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Lexikon der Optik: Farbzentrenlaser

Farbzentrenlaser, spezieller Festkörperlaser, der relativ hohe cw-Strahlungsleistungen (bis zu einigen W) im Wellenlängenbereich zwischen 1 und 4 μm ermöglicht. Als aktives Medium finden Alkalihalogenidkristalle Verwendung, in denen Farbzentren verschiedener Konfiguration (F-, FA(II)-, FB(II)-, F2+-, F3+-Zentren u.a.) eingebaut sind. Die Anregung der Farbzentren erfolgt ausschließlich durch optisches Pumpen. Für cw-Betrieb werden als Pumplichtquellen Ionen(Kr+, Ar+)-, Nd-YAG- oder Farbstofflaser, bei Impulsanregung Blitzlampen oder Excimerlaser verwendet, wobei der Aufbau des F. hinsichtlich der Resonatorkonfiguration ähnlich dem des Farbstofflasers ist.

Die Farbzentren besitzen eine stark homogen verbreiterte Emissionslinie, so daß unschwer Einmodenbetrieb wie auch eine weitgehende Abstimmung erreicht werden kann (abstimmbare Laser). Die Linienbreite der Strahlung des F. ist ≤1 MHz, der mit einem Kristall erreichbare Abstimmbereich hat eine Ausdehnung bis zu 0,8 μm. Als bereits seit vielen Jahren verwendete F. seien der KCl:Li(Farbzentrum FA(II))-Laser (Ausgangsleistung 0,24 W, Abstimmbereich 2,1 bis 2,9 μm) sowie der KF(F2+)-Laser (Ausgangsleistung 0,31 W, Abstimmbereich 1,26 bis 1,48 μm) genannt. Aufgrund der idealen Strahlungseigenschaften (kleine Linienbreite, Abstimmbarkeit, hohe cw-Leistung im nahen IR-Bereich) erfolgt die Anwendung des F. bevorzugt in der hochauflösenden Atom- und Molekülspektroskopie. Einer weitergehenden Anwendung über den wissenschaftlichen Bereich hinaus steht der Nachteil entgegen, daß die Farbzentren gegenüber thermischem Zerfall vielfach nur bei tiefen Temperaturen (77 K) stabil sind.

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