Laserbetriebsarten: kontinuierlich und gepulst

Laser sind optische Geräte, die in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, von der Chirurgie bis zur Kommunikation. Die Betriebsart eines Lasers ist entscheidend für das Verständnis seines Verhaltens und seiner spezifischen Anwendungen. In diesem ausführlichen Artikel untersuchen wir die vier wichtigsten Laserbetriebsarten im Detail: kontinuierlich, entspannt, gütegeschaltet und modengekoppelt. Wir untersuchen die Grundprinzipien der einzelnen Betriebsarten, ihre besonderen Eigenschaften und ihre Anwendungen in verschiedenen Bereichen.

1. Kontinuierlicher (oder CW-)Modus:

- Funktionsprinzip: Der Laser arbeitet kontinuierlich und sendet ohne Unterbrechung einen konstanten Lichtstrahl aus.

- Eigenschaften: Konstante und kontinuierliche Ausgangsleistung, geeignet für Anwendungen, die einen kontinuierlichen Laserstrahl erfordern, wie Gravieren, Schneiden und Beleuchten.

- Anwendungen: Industrielle Gravur, Materialschneiden, Präzisionsmessung, optische Hochgeschwindigkeitskommunikation.

Jetzt werden wir uns gepulste Laser ansehen.

2. Entspannter Modus (Q-switched):

- Funktionsprinzip: Ansammlung von Laserenergie im Laserresonator über einen relativ langen Zeitraum, gefolgt von einer plötzlichen Freisetzung.

- Eigenschaften: Emission sehr kurzer und intensiver Lichtimpulse mit hohen Spitzenleistungen.

- Anwendungsgebiete: Augenchirurgie, Tätowierung und Tattooentfernung, Photodisruption (Gewebefragmentierung), selektive Photothermietherapie.

3. Getriggerter Modus ( Q-switched ):

- Funktionsprinzip: Vorübergehende Blockierung des Laserresonators zur Energiespeicherung, anschließend schnelle Freigabe der gespeicherten Energie.

- Eigenschaften: Emission kurzer, intensiver und sehr energiereicher Lichtimpulse mit extrem hohen Spitzenleistungen.

- Anwendungen: Feingravur, Mikrobearbeitung, Raman-Spektroskopie, optische Harmonische, Plasmaforschung.

4. Gesperrter Modus ( Modus-gesperrt) :

- Funktionsprinzip: Synchronisation der Longitudinalmoden des Lasers zur Erzeugung extrem kurzer Laserpulse.

- Merkmale: Emission ultrakurzer Lichtimpulse mit einer Dauer im Femtosekunden- oder Pikosekundenbereich und hohen Spitzenleistungen.

- Anwendungen: Femtosekundenspektroskopie, Hochenergielaserforschung, Messtechnik mit hoher Zeitauflösung, Herstellung von Nanostrukturen.

Abschluss

Die verschiedenen Betriebsarten von Lasern bieten einzigartige Eigenschaften, die für spezifische Anwendungen geeignet sind. Der kontinuierliche Modus wird für Anwendungen verwendet, die einen konstanten Laserstrahl erfordern, während der entspannte (gütegeschaltete) Modus kurze, intensive Impulse erzeugt. Der getriggerte (gütegeschaltete) Modus erzeugt noch kürzere, energiereichere Impulse, während der modengekoppelte Modus ultrakurze, starke Impulse erzeugt. Das Verständnis dieser verschiedenen Modi ist entscheidend für die Auswahl des geeigneten Lasers in Bereichen wie Chirurgie, wissenschaftlicher Forschung, Feingravur und Spektroskopie. Laser spielen in unserer modernen Gesellschaft nach wie vor eine entscheidende Rolle und erweitern die Grenzen von Wissenschaft und Technologie.