I. Freitag

Intensitätsrauschen von diodengepumpten Festkörperlasern. I) Theoretische Grundlagen und experimentelle Beispiele

Laser und Optoelektronik
5
28
50-55
1996
Type: Zeitschriftenaufsatz (non-reviewed)
Abstract
Im Artikel werden die Ursachen des Rauschens am Laserausgang untersucht und damit die Grundlagen für bautechnische Verbesserungen gegeben. Folgende Untersuchungen werden beschrieben: 1. Ermittlung der Quantengeräuschgrenze (QNL Quantum Noise Limit), die durch die örtliche und zeitliche Verteilung der Photonen bedingt ist. 2. Berechnung des Rauschens durch Änderungen der Betriebsbedingungen wie nicht konstante Pumpleistung und zeitabhängige Verluste im Resonator. Dazu wird eine vollständig quantenmechanische Beschreibung der Laserprozesse herangezogen. Bei Voraussetzung von weißem Rauschen der Pumpquelle werden die Intensitäts-Rauschspektren gezeigt und in drei Bereiche unterteilt, die vorwiegend durch Störungen der Pumpquelle, Relaxationsschwingungen und Quantenrauschen bedingt sind. 3. Da die Theorie den Einfluß der Pumpquelle nicht erfaßt, wird die Intensitäts-Rauschleistung eines Nd:YAG-Lasers als Funktion der Frequenz für eine Single-Mode-Diode und ein Diodenarray als Pumpquelle experimentell bestimmt. Das Fehlen der Modenkonkurrenz spricht für die Single-Mode-Diode, die erzielbare Dioden-Ausgangsleistung für das Array. 4. Probleme beim Einsatz von Diodenarrays mit Blenden zur Verringerung der Divergenz des Licht. 5. Die Messung des Einflusses von Frequenz- und Intensitätsschwankungen der Pumpquelle auf das Laser-Rauschspektrum zeigt, daß die Frequenzschwankungen vernachlässigbar sind.