Tschosef:
Finde ich gut, dass Du das zeigst.
Endlich bekommen die ganzen Warum-bricht-beim-Blanken-die-Leistung-ein-Leute mal zu sehen, was aus dem Laser rauskommt.
Ich hatte auch jahrelang Forschungen hierzu durchgeführt.
Prinzipiell reagieren alle 3 Komponenten (Diode, Laserkristall, Verdoppler) gleich empfindlich auf Temperatur. Und jedes Teil will eine andere optimale Temparatur
.
Sogesehen bräuchte ein guter Laser 3 Temperaturkreise.
Das größte Problem dieser linearen Resonatoren sind die Modensprünge.
Das sind die steilen Sprünge in Deinen Diagrammen.
Es ist zwar recht einfach, den Laser so hinzudrehen, dass er auf einem Maximum mit TEM00 läuft, aber eine Kunst, diesen Punkt wieder zu reproduzieren. Es kann sein, dass er nach dem nächsten Einschalten eine ganz andere Leistung bringt. Das liegt daran, dass beim Aufwärmen die Temperaturkurve durchlaufen wird, und sich ein Modenzustand auf einem ganz anderen Level einstellen kann. Der Laser "hängt" dann quasi fest.
Durch "Anschubsen", d.h. einen kurzen Blankingimpuls lässt sich der Laser oft wieder auf das ursprüngliche Maximum katapultieren.
Selbiges kann aber auch umgekehrt passieren. Ich hatte solch spontane Leistungssprünge manchmal erst nach 10 Stunden Dauerbetrieb
.
Beim Blanking ist es so, dass die Kristalloberfläche des Laserkristalls schlagartig abkühlt bzw. erhitzt. Durch punktuelle Erwärmung tritt im Material ein Temperaturgradient auf, der die Brechungseigenschaft verändert. Es bildet sich eine "termische Linse" aus.
Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Kristalls kann die T-Regelung sowieso kaum reagieren. Aufgrund des Effekts der termischen Linse kann man bei Blankingimpulsen 2 Effekte beobachten:
1. Ist der Resonator auf CW eingestellt (die termische Linse also sozusagen berücksichtigt), fehlt diese Linse aber, wenn die Diode aus ist.
Wird nun eingeschaltet, ist kaum Leistung da, weil sich die Linse erst ausbilden muss (bis zu einigen Millisekunden). Dies zeigt sich darin, dass bei kurzen Einschaltzeiten der Laser kaum auf Leistung kommt.
2. Man kann den Resonator auch so einstellen, dass beim Diodenimpuls die Leistung nadelartig hochschießt. Dann reagiert der Laser zwar extrem schnell, fällt aber bei CW in der Leistung ab.
Die termische Linse ist also quasi bei diesem Resonator nicht einbezogen. Tritt sie dann auf, "verstellt" sich der Resonator und die Leistung sackt ab.
Soweit mal meine etwas vereinfachten Erklärungen.
Man sieht also, dass es genauso schwierig ist, einen guten CW-Laser zu bauen, wie einen guten modulierbaren Laser.
Und dass beim Anlegen einer Analogmodulation die Leistung nicht dreiecksförmig mitgeht, ist klar. Erstens strahlt eine Diode nicht gleichmäßig ab, sondern je nach Leistung nur an den Rändern oder in der Mitte der Facette. Du fährst also beim Modulieren alle erdenklichen Pumpprofile durch und erhälst ein Modenspektakel.
Zweitens ist die Effizienz des Resonators/Verdopplers nicht linear.
Drittens hast Du eine Emissionsschwelle bei der Diode und eine andere beim Laserkristall.
Und natürlich läuft man Gefahr, dass der Resonator beim langsamen Durchfahren der Pumpleistung in einem schlechten Modenniveau "hängenbleibt".
Um diese und andere negativen Effekte zu beseitigen, ist ein hoher Aufwand nötig. Da bewegt man sich dann in einer ganz anderen Klasse.
Bei den Billiglasern bleibt es bei: Hauptsache irgendwie grün!
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