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ANWENDUNGEN

In der heutigen Zeit existieren unzählige Anwendungen für Laser.
Um beste Ergebnisse zu erreichen sind Laser mit Spitzentechnologien notwendig.
Sowohl in der Forschung, als auch in der Medizin oder Industrie sind Lasersysteme
mit unterschiedlichen Eigenschaften notwendig. Die Anwendungsgebiete erstrecken
sich von der Nano- über Bio-  bis hin zur Informaionstechnologie.
Optische Pinzette

Mit Hilfe eines fokussierten Laserstrahls lässt sich eine optische Pinzette erzeugen. Die mit einem Laserstrahl bestrahlte Teilchen (von Atomen bis hin zu biologischen Zellen) erfahren eine Kraft, die in die Mitte des Strahls gerichtet ist und werden dort "gefangen". Die Teilchen müssen bei der verwendeten Wellenlänge transparent sein; meistens werden Laser verwendet, die im IR-Bereich arbeiten, aber auch kürzere Wellenlängen sind geeignet. Diese hängt von den zu manipulierenden Teilchen ab.

Die Anforderungen an den Laserstrahl sind nicht nur eine gute Strahlqualität  und Leistungsstabilität, sondern auch hohe Richtungsstabilität, um die Teilchen so exakt wie möglich zu positionieren.

HT Laser bietet eine Reihe von Lasern an, die für optische Pinzette (optische Falle) geeignet sind z.B.:

Infrarotlaser des Models "Mozart" der Wellenlänge 1064nm

Ti:Saphir Laser "TIS-SF-07" mit der emmitierenden Wellenlänge von 695-1050nm

Farbstofflaser "DYE-SF-07" mit der emmitierenden Wellenlänge von 570-700nm

Auch andere Lasermodelle sind für Erzeugung optischer Pinzette geeignet. Vollständige Laserliste finden Sie hier.
Pumplaser für Ti:Saphir

Ti:Saphir Laser sind in vielen Forschungsgebieten weit verbreitet. Dieses liegt daran, dass die Laser sowohl im CW- als auch im Impulsbetrieb arbeiten können und dabei auch über einen relativ weiten Bereich (670nm-1070nm) abstimmbar sind.

In solchen Lasern platzierter Ti:Saphir-Kristall wird mit einem grünen Laser gepumpt. Als Pumpquellen eignen sich zum einen Argon-Ionen-Laser, der relativ teuer, groß und ineffizient ist, oder frequenzverdoppelte Festkörperlaser, die eine echte Alternative dazu darstellen. Die Laserlichtqualität des Pumplasers hat einen direkten Einfluss auf Ti:Saphir Laser und ist somit eines der entscheidenden Faktoren.


HT Laser bietet hochwertige DPSS Laser des Models "Mozart" an, die für das Pumpen von Ti:Saphir Laser ausgelegt sind. Dieser Laser emittiert Licht der Wellenlänge 532nm mit einer Leistung über 12W und einem Rauschen von unter 0,02%(RMS).
Laserkühlung

Bose-Einstein-Kondensation,  Atomuhren, Kühlen von Antiwasserstoff, Ultrakalte Fermigase sind nur einige von vielen Anwendungen, die Laserkühlung erfordern.

Die Temperatur eines Gases ist eine ungeordnete Bewegung seiner Teilchen im Raum. Je größer die mittlere Geschwindigkeit der Teilchen (z.B. Atome), desto heißer sind diese. Mit Hilfe von Laserstrahlen können Atome extrem stark verlangsamt werden. Diese Möglichkeit besteht, weil durch Licht ein Impuls übertragen werden kann.

Es gibt verschiedene Methoden, die Kühlung mittels Laserstrahlen zu bewerkstelligen.
Bei einer geeigneten Anordnung und Frequenz des Laserstrahls etwas unterhalb einer Resonanzfrequenz des Atoms, unter Ausnutzung des  Dopplereffekts, wird das Licht von den Atomen absorbiert, wenn sich dieser auf den Laserstrahl zubewegt. Die vom Atom wieder abgestrahlten Photonen haben eine höhere Energie. Diese wird also dem Atom entzogen und dieser Kühlt sich ab.

Für die Durchführung solcher Aufgaben sind Laser mit möglichst  schmaler Bandbreite und exakt einstellbarer Linie notwendig. Ebenso ist  die Stabilität des Laserstrahls sehr wichtig.

HT Laser bietet Lasersysteme an, die wie kaum andere für Laserkühlung prädestiniert sind. Unter anderem sind die:

"TIS-SF-***"-Serie erzeugt ultraschmalbandige Linien mit unter 10 kHz (1s rms) / 1 kHz (0,1 s rms) bei einem Frequenzdrift unter 40 MHz/Std. im Bereich von 695-1050 nm.

"DYE-SF-***"-Serie ist in der Lage Linienbreiten unter 100 kHz (1s rms) / 10 kHz (0,1 s rms)bei einem Frequenzdrift unter 40 MHz/Std. im Bereich von 550-700 nm zu erzeugen.

Model "Tisarius-D" mit sehr schmalen Banbreite unter 10 kHz (1s rms) im UV-blau-grün Bereich 350-525 nm.

Auch andere Lasermodelle sind für Laserkühlung geeignet. Vollständige Laserliste finden Sie hier.
Raman-Spektroskopie

Die Raman-Spektroskopie (oder Raman-Mikroskopie) ermöglicht eine berührungsfreie Untersuchung und Analyse von Materialien. Damit werden nicht nur pharmazeutische, biologische oder chemische Proben analysiert, sondern auch verschieden Halbleitermaterialien, Polymere, Mineralien und vieles mehr.

Die Wechselwirkung zwischen dem Laserlicht und den Proben erfolgt dadurch, dass das gestreute Licht teilweise nicht mehr die Frequenz  der Quelle aufweist. Diese Energieverschiebung gibt Informationen über die untersuchte Probe. Preis und das Raman-Spektrum, stellt einen chemischen "Fingerabdruck" der Materialien dar. Anhand des Spektrums lässt sich bestimmen, aus welchen Materialien die Probe besteht.

Für die Raman-Spektroskopie werden meistens Laser im sichtbaren Wellenlängenbereich verwendet. Einer der wichtigen Faktoren ist die Bandbreite der Laserlinie, da diese einen Einfluss auf die Auflösung hat. Je schmaler die Laserlinie, desto besser wird die Auflösung. Nicht weniger wichtig ist die Stabilität der Laserlinie. Diese sollte nach Möglichkeit immer denselben Wert haben und sich nicht verschieben.

HT Laser bietet eine Vielzahl an Lasern an, die für Raman-Spektroskopie bestens geeignet sind.

"TIS-SF-***" Serie erzeugt ultraschmalbandige Linien mit unter 10 kHz (1s rms) / 1 kHz (0,1 s rms) bei einem Frequenzdrift unter 40 MHz/Std. im Bereich von 695-1050 nm.

"DYE-SF-***" Serie ist in der Lage Linienbreiten unter 100 kHz (1s rms) / 10 kHz (0,1 s rms)bei einem Frequenzdrift unter 40 MHz/Std. im Bereich von 550-700 nm zu erzeugen.

Model "Tisarius-D" mit sehr schmalen Banbreite unter 10 kHz (1s rms) bei einem Frequenzdrift UV-blau-grün Bereich von 350-525 nm.

DPSS Laser des Models "Mozart" erzeugt Liniebreite unter 5 MHz (1s rms) mit der Wellenlänge 532nm

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Femtosekunden-Spektroskopie

Um zeitliche Abläufe  im Mikrokosmos zu untersuchen werden oft Technicken der Femtosekundenspektroskopie verwendet. Hierbei wird eine Probe mit einem ultrakurzen Lichtimpuls angeregt und mit dem zweiten Lichtimpuls, der gegenüber dem ersten zeitlich verzögert ist, wird diese nach einer bestimmten einstellbaren Zeit untersucht.

Wiederholte  Messungen mit verschiedenen Zeitverzögerungen ermöglichen eine vollständige Rekonstruktion der Probeantwort. Mit dieser Methode kann die Dynamik von z.B. Molekülen, chemischen Reaktionen oder verschiedenen Materialien nach Lichtanregung in Zeitlupe studiert werden.

Folgende Produkte sind für Femtosekunden-Spektroskopie geeignet:
Der kompakte und robuste Ti:Saphir Impulslaser "FEMoS" erzeugt Impulse im Bereich 25-45 fs im Wellenlängenbereich 750-950 nm bei mittlerer Leistung über 400 mW.
Laser-Doppler-Anemometrie

Die Laser-Doppler-Anemometrie ist heutzutage eine sehr verbreitete Methode, um Geschwindigkeiten von Fluiden (Gase oder Flüssigkeiten) lokal und berührungslos zu messen. Dabei wird ein CW-Laserstrahl einer höher Kohärenzlänge mit Hilfe eines Strahlteilers in zwei Teilstrahlen geteilt. Die beiden Teilstrahlen werden am Messpunkt gekreuzt, dabei wird ein Interferenzmuster erzeugt.

Passieren diese im Gas oder der Flüssigkeit vorhandenen Teilchen, die das erzeugte Streifenmuster an der Messtelle haben, so reflektieren diese das Licht zum Detektor. Die Schwebung zwischen dem unterschiedlich dopplerverschobenen Streulicht der Laserstrahlen wird erfasst und daraus die Geschwindigkeit der Teilchen und somit des Fluids errechnet.
Um ein sauberes und stabiles Interferenzmuster zu erzeugen, muss ein Laserstrahl eine hohe Kohärenzlänge sowie hohe Leistungs- und Richtungsstabilität aufweisen.

Das 532 nm Lasersystem "Mozart" ist für solche Aufgabenstellung perfekt geeignet. Dieser besitzt eine relativ hohe Kohärenzlänge von über 19 m, bei sehr geringem Rauschen von unter 0,03% RMS.

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