Italienische Forscher haben einen Laser hergestellt, der Infrarotstrahlung einer Wellenlänge von ungefähr zwei Mikrometern aussendet. Der Laserkristall kann dabei auf einfache Weise mithilfe eines kurzwelligeren Diodenlasers mit Energie versorgt werden, so dass er in ein kompaktes Gehäuse für den Feldeinsatz eingebaut werden kann. Da die Stärke der ausgesendeten Infrarotstrahlung zudem für das menschliche Auge unschädlich ist, hoffen die Forscher auf zahlreiche Anwendungen wie Untersuchungen der Atmosphäre oder in der Medizin.
Das Herzstück des von Gianluca Galzerano und seinen Kollegen entwickelten Lasers ist ein Kristall aus Barium, Ytterbium und Fluor, der mit Ionen des Elements Thulium angereichert worden war. Als dieser Kristall in einer optischen Spiegelkammer dem Strahl eines Diodenlasers einer Wellenlänge von 785 Nanometern ausgesetzt wurde (siehe
Schema), so wurden pro Pumpphoton jeweils zwei Thuliumionen energetisch angeregt.
Auf diese Weise konnte die Mehrzahl der Thuliumionen in einen energetisch höheren Zustand gebracht werden. Diese Inversion der Elektronenzahlen zwischen dem Grundzustand und einem höheren Energieniveau der Ionen führte dazu, dass diese Laserstrahlen auszusenden begannen.
Dies gelang sogar schon bei Raumtemperatur, allerdings in Form von kurzen Laserblitzen anstelle eines kontinuierlichen Strahls. Diese Form der Strahlenabgabe ist jedoch für die Untersuchung von Gasen ideal, so dass Galzerano auf Anwendungen seines Lasers zur Untersuchung der Gaszusammensetzung in der Atmosphäre hofft.
Die Wellenlänge der Laserstrahlung konnte zudem über einen Wellenlängenbereich von etwa 85 Nanometern variiert werden. Auf diese Weise lassen sich mit dem Laser die typischen Absorptionslinien einer Reihe wichtiger Treibhausgase anregen, so die Forscher.
Optics Express, Band 14, Seite 1518 Stefan Maier
