ISBN 978-3-8439-0197-0

978-3-8439-0197-0, Reihe Physik

Sven Verpoort
Entwicklung neuartiger deformierbarer Spiegel für den Einsatz in Hochleistungslasern

238 Seiten, Dissertation Universität Duisburg-Essen (2011), Hardcover, B5

Zusammenfassung / Abstract

Ein wesentliches Ziel bei der Entwicklung von Hochleistungs-Festkörperlasern ist die Erhöhung der Strahldichte. Dies erfordert die Bereitstellung von hoher Ausgangsleistung bei gleichzeitig guter Strahlqualität. Die erreichbare Strahldichte wird bei allen Lasertypen durch thermo-optische Aberrationen im laseraktiven Medium limitiert. Diese Aberrationen werden z.B. durch inhomogene Heizleistungsdichten im Laserkristall, die Temperaturabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit und weitere Mechanismen hervorgerufen.

Bereits seit vielen Jahren werden große Anstrengungen unternommen, die Strahldichten durch die Entwicklung von neuen Laserkonzepten mit geringeren thermo-optischen Aberrationen, wie z.B. dem Scheibenlaserkonzept, zu steigern. Der Einsatz adaptiver Optik zur aktiven Kompensation der thermo-optischen Aberrationen stellt einen neuen, erfolgversprechenden Ansatz dar.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung neuartiger unimorpher deformierbarer Spiegel für den Einsatz in Hochleistungs-Laserresonatoren für die Materialbearbeitung. Numerische Berechnungen haben gezeigt, dass derartige computergesteuert verformbare Spiegel die Korrektur von Wellenfrontstörungen ermöglichen. Dies führt zu einer Erhöhung der Strahldichte. Die aus der Anwendung resultierenden Anforderungen an die Spiegel erfordern neue Aufbaukonzepte und Herstellungsmethoden im Vergleich zu herkömmlichen unimorphen und bimorphen deformierbaren Spiegeln.

Das im Rahmen dieser Arbeit am Labor für Photonik der Fachhochschule Münster entwickelte unimorphe Spiegeldesign erfüllt all diese Anforderungen.