Ionenlaser

KryptonlaserEdit

Ein Kryptonlaser ist ein Ionenlaser, der Ionen des Edelgases Krypton als Verstärkungsmedium verwendet. Das Pumpen des Lasers erfolgt durch eine elektrische Entladung. Kryptonlaser sind in der wissenschaftlichen Forschung weit verbreitet. Wird Krypton mit Argon gemischt, entsteht ein „Weißlichtlaser“, der für Laser-Lichtshows verwendet wird. Kryptonlaser werden auch in der Medizin (z. B. zur Koagulation der Netzhaut), zur Herstellung von Sicherheitshologrammen und für zahlreiche andere Zwecke eingesetzt.

Kryptonlaser können sichtbares Licht in der Nähe mehrerer verschiedener Wellenlängen emittieren, üblicherweise 406,7 nm, 413,1 nm, 415,4 nm, 468,0 nm, 476,2 nm, 482,5 nm, 520,8 nm, 530,9 nm, 568,2 nm, 647,1 nm und 676,4 nm.

Argon-LaserBearbeiten

Dieser Argon-Ionen-Laser emittiert blau-grünes Licht bei 488 und 514 nm

Der Argon-Ionen-Laser wurde 1964 von William Bridges bei der Hughes Aircraft Company erfunden und gehört zur Familie der Ionen-Laser, die ein Edelgas als aktives Medium verwenden.

Argonionenlaser werden für die Phototherapie der Netzhaut (zur Behandlung von Diabetes), die Lithographie und zum Pumpen anderer Laser verwendet. Argon-Ionen-Laser emittieren bei 13 Wellenlängen im sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich, darunter: 351,1 nm, 363,8 nm, 454,6 nm, 457,9 nm, 465,8 nm, 476,5 nm, 488,0 nm, 496,5 nm, 501,7 nm, 514,5 nm, 528,7 nm und 1092,3 nm. Die am häufigsten verwendeten Wellenlängen liegen jedoch im blau-grünen Bereich des sichtbaren Spektrums. Diese Wellenlängen können für die Unterwasserkommunikation genutzt werden, da das Meerwasser in diesem Wellenlängenbereich recht transparent ist.

Ein Argon-Laserstrahl, der aus mehreren Farben (Wellenlängen) besteht, trifft auf ein Silizium-Beugungsspiegelgitter und wird in mehrere Strahlen aufgeteilt, einen für jede Wellenlänge (von links nach rechts): 458 nm, 476 nm, 488 nm, 497 nm, 502 nm und 515 nm

Gebräuchliche Argon- und Kryptonlaser sind in der Lage, eine Dauerstrichleistung (CW) von einigen Milliwatt bis zu einigen zehn Watt abzugeben. Ihre Röhren bestehen in der Regel aus Nickel-Endglocken, Kovar-Metall-Keramik-Dichtungen, Berylliumoxid-Keramik oder Wolframscheiben, die auf einem kupfernen Wärmespreizer in einer Keramikauskleidung montiert sind. Die frühesten Rohre bestanden aus einfachem Quarz, später dann aus Quarz mit Graphitscheiben. Im Vergleich zu den Helium-Neon-Lasern, die nur wenige Milliampere Eingangsstrom benötigen, beträgt der Strom für das Pumpen des Kryptonlasers mehrere Ampere, da das Gas ionisiert werden muss. Die Ionenlaserröhre erzeugt viel Abwärme, und solche Laser müssen aktiv gekühlt werden.

Das typische Edelgas-Ionenlaserplasma besteht aus einer Glimmentladung mit hoher Stromdichte in einem Edelgas in Gegenwart eines Magnetfeldes. Typische Bedingungen für ein Dauerstrichplasma sind Stromdichten von 100 bis 2000 A/cm2, Röhrendurchmesser von 1,0 bis 10 mm, Fülldrücke von 0,1 bis 1,0 Torr (0,0019 bis 0,019 psi) und ein axiales Magnetfeld in der Größenordnung von 1000 Gauss.

William R. Bennett, Miterfinder des ersten Gaslasers (des Helium-Neon-Lasers), war der erste, der spektrale Lochbrenneffekte in Gaslasern beobachtete, und er schuf die Theorie der „Lochbrenneffekte“ in der Laserschwingung. Er war Mitentdecker von Lasern, die die Elektronenstoßanregung in jedem der Edelgase, die dissoziative Anregungsübertragung im Neon-Sauerstoff-Laser (dem ersten chemischen Laser) und die Stoßanregung in mehreren Metalldampflasern nutzen.

Andere kommerziell erhältliche TypenBearbeiten

• Ar/Kr: Eine Mischung aus Argon und Krypton kann zu einem Laser mit Ausgangswellenlängen führen, die als weißes Licht erscheinen.
• Helium-Cadmium: blaue Laseremission bei 442 nm und ultraviolett bei 325 nm.
• Kupferdampf: gelbe und grüne Emission bei 578 nm und 510 nm.

ExperimentellesBearbeiten

• Xenon
• Jod
• Sauerstoff