Verstärkermaterialien für den Ultrahochleistungslaser POLARIS auf Basis von Yb3+ -dotierten Alumosilicatgläsern

Kuhn, Stefan

Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Entwicklung von Verstärkermaterialien für Ultrahochleistungslaser-Anwendungen. Hierbei wurden spezielle Alumosilicatgläser auf ihre Eignung für das POLARIS-System des Helmholtz-Instituts Jena untersucht. Die Attraktivität dieser Materialgruppe begründet sich in vorteilhaften thermo-mechanischen Eigenschaften, welche den bis dato verwendeten Materialien (Calciumfluorid, FP-Glas) überlegen sind. Es konnte gezeigt werden, dass Alumosilicatgläser mit einer hohen Vernetzung eine niedrige thermische Ausdehnung aufweisen. Des Weiteren beeinflusst das zugesetzte Metalloxid über die Dietzelsche Feldstärke des Metallions die thermische Ausdehnung. So führt eine hohe Feldstärke zu einer geringen thermischen Ausdehnung. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit bezieht sich auf die Einstellung einer im POLARIS geforderten, hohen Fluoreszenzlebensdauer des aktiven Ions Yb(III), welche auch bei hohen Yb(III)-Konzentrationen erhalten bleibt. Es konnte gezeigt werden, dass im Falle geringer Konzentrationen die Höhe der Fluoreszenzlebensdauer von der Brechzahl des jeweiligen Alumosilicatglases abhängt, wobei eine geringe Brechzahl zu einer hohe Fluoreszenzlebensdauer führt. Erhöht man nun die Konzentration des aktiven Ions Yb(III) in den Gläsern so beobachtet man die Abnahme der Fluoreszenzlebensdauer, was sehr stark durch OH-Gruppen im Glas beeinflusst wird. Diese OH-Gruppen konnten durch geeignete Schmelzbedingungen deutlich reduziert werden und die Abnahme der Fluoreszenzlebensdauer und damit der Quanteneffizienz wurde vermindert. Dies konnte mittels Messung der Fluoresze nzlebensdauer und Photoakustischer Spektroskopie gezeigt werden. In der vorliegenden Arbeit konnten zentrale Einflüsse auf die geforderten Eigenschaften im POLARIS herausgestellt werden und eine Richtung für die weitere Entwicklung von Yb(III)-dotierten Alumosilicatgläsern aufgezeigt werden.

Zitieren

Zitierform:

Kuhn, Stefan: Verstärkermaterialien für den Ultrahochleistungslaser POLARIS auf Basis von Yb3+ -dotierten Alumosilicatgläsern. 2015.

Zugriffsstatistik

Gesamt:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:
12 Monate:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:

Grafik öffnen

Rechte

Nutzung und Vervielfältigung:
Alle Rechte vorbehalten

Export