Frequenzselektion und -abstimmung

Zusammenfassung

In einem Laserresonator sind im allgemeinen mehrere axiale und transversale Wellenformen (Moden) angeregt. Die Frequenzen oder Wellenlängen dieser Moden können verschiedene Werte im Bereich der Linienbreite des Übergangs (etwa $1{,}5\cdot 10^{9}\,\mathrm{Hz}$ beim 633 nm He-Ne-Laser, einige $10^{13}\,\mathrm{Hz}$ oder etwa 50 nm beim Farbstofflaser) annehmen. Durch Verwendung frequenzselektiver Elemente im Resonator kann die Zahl der angeregten Wellenformen und damit der Emissionsbereich des Lasers auf einen kleinen Teil der Linienbreite reduziert werden. Im Grenzfall ist die Anregung einer einzelnen axialen Wellenform möglich. Durch Änderungen an den frequenzselektiven Elementen (z. B. Verkippen eines Prismas, Gitters oder Etalons) kann die Emission eines Lasers im Bereich der Linienbreite kontinuierlich abgestimmt werden.

Andererseits kann auch außerhalb des Lasers eine Frequenzumsetzung unter Ausnutzung nichtlinearer optischer Effekte erreicht werden. Mit derartigen Prozessen kann die Frequenz um diskrete Beträge (Frequenzvervielfachung, Summen- und Differenzfrequenzerzeugung, Raman-Streuung) oder auch kontinuierlich (parametrischer Oszillator, Spin-Flip-Raman-Laser) verschoben werden (Kap. 19).