Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Frequenzkonversion von Nd

Mann, Guido

Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Frequenzkonversion von Nd

dc.contributor.advisor	Weber, Horst	en
dc.contributor.author	Mann, Guido	en
dc.contributor.grantor	Technische Universität Berlin, Fakultät II - Mathematik und Naturwissenschaften	en
dc.date.accepted	2003-04-15
dc.date.accessioned	2015-11-20T15:26:51Z
dc.date.available	2003-10-21T12:00:00Z
dc.date.issued	2003-10-21
dc.date.submitted	2003-10-21
dc.description.abstract	Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit liegt in der Aufklärung und Beschreibung von physikalischen Prozessen, die die Konversionseffizienz bei der Frequenzkonversion von Nd:YAG-Laserstrahlung bei hohen Durchschnittsleistungen aufgrund der Erwärmung des nichtlinearen Kristalls beeinflussen. Hierzu werden zahlreiche Aspekte der Frequenzkonversion theoretisch modelliert und experimentell untersucht. Mit einem laserkalorimetrischen Absorptionsmessverfahren werden zunächst die linearen Absorptionskoeffizienten von KTP(Kaliumtitanylphosphat)- und LBO(Lithiumtriborat)-Kristallen bei den Wellenlängen 1064 nm und 532 nm bestimmt und darüber hinaus das nichtlineare Absorptionsverhalten von KTP bei 532 nm unter zu Hilfenahme eines neuartigen Messverfahrens untersucht. Die vermessenen Kristalle zeigen stark voneinander abweichende Absorptionskoeffizienten in Abhängigkeit von Wellenlänge und Hersteller. Weiterhin wird erstmalig direkt der Einfluss von mechanischen Spannungen auf die Konversionseffizienz bei KTP und LBO bestimmt und die sogenannte mechanische Spannungsakzeptanz eingeführt. Die Absorptionsmessungen und ermittelten mechanischen Spannungsakzeptanzen fließen in zwei theoretische Modelle ein, die zum einen selbstkonsistent den Einfluß der absorbierten Leistung auf die Konversionseffizienz bestimmen und zum anderen mit Hilfe eines Finite-Elemente-Programms die thermisch- und spannungsinduzierten Phasenfehlanpassungen dreidimensional in den anisotropen Kristallen berechnen. Darüber hinaus werden drei verschiedene Lasersysteme vorgestellt, die Laserstrahlung bei 532 nm emittieren. Die externe Frequenzverdoppelung der Laserstrahlung eines Oszillator-Verstärker-Systems im Q-Switch-Betrieb liefert maximal 103 W Durchschnittsleistung bei einer Konversionseffizienz von 53 %. Es ergibt sich eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Theorie und Experiment. Ein gütegeschalteter Einstab-Nd:YAG-Laser mit resonatorinterner Frequenzverdoppelung lieferte eine maximale Durchschnittsleistung von 45 W bei einer Wellenlänge von 532 nm. Beim dritten Lasersystem wird die Laserstrahlung eines cw-Nd:YAG-Lasers mit sehr guter Strahlqualität (M² < 1,3) und mehreren longitudinalen Moden in einem externen Ringresonator frequenzverdoppelt. Es ergibt sich eine maximale Ausgangsleistung von 4,6 W bei einer Eingangsleistung von 10,7 W bei guter Übereinstimmung mit der theoretischen Beschreibung. Weiterhin wird ein neuartiges, mittlerweile patentiertes, Verfahren vorgestellt, dass es ermöglicht durch Anlegen eines longitudinalen Temperaturgradienten sowohl die Konversionseffizienz als auch die Strahlqualität durch teilweise Kompensation von thermischen Effekten zu verbessern. Hierzu werden Rechnungen präsentiert und experimentelle Arbeiten diskutiert.	de
dc.identifier.uri	urn:nbn:de:kobv:83-opus-5988
dc.identifier.uri	https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/994
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-697
dc.language	German	en
dc.language.iso	de	en
dc.rights.uri	http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/	en
dc.subject.ddc	530 Physik	en
dc.subject.other	Laser Frequenzkonversion Hochleistung KTP LBO Absorption Modell	de
dc.subject.other	Laser frequency conversion high power KTP LBO absorption model	en
dc.title	Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Frequenzkonversion von Nd	de
dc.title.subtitle	YAG-Laserstrahlung mit hoher Durchschnittsleistung	de
dc.title.translated	Experimental and Theoretical Investigations of Frequency Conversion of Nd	en
dc.title.translatedsubtitle	YAG Laser Radiation with High Average Power	en
dc.type	Doctoral Thesis	en
dc.type.version	publishedVersion	en
tub.accessrights.dnb	free	*
tub.affiliation	Fak. 2 Mathematik und Naturwissenschaften	de
tub.affiliation.faculty	Fak. 2 Mathematik und Naturwissenschaften	de
tub.identifier.opus3	598
tub.identifier.opus4	604
tub.publisher.universityorinstitution	Technische Universität Berlin	en

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