Nd2O3-Nanopartikel-Dispersionslaser im sichtbaren Spektralbereich

Enthalten Nanopartikel dreiwertige seltene Erden, wie zum Beispiel Neodym (Nd3+), kommen sie als innovatives Lasermedium infrage. Solche Nanopartikel können grundsätzlich in Umgebungsmedien aller klassischen Aggregatszustände eingebracht werden. Infolgedessen ist es möglich, neuartige Gas , Flüssigkeits- und Festkörperlaser zu entwickeln. Neodymoxid-Nanopartikel in Dimethyl-Sulfoxid (Nd2O3:DMSO) zeigen Absorptionsbanden vom ultravioletten bis in den nah-infraroten Spektralbereich. Eine dieser Absorptionsbanden wurde mittels kurzer Laserimpulse bei einer Wellenlänge von 532 nm adressiert. Die Dauer der verwendeten Pumpimpulse betrug 5 ns und die Impulsenergien lagen bei bis zu 12 mJ. Die Nd2O3:DMSO-Dispersion wurde in eine Glasküvette gegeben, um einen neuartigen Nanopartikel-Dispersionslaser aufzubauen. Mit ihren 4 %-Reflexen dienten die planparallelen Küvettenwände als Resonatorspiegel. Der so aufgebaute Laser emittierte Strahlung bei einer Wellenlänge von 629 nm. Sein differenzieller Wirkungsgrad wurde zu 8 µJ/mJ bestimmt. Die Laserschwelle lag bei einer Pumpenergie von 4,9 mJ. Die beobachtete Laserstrahlung kann Grundlage neuer Laserkonzepte sein.