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Passive Güteschalterkristalle

Cr4+:YAG ist ein ideales Material für die passive Güteschaltung von Nd:YAG und anderen Nd- und Yb-dotierten Lasern im Wellenlängenbereich von 0,8 bis 1,2 mm. Eines der bemerkenswerten Merkmale von Cr4+:YAG ist die hohe Zerstörschwelle (besser als 500 MW/cm2 ). Passives Güteschaltet wird wegen der Einfachheit der Herstellung und des Betriebs, der geringen Kosten und der reduzierten Systemgröße und des Gewichtes bevorzugt.
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Die Kristalle aus Yttrium-Aluminium-Granat (YAG), die mit drei Valenzen Vanadium V3+ in tetraedrischer Position dotiert sind, sind ein relativ neues Material für die passive Güteschaltung. V:YAG funktioniert als effizienter Güteschalter für Laser, die im Bereich von 1,0~1,5 µm arbeiten. Die Absorptionsbande zwischen 1,0~1,5 µm wird dem 3A2 →3T2 Übergang des V3+-Ions in tetraedrischer Position des Granatgitters zugeschrieben. Die Konzentration von V3+ in tetraedrischer Position wird durch Wachstums- und Glühbedingungen kontrolliert. Die effiziente Güteschaltung von Lasern, die sowohl bei 1,064 als auch bei 1,3 Mikron arbeiten, wurde mit einer Reihe von aktiven Medien wie Nd:YAG, Nd:YVO4, Nd:KGd(WO4)2 unter Blitzlampen- und Laserdiodenpumpen erzielt.
Co2+:MgAl2O4 ist ein relativ neues Material für die passive Güteschaltung in Lasern, die von 1,2 bis 1,6 emittieren μm, insbesondere für augensichere 1,54 μm Er:Glaslaser, funktioniert aber auch bei den Wellenlängen 1,44 μm und 1,34 μm. Spinell ist ein harter, stabiler Kristall, der gut poliert werden kann. Kobalt ersetzt ohne weiteres Magnesium im Spinellwirt, ohne dass zusätzliche Ladungskompensations-Ionen erforderlich sind. Der hohe Absorptionsquerschnitt (3,5×10-19 cm2) erlaubt die Güteschaltung des Er:Glas-Lasers ohne Fokussierung innerhalb der Kavität sowohl mit Blitzlampe als auch mit Diodenlaserpumpen. Eine vernachlässigbare Absorption im angeregten Zustand führt zu einem hohen Kontrast der Güteschaltung, d.h. das Verhältnis von anfänglicher (kleines Signal) zu gesättigter Absorption ist höher als 10.
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