriellen Umfeld – beispielsweise für die Materialbearbeitung – attraktiv macht. Insbesondere der maximale optische Wirkungsgrad von etwa 89 % macht ihn zu einem vielversprechenden Forschungsgebiet.<ref>{{Literatur |Autor=T.Y. Fan |Titel=Heat generation in Nd:YAG and Yb:YAG |Sammelwerk=IEEE Journal of Quantum Electronics |Band=29 |Nummer=6 |Datum=1993 |Seiten=1457–1459 |DOI=10.1109/3.234394}}</ref> | ||
== Siehe auch == | |||
*[[Nd:YAG-Laser]] | |||
== Einzelnachweise == | == Einzelnachweise == | ||
Ein Yb:YAG-Laser (sprich: Ytterbium-YAG-Laser) ist ein Festkörperlaser, der als aktives Medium einen Kristall mit Ytterbium dotierten Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) verwendet und infrarote Strahlung mit der Wellenlänge 1030 nm emittiert. Da das untere Laserniveau nur knapp über dem Grundzustand ist, handelt es sich um einen sogenannten Quasi-3-Niveau-Laser, der meist als Scheibenlaser von einer Laserdiode bei 941 nm gepumpt eingesetzt wird. Ein weiterer Übergang existiert bei 515 nm.[1]
Das sehr nahe am Grundzustand liegende untere Laserniveau des Yb:YAG-Lasers führt dazu, dass dieses bei 100 °C bereits zu 7,6 % gesättigt ist. Durch die effiziente Anregung als Scheibenlaser und der ebenfalls nahe beieinander liegenden Anregungs- und Laserniveaus ist der Laserbetrieb dennoch sehr effizient möglich. Kommerzielle Yb:YAG-Laser sind heute mit kontinuierlichen Leistungen (cw) von mehr als 10 kW bei einem Gesamtwirkungsgrad von 25 % erhältlich. Im Gegensatz zu Nd:YAG-Lasern ist die Absorptionsbandbreite wesentlich größer, wodurch die Anforderungen an das Temperaturmanagement der Pump-Diodenlaser geringer werden. Die Wellenlänge der abgegebenen Strahlung ist dabei der des Nd:YAG-Laser mit 1064 nm sehr ähnlich.
Die Strahlung eines solchen Festkörperlasers mit einer Wellenlänge von 1030 nm lässt sich im Gegensatz zu CO2-Lasern durch Glasfaserkabel leiten, was ihn gerade im industriellen Umfeld – beispielsweise für die Materialbearbeitung – attraktiv macht. Insbesondere der maximale optische Wirkungsgrad von etwa 89 % macht ihn zu einem vielversprechenden Forschungsgebiet.[2]