Passive Q-Switch-Kristalle
Cr4+:YAG ist ein ideales Material für die passive Güteschaltung von Nd:YAG und anderen Nd- und Yb-dotierten Lasern im Wellenlängenbereich von 0,8 bis 1,2 mm. Eine der bemerkenswerten Eigenschaften von Cr4+:YAG ist die hohe Zerstörungsschwelle (besser als 500 MW/cm2 ). Die passive Güteschaltung wird wegen der einfachen Herstellung und des einfachen Betriebs, der niedrigen Kosten und der geringen Größe und des geringen Gewichts des Systems bevorzugt.
Die Kristalle von Yttrium-Aluminium-Granat (YAG), die mit dreivalentem Vanadium V3+ in tetraedrischer Position dotiert sind, sind ein relativ neues Material für passive Güteschaltung. V:YAG hat sich als effizienter Güteschalter für Laser im Bereich von 1,0~1,5 µm bewährt. Die Absorptionsbande zwischen 1,0 und 1,5 µm ist auf den Übergang 3A2 →3T2 des V3+-Ions in der tetraedrischen Position des Granatgitters zurückzuführen. Die Konzentration von V3+ in der tetraedrischen Position wird durch die Wachstums- und Glühbedingungen gesteuert. Die effiziente Güteschaltung von Lasern, die sowohl bei 1,064 als auch bei 1,3 Mikron arbeiten, wurde mit einer Reihe von aktiven Medien wie Nd:YAG, Nd:YVO4, Nd:KGd(WO4)2 unter Blitzlampen- und Laserdiodenpumpung erreicht.
Co2+:MgAl2O4 ist ein relativ neues Material für passives Q-Switching in Lasern, die von 1,2 bis 1,6 μm emittieren, insbesondere für augensichere 1,54 μm Er:Glas-Laser, funktioniert aber auch bei 1,44 μm und 1,34 μm Wellenlänge. Spinell ist ein harter, stabiler Kristall, der sich gut polieren lässt. Kobalt kann Magnesium im Spinell leicht ersetzen, ohne dass zusätzliche Ladungskompensationen erforderlich sind. Der hohe Absorptionsquerschnitt (3,5×10-19 cm2 ) ermöglicht das Q-Switching von Er:Glas-Lasern ohne Fokussierung im Hohlraum sowohl mit Blitzlampen- als auch mit Diodenlaser-Pumpen. Die vernachlässigbare Absorption im angeregten Zustand führt zu einem hohen Kontrast der Güteschaltung, d. h. das Verhältnis von anfänglicher (kleines Signal) zu gesättigter Absorption ist größer als 10.
