Stickstofflaser

Der Stickstofflaser (N2-Laser) ist ein Gaslaser, der Stickstoffmoleküle als aktives Medium durch kurze elektrische Impulse anregt. Die dominante Laseremission liegt im ultravioletten Spektralbereich, hauptsächlich bei etwa 337,1 Nanometern, einer Linie des Second-Positive-Systems von N2. Die Emission entsteht durch Übergänge angeregter N2-Moleküle in den Grundzustand, wodurch sehr kurze Lichtpulse entstehen.

Aufbau und Funktionsweise: In einem geschlossenen Laserrohr befindet sich Stickstoffgas. Eine Hochspannung treibt eine kurze Entladung durch das Gas, wodurch N2-Moleküle in den angeregten Zustand C3Πu gelangen. Von dort fällt die Energie durch den Übergang in den B3Πg-Zustand ab und erzeugt ultraviolette Photonen. Die erzeugten Pulse sind typischerweise im Nanosekundenbereich; die Pulsenergie liegt im niedrigen Mikro-Joule-Bereich, und die Wiederholraten reichen von wenigen Hz bis zu einigen Dutzend Hz. Die Bauweise ist vergleichsweise einfach und robust, allerdings sind Ausgangsleistung und Effizienz begrenzt.

Eigenschaften: Der N2-Laser liefert eine UV-Schmalbandemission um 337 nm mit sehr kurzen Pulsdauern. Das System ist kompakt und kostengünstig, doch im Vergleich zu späteren UV-Quellen energetisch weniger effizient.

Verwendungen: Historisch diente der Stickstofflaser als Trigger- oder Synchronisationsquelle für Dye-Laser-Systeme, als UV-Quelle in der Spektroskopie, Holografie und Laserdiagnostik. Aufgrund seiner Einfachheit war er eine der ersten kommerziell verfügbaren UV-Laserquellen und spielte eine bedeutende Rolle in frühen Laboreinrichtungen, bevor leistungsstärkere UV-Lasertech­nologien verfügbar wurden.