Echtzeitfähige Laserstrahlregelung zur Kompensation thermischer Effekte

Bei der Verwendung von diodengepumpten Festkörperlasern führt die thermische Linsenwirkung im Laserkristall zur Veränderung der Strahlcharakteristik. Damit ist eine zeitlich konstante Fokussierung bei verschiedenen Ausgangsleistungen des Lasers nicht mehr möglich. Anhand eines miniaturisierten Slab-Lasers wird eine Lösung vorgestellt, den dynamischen Einfluss der thermischen Linse außerhalb des Resonators zu kompensieren. Aufbauend auf verschiedenen Simulationsansätzen werden die veränderten thermo-optischen Eigenschaften des laseraktiven Mediums bestimmt und eine Kompensationsoptik entwickelt. Durch Einbindung von Piezo-Aktorik und CCD-Sensorik in einen geschlossenen Regelkreis findet eine kontinuierliche Minimierung der Abweichung des Strahlprofils statt. Die Regelung erfolgt auf einer echtzeitfähigen Systemplattform durch die deterministische Ausführung von Regelalgorithmen. Neue Möglichkeiten um die Optimierung zuvor aufgestellter Kriterien noch weiter voranzutreiben erschließen sich durch die Integration der Simulation des Verhaltens des Lasersystems in den Regelkreis.