Was ist ein Pulslaser?
Pulslaser ist ein Oberbegriff für Laser, bei denen das Laserlicht in Form von Pulsen emittiert wird. Bei einem Pulslaser werden Pulse von fester Dauer wiederholt als Frequenz ausgesendet. Laser, die nicht als gepulste Schwingungen emittieren, nennt man Dauerstrichlaser (englisch: CW, Continious Waves). Aufgrund der unterschiedlichen Pulsbreite kann auch zwischen Nanosekunden-, Pikosekunden- und Femtosekundenlasern unterschieden werden, die jeweils anhand von Parametern wie Energie pro Puls, Pulsbreite, Frequenz und Wellenlänge für eine geeignete Bearbeitung und Forschung ausgewählt werden.
Anwendungen von Pulslasern
Pulslaser werden in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt, vom privaten bis zum industriellen und wissenschaftlichen Bereich. Sie unterscheiden sich in Wellenlänge, Wiederholrate, Pulsbreite und Pulsenergie. Nachfolgend finden Sie einige Beispiele für Anwendungen:
- Mikrofabrikation wie Bohren, Ritzen und Trennen
- Markierung und Oberflächenbearbeitung
- Oszillatoren in Laserbearbeitungsmaschinen
- Entfernung von Flecken und Blutergüssen in der Dermatologie
- Medizinische Skalpelle
- LIDER
- Lichtwellen-Entfernungsmesser für die zerstörungsfreie Prüfung
- Laser-Kernfusion
- Mikroskopie
- Laser-Ablation
- Bearbeitung von MEMS mit ultrakurzen Pulsen
Funktionsweise des Pulslasers
Gepulste Laserpulse werden mit einer der folgenden Methoden erzeugt:
1. Direkte Modulationsmethode
Bei dieser Methode wird das kontinuierlich oszillierende Licht durch Ein- und Ausschalten eines Shutters getrennt.
2. Das Q-Switching-Verfahren (englisch: Q-Switching)
Bei dieser Methode wird eine invertierte Verteilung verwendet, bei der sich mehr Teilchen im angeregten Zustand als im Grundzustand befinden. Wenn eine ausreichende Inversionsverteilung im Medium auftritt und sich Energie aufbaut, wird das Licht auf einmal emittiert; die Q-Switching-Methode kann Impulse mit hoher Energie erzeugen.
3. Modenverriegelung (Modensynchronisation)
Das Lichtspektrum eines Lasers ist eine Sammlung sehr feiner Spektren mit vielen Wellenlängen, die sich nur geringfügig unterscheiden. Diese werden als longitudinale Moden bezeichnet. Die Modenverriegelung ist eine Methode, um diese longitudinalen Moden zu synchronisieren und sie in Schwingung zu versetzen. Diese Methode kann kurze Pulse erzeugen und wird in Femtosekunden- und Pikosekundenlasern eingesetzt.
Andere Methoden sind die gepulste Anregung des Lasermediums mit einer Blitzlampe oder ähnlichem.