445nm Pumpdiode?!

[medusa]

Eine der Sachen, die mich immer wieder interessieren, sind diodengepumpte Rubinlaser. Ich würde zu gern wissen, ob das geht (theoretisch geht das natürlich, ich mein' jetzt praktisch).

Man kann mit einer violetten 405nm-Diode starke rote Fluoreszenz in natürlichem Rubin erzeugen. Das hab ich schon gemacht. Rubin hat zwei breite Absorbtionsbänder im Grünen und Violetten. Ich frage mich, klappt die Anregung auch mit 445nm violettem Licht? Hat jemand von euch das mal ausprobiert?

Pumpe für einen Rubinlaser wäre so ziemlich die einzige sinnvolle Anwendung, die mir nach langem Nachdenken zu den 1W-Lötlampen @ 445nm eingefallen ist ("Pointer" möchte ich die Dinger nicht nennen).

~medusa.

[andythemechanic]

Hallo medusa,

bei Rubin bin ich nicht sicher, aber ich hab eben mal ein Cr:Yag Plättchen in den 445nm Strahl gehalten und es flouresziert in wunderschönstem Rot. Das aktive Medium (Chrom) ist ja in beiden Fällen das gleiche.
Glaub trotzdem nicht das ein diodengepumpter Rubinlaser funktioniert, denn es ist ja ein Dreiniveausystem und braucht deshalb mindestens 50% der Photoelektronen im angeregten Zustand, was mit Diodenleistungen (auch gepulst) nicht erreichbar ist, auch aufgrund der schlechten Strahlqualität der Diodenlaser.
Interessanter, weil machbar, ist evtl. der Präseodym Laser (Pr:YLF), den kann man mit den Dioden pumpen. Hier gibts ein frei zugängliches Paper: http://www.opticsinfobase.org/abstract. ... -15-8-5172

Grüße
Andreas

[medusa]

Danke für den Versuch. Das Rot von Cr3+ wird vermutlich dasselbe wie in Rubin sein, nehme ich an.

Das mit dem Dreiniveaulaser ist mir natürlich bekannt. Interessant ist, daß A. Schawlow im Jahr 1959 fast genauso argumentiert hat und einen Rubinlaser für unmöglich hielt. Wie wir wissen, hat das T. Maiman nicht davon abgehalten, es 1960 trotzdem zu schaffen.

Ich denke, die Probleme werden eher im Bereich der Kühlung liegen. Genug Anregungsenergie bei 405 oder 445nm wird man immer irgendwie in einen Rubinchip bekommen, notfalls mit mehreren Pumpdioden. Die Frage ist, ob man die Verlustwärme auch schnell genug aus dem Rubin wegbekommt. Al2O3 hat zumindest in keramischer Form nicht so tolle Wärmeleitungseigenschaften. Ich weiß nicht, wie es in kristalliner Form (Saphir/Rubin) damit aussieht.

Für uns Amateure ist das eh akademisch, da Rubin in der benötigten Chipform gar nicht hergestellt wird. Aber ein feines Gedankenexperiment.

~medusa.

[andythemechanic]

Interessant ist, daß A. Schawlow im Jahr 1959 fast genauso argumentiert hat und einen Rubinlaser für unmöglich hielt. Wie wir wissen, hat das T. Maiman nicht davon abgehalten, es 1960 trotzdem zu schaffen.

Hi medusa,

ich habe auch genau an diese Geschichte gedacht wo ich das geschrieben habe. Von den Zahlen her siehts aber wirklich nicht gut aus. Rubin braucht ca 2J/cm^3 Energie um über die inversionschwelle gepumpt zu werden. Zusammen mit der Lebensdauer des angeregten Zustands im ms Bereich führt das zu Pulsleistungen im 1000W Bereich. Das Problem mit den Dioden ist allerdings das maximale CW-Leistung und Pulsleistung nur ca. ein Faktor 2 auseinanderliegen. man braucht also ca. 1000 Dioden um 1cm^2 Material zu invertieren, und auch das nur im Idealfall. Nimmt man jetzt einen 1mm^3 kleinen Kristall, dann schafft man es wahrscheinlich nicht mehr genug Licht reinzukriegen da ja in einem Durchlauf nicht alle Pumpstrahlung absorbiert wird.
Wenn es möglich ist ist es also auf jeden Fall sehr schwer. Soweit ich weiss gibt es sogar einen CW Rubinlaser von Klastech. Dieser wird aber von einem DPSS-Laser mit viel besseren Strahldaten gepumpt.


Grüße
Andreas

[medusa]

Ich hab auch schon mal einen DPSS selbst gebaut und weiß daher, daß das dabei gepumpte Volumen an Nd:YVO4 wesentlich kleiner als 1mm^3 ist. Bei größeren Diodenleistungen ist der Emitter natürlich noch breiter, was die Fokussierung ja nun nicht leichter macht.
Aber ich finde es schwer, das ohne praktische Versuche zu beurteilen. Sicher ist nur, daß Rubin schwerer als Nd:Wirtskristall zu pumpen ist, und Dein Argument mit der nicht vollständigen Absorption der Pumpstrahlung wiegt natürlich schwer.

Nebenbei: den Artikel über den diodengepumpten Pr:YLF fand ich sehr interessant, auch wenn Festkörperlaser nicht mehr mein Hauptinteresse sind. (Ich bin und bleibe eine alte Gasfunzel.)

~medusa.

[wler]

Wieso gerade Rubin? Vielleicht geht's bei Farbstofflasern besser. Meines Wissens gibt es ja CW dye laser welche mit Argonlasern gepumpt werden, ab ein paar Watt input bei 488nm. Ein Problem duerfte aber auch hier wieder die schlechten Fokussiereigenschaften der 445nm Dioden sein. Selber bauen duerfte schwer sein, aber vielleicht kann man ja versuchen, einen alten argongepumpten dye head umzubauen.

[medusa]

...weil wir hier im Festkörperlaser-Unterforum sind.

Rubin ist einer der beiden "klassischen" Festkörperlaser. Nd:YAG hat halt jeder schon irgendwie einen. Ich finde den Gedanken "sichtbare Pumpstrahlung -> direkt sichtbarer Ausgang" einfach reizvoll.
Bei Farbstofflasern sollte mich, nebenbei gesagt, sehr wundern, wenn es da nicht bald diodengepumpte kommerziell zu kaufen gibt.

~medusa.

[goamarty]

Wenn ich mir die möglichen Linien des Präsodyms in dem Paper so ansehe, dann erinnert das ja schon ein bisschen an die Linien eines Mixedgas-Lasers. Ganz soviele sinds natürlich nicht, es bleiben schon noch Gründe für Gas-Durchlauferhitzer

[saarlaser]

Hallo Jungs

Also mit URANIN als Farbstoff in entsprechender Küvette gibt es tolle ergebnisse.
Pumpen mit Beamy 445nm; - Emission bei 535 nm.
Lösen ca.1-1,4 gramm in Methanol oder Wasser funzt auch.

Wenn jemand Uranin möchte, hab noch über... !
gruß Andreas

[goamarty]

Uranin ist doch dasselbe wie Fluorescin. Das hab ich auch noch. Einen 445nm Laser auch. Methanol kann man kaufen, aber Küvette und Spiegel (Resonator) sehe ich als Problem. Acrylglas hätte den Vorteil, daß man es mit einem CO2 Lasercutter schneiden kann. Es wird aber aufgrund des alkoholischen Lösemittels nicht infrage kommen. Welche Abmessungen müßte die Küvette denn haben? Mir schwebt gerade eine Konstruktion aus 2 Glasscheiben und Kunststoffplatten als Seitenwände und Boden vor, das ganze mit Silikon verklebt. Wenn die Reflexion als OC ausreicht, dann könnte eine Glasplatte ja normal auf die Strahlachse stehen und die andere im Brewsterwinkel, damit man einen externen justierbaren Spiegel als HR benutzen kann.

[andythemechanic]

Hallo Jungs

Also mit URANIN als Farbstoff in entsprechender Küvette gibt es tolle ergebnisse.
Pumpen mit Beamy 445nm; - Emission bei 535 nm.
Lösen ca.1-1,4 gramm in Methanol oder Wasser funzt auch.

Wenn jemand Uranin möchte, hab noch über... !
gruß Andreas

Leuchtet das nur schön oder Lasert das richtig? Letzteres kann ich mir kaum vorstellen, sonst wären ja all die aufwendigen dye jet laser nicht notwendig.

Grüße
Andreas

[medusa]

Mikroskopobjektträger gehen als Glasscheiben. Die sind aus BK7 und optisch eigentlich von guter Qualität, jedenfalls für den Preis. Ein 50er Päckchen kostet nur ein paar Euro.

Aber dran denken: Farbstoffe wollen wegen des metastabilen Tripletts am liebsten mit kurzen starken Pulsen gepumpt werden. CW geht nur mit dem Dye-Jet.

~medusa.

[lasdes]

Hallo Rubin-Freunde,

bevor Ihr überlegt, eine blaue Diode (445 nm) zum Pumpen von Rubin einzusetzen, schaut Euch erst mal das Absorptionsspektrum an: fast Minimum in diesem Bereich. Besser: 400 nm (violett, Diode vorhanden) oder noch besser 550 nm (grün, Dioden kommen irgendwann mal von Osram).
Daher z.Zt. das Pumpen mit frequenzverdoppeltem Nd:YAG (532 nm)