Effiziente, leistungsstarke Faserlaser für den mittleren Infrarotbereich
Während die Technologie von massiven kristallinen Mittelinfrarotlasern bereits ausgereift ist, haben Faserlaser erst vor kurzem die Bühne betreten. Faserlaser im mittleren Infrarotbereich mit Wellenlängen von 2 bis 5 μm gewinnen weiter an Boden, wenn man sieht, dass höherwertige dotierte optische Fasern und Festkörpermaterialien für diesen Wellenlängenbereich entwickelt werden. Im Rahmen von MIDFIL (Mid-infrared fibre lasers) lieferten Wissenschaftler signifikante Ergebnisse, die die Entwicklung von Mittelinfrarotfaserlasern weiter voran bringen sollten. Einer ihrer größten Erfolge war die Entwicklung von einzigartigen Modellen von mit Erbium und Holmium dotierten Kaskaden-Fluoridfaserlasern. Mithilfe von UV-Licht und holographischen Techniken fabrizierten die Wissenschaftler Bragg-Reflektoren verteilt auf einer Silikafaser. Unter Verwendung von Ultraviolettstrahlung wurden die Bragg-Gitter auf eine Fluoridfaser mit einer hohen Konzentration an Cerium-Dotierstoffen eingeschrieben. Eine Vielzahl von Techniken für den gepulsten Betrieb wurde erforscht, einschließlich Güteschaltung und Modenverkopplung. Erstmals wurden diese Techniken intensiv für die Laserübergänge bei 2 und 3 μm im angeregten Holmium untersucht. Insbesondere zeigten die Wissenschaftler eine passiv gütegeschaltete ZBLAN-Faser von etwa 3 μm, indem sie einen topologischen Isolator und passives Schalten eines Fluoridfaserlasers verwendeten. Sie entwarfen außerdem einen neuen sättigbaren Halbleiterabsorberspiegel (SESAM) und demonstrierten die passive Güteschaltung eines SESAM-basierten Fluoridfaserlasers. Bedeutend war auch die Demonstration eines selbststartenden passiv modengekoppelten Faserlasers, basierend auf einem nichtlinearen Schleifenspiegel. Mithilfe eines um 45 Grad geneigten Faser-Gitters demonstrierten die Wissenschaftler einen modengekoppelten Faserlaser auf Basis von nicht-linearer Polarisationsdrehung. Durch die Herstellung geeigneter Komponenten, darunter Filter und Fasergitter fand das Team effiziente Möglichkeiten für die Hochleistungsimpulsverstärkung. Die Forschungsergebnisse wurden im Rahmen von Seminaren und Workshops verbreitet. Die Zusammenarbeit mit vier Universitäten und zwei Unternehmen sollte nicht nur zur Entwicklung fortschrittlicher leistungsstarker Mittelinfrarotfaserlaser führen, sondern der EU in diesem Forschungsfeld auch eine Führungsrolle sichern.
Schlüsselbegriffe
mittlerer Infrarotbereich, Faserlaser, Laser, Fluorid, Güteschaltung, Fasergitter
