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Festfrequenzlaser

Laserphysik und -technik, ein Laser, der auf einer oder mehreren Spektrallinien emittieren kann, dessen Emissionsfrequenz sich aber nicht kontinuierlich verändern oder in einem begrenzten Spektralbereich beliebig einstellen lässt.

Im Gegensatz zum durchstimmbaren Laser beschränkt sich die Emission des Festfrequenzlasers auf die festen Frequenzen der einzelnen Spektrallinien. Um eine gleichzeitige Emission auf mehreren Linien (Resonatormode) zu vermeiden, benutzt man einen Laserresonator (Resonatoren, optische), dessen Verstärkungsprofil es zulässt, alle anderen Moden ausser der gewünschten zu unterdrücken. Durch eine geeignete Anpassung des Resonators wird so eine der möglichen Linien ausgewählt.

Die Vorteile der Festfrequenzlaser gegenüber den durchstimmbaren Lasern sind neben meist geringeren Anschaffungskosten die leichtere Handhabung, höhere Leistung, eine einfachere Frequenzstabilisierung und geringere Linienbreiten bei gleichem Aufwand. Typische Festfrequenzlaser sind Gaslaser wie z.B. der Helium-Neon-Laser oder der Argon-Ionenlaser, aber auch viele Festkörperlaser, z.B. der Rubin-Laser. Ihr grosser Nachteil liegt darin, dass der nicht zugängliche Teil des Spektrums sehr gross ist und dass viele »interessante« Frequenzen (z.B. für den Nachweis bestimmter Stoffe) überhaupt nicht zur Verfügung stehen.

Die primären Einsatzbereiche von Festfrequenzlasern liegen heute vor allem noch dort, wo grosse Leistungen (z.B. als Pumplaser, in der Laserablation oder in der technischen Anwendung als Schneidwerkzeug) oder schmale Emissions-Linienbreiten ohne Frequenzdurchstimmung benötigt werden. In der Laserspektroskopie lassen sie sich nur mit entsprechenden Tricks einsetzen: Unter Ausnutzung des Doppler-Effekts kann man z.B. die Energie, die ein Teilchen bei der Absorption eines Laserphotons aufnimmt, ohne Veränderung der Emissionsfrequenz variieren, indem man die Geschwindigkeit der zu untersuchenden Teilchen verändert. Diese Methode wird insbesondere in der Atomstrahlspektroskopie genutzt.

 

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