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FSU-IAP_International sehr erfolgreich auf dem Gebiet der Laserentwicklung

Femtosekundenlaser, die auf optischen Faserverstärkern basieren, werden inzwischen in vielen Bereichen der Industrie, Medizin und Wissenschaft eingesetzt. Dabei gibt es eine große Nachfrage nach immer leistungsfähigeren Laserquellen und auch nach Laserpulsen mit Wellenlängen, die sich von der Standard Ytterbium Wellenlänge von etwa 1030 nm unterscheiden. Das Institut für Angewandte Physik beschäftigt sich intensiv mit Fragestellungen zu Laserleistungen im Grenzbereich, und wie sich auf der diesjährigen weltgrößten Fachkonferenz Photonics West in San Francisco vom 7.-12. Februar 2015 wiederum zeigte – auch sehr erfolgreich.

So belegten alle drei ersten Plätze auf der Unterkonferenz „Fiber Lasers: Technology, Systems, and Applications” Doktoranden der Arbeitsgruppe „Fiber & Waveguidelasers“ um Jun.-Prof. Jens Limpert aus dem IAP für die Präsentationen ihrer Ergebnisse.

Marco Kienel erhielt den Ersten Preis für seine erstmalige Realisierung eines skalierbaren multidimensionalen Verstärkersystems ultrakurzer Pulse. Durch die Aufteilung eines Pulses in vier zeitlich getrennte Pulskopien, welche parallel in zwei räumlich getrennten Ytterbium-dotierten Fasern verstärkt wurden, konnten Pulsenergien erzielt werden, die weit über die Zerstörgrenze der einzelnen Faser hinausgeht. Dieses Konzept wird den Weg zu einem Lasersystem mit höchsten Pulsenergien in naher Zukunft eröffnen.

Der Zweite Preis ging an die Arbeit von Christian Gaida, die sich mit der Entwicklung von Thulium-dotierten Faserlasern bei 2 Mikrometer Wellenlänge mit hoher Ausgangsleistung befasst. Für viele Applikationen ist diese höhere Wellenlänge von Vorteil. Herausforderung dabei waren die reduzierte Effizienz und der erhöhte Wärmeeintrag in der Faser. Die Arbeit erörterte die experimentellen Rahmenbedingungen zur Verbesserung der Effizienz und dem Umgang mit dem verstärkten Wärmeeintrag. Als Resultat wurde eine bisher unerreichte Ausgangsleistung für ultrakurze Pulse in diesen Thulium-dotierten Faserlasern realisiert.

Arno Klenke präsentierte die kohärente Kombination mehrerer Femtosekundenpulse, um Limitierungen der Durchschnittsleistung und Pulsspitzenleistungen von Faserlasern zu umgehen. So wurden die Ausgangspulse von vier parallel angeordneten Verstärkern in einen Puls kombiniert und damit ein Lasersystem mit Pulsspitzenleistungen und -energien geschaffen werden, die deutlich über bisher existierenden Faserlasersystemen liegen. Durch zusätzliche zeitliche Pulsaufteilung und -kombination ist eine weitere Vergrößerung der Pulsspitzenleistung möglich.

Einen weiteren Erfolg konnte Felix Zimmermann aus der Arbeitsgruppe „Ultrafast Optics“ von Prof. Stefan Nolte feiern. Auf der Unterkonferenz "Frontiers in Ultrafast optics: biomedical, scientific and industrial applications XV" stellte Herr Zimmermann ein mit Ultrakurzpulsen induziertes Nanogitter in Glas vor. Diese Strukturen zeigen eine künstliche Doppelbrechung, die sich durch die Laserparameter beliebig anpassen lässt. Das ermöglicht diverse Anwendungen, vor allem da sich die Strukturen durch Polarisationsdrehung wiederbeschreiben lassen. Die Untersuchungen zu diesem bisher kaum verstandenen Effekt wurden nun auf der Photonics West ausgezeichnet.