Neuer optischer Multischichtfilter

Leistungsfähigere Laserbauelemente möglich

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Bisherige Filter für die Lasertechnik bestehen aus zwei Spiegeln mit vielen optisch gleich dicken Schichten. Thomas Kusserow und sein Team vom Institut für Nanostrukturtechnologie und Analytik der Universität Kassel verfolgen für ihren optischen Filter ein anderes Konzept: Viele dünne Schichten aus Siliziumoxid und Zirkoniumoxid, die alle eine geringfügig unterschiedliche Dicke haben, stapeln sie in einem einzigen, zylinderförmigen Block übereinander. Dies ermögliche eine gleichmäßigere Verteilung der Lichtenergie innerhalb des Filters. Das sei, so Kusserow, Gruppenleiter für Nanophotonik, besonders wichtig, wenn diese Filter-Architektur als Laser eingesetzt werde. Hierfür wird in den Schichtstapel ein Hohlraum geätzt, in den ein Lasermaterial gefüllt wird. Dieser Hohlraum erlaube eine zehn- bis 20-mal höhere Energiezufuhr für den Laser als bei herkömmlichen Geräten. Einem Laser wird Energie zugeführt, um das Licht in einem genau definierten Wellenbereich zu verstärken. Wenn die Energiezufuhr steigt, könne es bei der herkömmlichen Bauweise passieren, „dass der Laser flackert“, sagt Kusserow. Das bedeute, dass der Laser zwischen verschiedenen Wellenlängen hin- und herspringt und damit unzuverlässig arbeitet. Aber auch für passive Filter ohne Hohlraum biete die neue Ausführung Vorteile, da sie erst bei höheren Energien zerstört wird als herkömmliche Filter und neue Parameter für das Filterdesign eröffnet. Das Fernziel der Kasseler Forscher sei, mithilfe der neuen Filterarchitektur maßgeschneiderte Laser mit hoher Energieleistung für ganz spezielle Aufgaben, auch in der Medizintechnik, zu bauen.

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