Vloeistoflasers

Vloeistoflasers zijn een type laser waarbij het lasermedium vloeibaar is. Het meest gebruikte medium bestaat uit een fluorescerende organische dye opgelost in een oplosmiddel, bijvoorbeeld rhodamine-achtige verbindingen. Door de combinatie van verschillende dyes en oplosmiddelen is een vloeistoflaser extreem tunbaar, met lasertegolven die kunnen verschuiven over een brede band in het zichtbare en nabij-infrarode gebied.

Werking: De dye-oplossing wordt optisch gepompt, meestal met een flashlamp of een diode-gebaseerde pompbron. De dye-moleculen absorberen energie en komen in een aangeslagen toestand; door spontane en gestimuleerde emissie ontstaat laserlicht terwijl het licht langere tijd door de gainlaag van vloeistof en door de optische resonator kan reizen. Doordat het medium vloeibaar is, kan de samenstelling worden aangepast en kan de vloeistof continu worden gepompt om fotobleaching tegen te gaan en de temperatuur te regelen. De lasergolflengte hangt af van de gekozen dye en de pompcondities, waardoor vloeistoflasers zeer tunbaar blijven.

Constructie en praktijk: De vloeistof wordt doorgaans continu door een pompkamer of een buissysteem gepompt en langs een resonator geleid, zodat het licht meerdere keren door de gainlaag loopt. Kooling en temperatuurregeling zijn belangrijk om degradatie en spectrale veranderingen te voorkomen. Vaak wordt de vloeistofvloeistof ververst of gefilterd om stabiliteit te behouden.

Voordelen, nadelen en toepassingen: Voordelen zijn de brede tunability en de mogelijkheid tot relatief smalle laserlijnen. Nadelen zijn fotobleaching van de dye, hogere onderhoudsbehoefte, vereiste vloeistofcirculatie en doorgaans lagere efficiëntie vergeleken met vaste media. Toepassingen zijn onder andere spectroscopie, moleculaire analyse en onderzoeksomgevingen waar een flexibel ingesteld wavelength nodig is. Dye lasers behoren tot de klassieke tunable bronnen en zijn historisch van groot belang geweest in de ontwikkeling van vloeistoflasers.