Durchstimmbar – Was genau bedeutet das eigentlich?

Ist ein Laser durchstimmbar (gebräuchlich ist auch der englische Begriff tunable), dann lässt sich seine Wellenlänge über einen definierten Bereich hinweg kontrolliert verändern. Teils überschreitet dieser Durchstimmbereich (Tuning Range) mehrere hundert Nanometer. Die Schrittgröße (Wavelength Resolution) unterscheidet sich von System zu System. Weitere wichtige Größen sind die Durchstimm-Geschwindigkeit (Tuning Speed) und die Vermeidung von Modensprüngen.

Gebräuchlich sind Festkörperlaser auf Basis von Titan:Saphir oder Chrom-dotierten Zinkselenid-/ Zinksulfitkeramiken (Cr:ZnSe/ Cr:ZnS), die weite Durchstimmbereiche im Nah- und Mid-Infrarotbereich ermöglichen. Auch Farbstofflaser und mit seltenen Erden (v.a.Ytterbium) sowie Diodenlaser gibt es in durchstimmbarer Version, wobei Wellenlängenwechsel bei letzteren über die Temperaturregelung erreicht werden. Daneben bieten Quantenkaskadenlaser gute Durchstimmbarkeit.

Anwendungen gibt es in der Spektroskopie, Mikroskopie und Interferometrie sowie zunehmend im Bereich der Quantentechnologie, wo durchstimmbare Laser zur selektiven Kühlung von Atomen beim Erzeugen von Bose-Einstein-Kondensaten, zur Ionisation oder zur Analyse von Quantenpunkten im Einsatz sind.