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Rubin-Laser

Laserphysik und -technik, Laser mit Rubin als Lasermedium. Der Rubinlaser war der erste realisierte Festkörperlaser und der erste Laser überhaupt.

Der Rubin-Laser ist ein Drei-Niveau-Laser. Die beiden etwa 100 nm breiten Absorptionsbänder liegen bei 404 nm (violett) und bei 554 nm (grün), wodurch die charakteristische rote Farbe des Rubins zustandekommt. Die Linienbreite des Rubin-Lasers ist stark temperaturabhängig. Sie liegt bei Raumtemperatur (300 K) bei etwa 12 cm-1, bei 100 K nur noch bei ungefähr 1 cm-1.

Zur Anregung dient bei gepulsten Rubin-Lasern eine spiralförmige Blitzlampe, die für den Betrieb als Dauerstrichlaser (cw-Betrieb) durch eine Hochdrucklampe ersetzt wird. Es eignen sich Quecksilberdampflampen, da deren Hauptemissionsbereich von 400-550 nm mit dem Absorptionsbereich des Rubins gut übereinstimmt. Der cw-Betrieb eines Rubin-Lasers ist allerdings schwierig, da auf Grund des Drei-Niveau-Schemas mehr als die Hälfte der Cr3+-Ionen in einem angeregten Zustand sein müssen, weshalb die Schwelle recht hoch ist. Die mit einem Rubinlaser erreichbaren Leistungen sind in der Tabelle zusammengestellt.

Rubin-Laser: Leistungen bei 694,3 nm.

Betriebsart

Spitzenleistung

Pulsdauer

gepulst,

frei laufend

100 kW

< 0,5 ms

Q-switched

10-50 MW

10-20 ns

modengekoppelt

einige GW

10-30 ps

Dauerstrich

1 mW

¥

 

 

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