DPSS-Selbstbau : Thermische Linse?

[photonic]

Hallo Zusammen

Ich habe mir vorgenommen einen grünen DPSS selber zu bauen, und möchte diesen natürlich möglichst effizient hinbekommen, nicht nur einfach irgendwie grün. Vorgestellt habe ich mir eine Z-Kavität, mit einem Fokus auf dem Nd:YVO4 Kristall und einem zweiten Fokus in der Mitte des anderen Arms des Z für den KTP. So kann ich die Modenradien im Gainmedium und im KTP unabhängig voneinander einstellen, und hoffe so eine bessere Effizienz zu erreichen als in einer simplen linearen Kavität. Ein komplizierterer Laser macht auch mehr Spass...

Nun habe ich aber leider keine Ahnung wie stark die thermische Linse im Nd:YVO4 Kristall sein wird. (1 mm dick, 2% Dotierung, HR1064/AR808 beschichtet, der Kristall wird also ein Endspiegel, Pumpleistung ca. 3 W) Ohne einen Anhaltspunkt machen die Simulationen wenig Sinn...

Hat jemand der schon einmal selber einen DPSS gebaut hat eine ganz grobe Idee mit welchem "Krümmungsradius" für die thermische Linse ich in etwa rechnen kann? 1 cm , 10 cm, 100 cm ?

Messen kann ich leider noch nichts da ich bisher keine Komponenten gekauft habe.

Vielen Dank und Gruss

[saarlaser]

Hallo!

Offensichtlich hast du dich ja schon mal mit der Meterie auseinandergesetzt. Gut.

Wenn Du mit 3W auf das Kristallchen pumpst, wirst du nicht viel Freude haben, da der Kristall zu klein und zu hoch dotiert ist. (max 1% Dotierung und Mindestgröße Kristall 3x3x2mm bei HR-Beschichtung).

Mit der Dotierung fetzt es dir schnell den Kristall.

Die HR-Beschichtung haut es dir dann auch weg.
Nimm lieber einen nicht HR-beschichteten Kristall, dafür einen 50mm RoC.AR 808, HR 1064+HR 532 als Pumpspiegel.
Auskoppelspiegel wäre dann ein Planspiegel HR 1064+AR 532.

Hintergrund ist die Effizienz, da mit dem 50er Einkoppelspiegel im Frequenzverdoppelten Kristall ein Beamwaiste entsteht.

Und stell dir das mit der Z-Cavity nicht so einfach vor, daß ist jede Menge Fummelei!!!

PS: Hast Du überhaupt eine entsprechende Schutzbrille???
Ganz wichtig!!!! (Kostet ca. 200-280 EUR), Spar da nicht dran!!! (Alle entstehenden Wellenlängen müssen abgedeckt werden)

Gruß
Andreas

[photonic]

Danke für deine Tipps!

Das mein vorgeschlagener Kristall nicht überleben würde ist natürlich ein Problem... Ich schaue mich mal nach geeigneteren Kristallen um. Den Kristall nicht als Endspiegel einzusetzen ist mir gefühlsmässig auch lieber.

Beim SHG Kristall bin ich mir auch noch nicht ganz sicher, tut es da ein KTP oder würde ich besser einen geheizten LBO nehmen, soweit ich weiss hat dieses einen höheren damage threshold. Wie es mit der Effizienz aussieht weiss ich nicht...

Das Alignment einer komplizierteren Kavität ist nicht das Problem, ich habe das mit mit kleinen Scheibenlasern schon viel üben müssen . Bisher hatte ich jedoch nur selten Komponenten selektiert, vor allem nicht für bulk-solid state laser. Für die ersten Experimente werde ich sicher mal eine lineare Kavität aufbauen, und falls ich das Gefühl habe mehr herausholen zu können dann zu einem komplexeren Aufbau zu gehen. Viele Parameter ergeben dann halt auch viel Fummelei, aber das mache ich ganz gerne, sonst könnte ich mir auch einen fertigen Laser kaufen...

Die passende Schutzbrille und Erfahrung im Umgang mit Multi-Watt Lasern habe ich, da must du dir keine Sorgen machen.

Gruss
Andreas

[Hatschi]

Halli Hallo

Ein KTP reicht bei einer Pumpleistung von 3W.
Kommt ja teils auch auf seine Größe an und und wie eng du die Taille quetscht bzw wie gut kollimiert die Pumpstrahlung ist.

Hatschi

[saarlaser]

Warum ein beheizter LBO bei dieser Leistung?
Du weisst vieleicht das dies typ II NCPM(Non Critical Phase Matched)
ist. 150 Grad Celsius beibehalten viel Spaß.
Machs dir einfach, für deine Zwecke reicht ein KTP 3x3x5mm mit allen AR Beschichtungen völlig aus. 23,5 Grad Phasenanpassungswinkel.

Ausserdem bei LBO hast du viel weniger deff.V. aber die Zerstörschwelle ist sehr hoch, was bei deinem Aufbau einfach nicht erforderlich ist.

Dann kannst Du dich mit verschiedenen Cavities beschäftigen und dann steigern.

Fang doch erst mal einfach an, man muß nicht alle Schwierigkeiten beim ersten Versuch mit einbauen, das frustet nur. (Und ist teuer)

gruß Andreas

[photonic]

Ja ich neige schnell mal zum Overkill, wenn es unnötig ist werde ich den LBO mit Kristallofen schön sein lassen.

Etwas praktische Erfahrung sammeln tut sicher gut bevor ich schlimmere Dinge in Angriff nehme. Ideen um es komplizierter und teurer zu machen sind sofort gefunden daran soll es nicht scheitern...

Das Problem ist nun aber noch die Beschaffung der geeigneten Optiken, alle Laseroptiken (abgesehen von ein paar einfachen HRs) die ich bisher im Labor gebraucht hatte waren Sonderanfertigungen, die einfach mal pauschal ganz viel kosten, egal wieviele Spiegel man schlussendlich beschichten lässt. Wie sieht der Markt bei den grünen DPSS aus? Die benötigten Spiegel sind ja doch recht spezifisch, vor allem die gekrümmten.

Kannst du eine Firma empfehlen die solche Komponenten im Standardsortiment hat, oder muss ich mich einfach mal durch alle Anbieter durchwühlen und schauen wo ich was bekomme? Ein paar Adressen habe ich schon, wie roithner-Laser, Laser-components, Melles-Griot, Spectra Physics.... habe da allerdings nicht alles gefunden was ich brauche, und zum teil sind die Preise exorbitant.

bevor ich auf grosse Einkaufstour gehe werde aber ich alles mal schön planen.

[vakuum]

chli OT... aaber

@Photonic: was sagst Du zu ner kleinen Vorstellung?? Ich lese da Zürich.. das tönt ja schon mal interessant.. Wer bist du usw??

[saarlaser]

Stell doch mal zusammen, welche Spiegel du brauchst, Größe, RoC o. Plan, Beschichtungen etc.

Habe noch einige hier, die ich derzeit nicht brauche, vielleicht ist ja was dabei...

In Zürich gibt es ja einige Laserfreaks, setz dich doch mal mit denen zusammen, vor Ort ist vieles leichter (und witziger)

Andreas

[photonic]

Ich arbeite im Moment an einer Dissertation an der ETH Zürich, und beschäftige mich mit der Entwicklung von optisch gepumpten Halbleiterlasern. Diese Laser bestehen aus einer dünnen Halbleiter-Schichtstruktur, aufgebaut aus einem HR, ein paar Quantum wells für den Gain und einer Antireflexbeschichtung. Diese Laser werden dann in einer externen Kavität aus konventionellen Optiken betrieben, ganz ähnlich einem Festkörperlaser. Damit das ganze nicht so langweilig ist laufen diese Laser nicht cw, sondern modengekoppelt bei einer handvoll GHz Pulsrepetitionsrate und ein paar ps Pulslänge.

Danke für das Angebot mit den Spiegeln! Bisher im Labor war ich halt immer in der komfortablen Lage alles was ich brauchte einfach aus der Schublade ziehen zu können, und falls es nicht da ist kauft man es halt custom made. Für ein kleines Privatprojekt muss man nehmen was man bekommt...

Ich werde mir in den nächsten Tagen einmal ganz genau überlegen welche Teile ich brauche, vor allem welche Krümmungen eine relativ unkritische Kavität bei passenden Spotgrössen ergeben.

In Zürich mal zusammensitzen tönt immer gut, habe gesehen dass doch eine rechte handvoll Leute von hier sind...

Gruss
Andreas

edit:
*****

Ich habe einmal ein paar erste Informationen zur thermischen Linse in endgepumpten Nd:YVO4 Lasern gefunden, vielleicht nutzen sie noch sonst jemandem der sich mit dem Laserbau beschäftigt:

- http://eprints.soton.ac.uk/17135/
- Optical Engineering, Volume 43 (2004), Issue 10, pp. 2454-2461

Die thermische Linse ist je nach Dotierung und Pumpleistung in einem 1/f Bereich vom 0 bis 15/m zu erwarten. Schwächer dotierte Kristalle zeigen eine geringere thermische Linse.

[sascha_]

hallo,
eine gute als auch preiswerte quelle für hochwertige optische/mechanische komponenten kann ich dir thorlabs empfehlen.
http://thorlabs.com/

alles im sortiment was man braucht und um einiges günstiger als die konkurrenz, wie z.b. newport

[photonic]

Ich habe mal die Cavity durchgerechnet (Werde nun auf jeden Fall ein Z bauen, der Aufbau ist nach Simulation ausreichend gutmütig und bringt viel mehr Freiheit als eine lineare) und komme relativ günstig an die benötigten Optiken, ausser dem einen Endspiegel:

ein gekrümmter HR für 532 und 1064 nm mit etwa 10 cm ROC. So einen habe ich nun zu kaufen gefunden, allerdings für $250

Der Preis ist halt schon recht deftig, was denkt ihr, ist ein solcher Laserspiegel den Preis wert, oder hätte evtl jemand von euch einen etwas günstiger im Angebot oder weiss wo ich so etwas günstiger kaufen kann? Der Spiegel wäre die bei weitem teuerste Komponente im ganzen Laser . Der Krümmungsradius ist nicht so wichtig, 5-15 cm wären ok, ein AR-Coating für 808 muss nicht drauf sein, da ich nicht durch diesen Spiegel pumpen will.

Gruss
Andreas