Kontaktlose Manipulation von Laserstrahlen mittels luftbasiertem akusto-optischen Modulator

Festkörperbasierte akusto-optische Modulatoren (AOM) werden u. a. zur beugungsbasierten Ablenkung von Laserstrahlen verwendet. Diese sind jedoch aufgrund der benötigten Festkörper-Materialien bzgl. der Laserleistung (Zerstörschwelle) und der Laserwellenlänge limitiert. Unter geeigneten Bedingungen lassen sich hochleistungsfähige Ultraschallfelder (490 kHz) auch in Luft zur kontaktlosen Laserstrahlmanipulation (1030 nm) einsetzen. Für eine effiziente und flexible Realisierung ist ein Erkenntnisgewinn bzgl. der zugänglichen Parameter erforderlich. In dieser Arbeit untersuchen wir experimentell den Einfluss zentraler Parameter luftbasierter AOMs (Laserwellenlänge, Ultraschallfrequenz, Schalldruckpegel und Interaktionslänge) auf Beugungswinkel, Beugungseffizienz, sowie Beugungsregime. Der Einsatz von 40 kHz-Ultraschallwandler in Verbindung mit einer Laserwellenlänge von 10.6 µm führt zu einer Wechselwirkung im sogenannten Raman-Nath-Regime. Wir analysieren und evaluieren stern- und V-förmige Multi-Pass-Geometrien zur Vergrößerung der Interaktionslänge. Die Ergebnisse demonstrieren das Potenzial luftbasierter AOMs für die gezielte Laserstrahlmanipulation in der industriellen Photonik.