Erzeugung der zweiten Harmonischen mit nicht-beugungsbegrenzter Strahlung

Leistungssteigerungen bei hochbrillanten Halbleiter-Laserdioden, wie Trapzlasern, Lasern mit externem Resonator oder MOPA-Anordnungen, führten im IR-Bereich im cw-Betrieb zu Leistungen von beispielsweise 10 W mit M_quadrat im Bereich von 2 bis 5. Die Anwendung derartiger Laser als Strahlquelle für die direkte Erzeugung der zweiten Harmonischen im sichtbaren Spektralbereich bietet sich an. Bislang werden die Umsetzungsraten der Strahlungsleistung ins Sichtbare zumeist für beugungsbegrenzte Strahlung berechnet, wobei die aus der Boyd-Kleinman-Theorie folgende Optimierung der Fokussierung in den nichtlinearen Kristall wesentlich ist (vgl. Proc. DGaO, P44 (2005). Die Verallgemeinerung dieser Optimierung auf nicht-beugungsbegrenzte Strahlung für die obengenannten Laser verwendet einen von Agrawal angegebenen Kern zur Strahlungsausbreitung bei nichtlinearer Frequenztransformation. Die Auswertung der Theorie wird mit Experimenten zur Wellenlängentransformation von 0,976 µm zu 0,488 µm in 50 mm langen periodisch gepolten Lithium-Niobat-Kristallen verglichen (vgl. G. Blume et al., Proc. SPIE 6875-48 (2008)).