Neue Generation von Ultrakurzpulslasern am Start
Ultrakurzpulslaser, die einen Energieimpuls liefern, der nur wenige Femtosekunden andauert, sind ein wichtiger Teil vieler industrieller Prozesse. Sie kommen in den unterschiedlichsten Bereichen zum Einsatz: bei der Sehkorrektur, der Fertigung von Solarzellen oder der Halbleitermesstechnik. In wissenschaftlichen Labors und in der Industrie sind zwei Lasertypen zu finden, die kurze Impulse liefern können. Saphirlaser können sehr kurze Impulse bei mittelmäßiger Wiederholungsrate und Leistung bereitstellen. Ytterbiumlaser haben eine Kombination aus sehr hohen Wiederholungsraten und Leistungen zu bieten, erzeugen jedoch Impulse, die nicht so kurz sind. Im Rahmen des FLAME-Projekts (Femtosecond light amplifiers in the megahertz regime) bündelten vier europäische Unternehmen und zwei Forschungseinrichtungen ihre Kräfte, um eine innovative ultraschnelle Laserquelle herzustellen, die das Beste aus beiden Welten kombiniert. Die Projektmitglieder entwickelte eine Lichtquelle, die bei einer Rate von zwei Millionen Impulsen pro Sekunde sehr kurze und energiegeladene Impulse erzeugen kann. Überdies kann die Wellenlänge über das gesamte sichtbare Spektrum und den nahen Infrarotbereich variiert werden. Die Projektentwicklungen haben dazu beigetragen, einen ultraschnellen Laser mit einer um zwei Größenordnungen höheren Wiederholungsrate, einer um eine Größenordnung kürzeren Impulsdauer sowie höheren Durchschnittsleistungen als bei den kommerziell verfügbaren Laserverstärkern, existierenden Faserlasern oder Oszillatoren mit wenigen Zyklen zu realisieren. Unter Einsatz eines nichtlinearen optischen Prozesses, der optischen parametrischen Verstärkung, waren die Forscher in der Lage, Energie von einem Laserpuls zu einem anderen zu übertragen, wodurch ultrakurze Impulse mit hoher Energie bei sehr schnellen Raten erzielt werden. Die FLAME-Mitglieder beteiligten sich nicht nur an der Entwicklung von ultraschnellen Laserquellen, sondern ergänzten ihre Aktivitäten zudem um die Entwicklung von speziell dafür vorgesehener neuer Detektionsinstrumentierung. Insbesondere entwickelten sie ausgereifte Elektronen- und Ionenbilddetektoren, die maßgeschneidert für die mit den neuartigen Lasersystemen durchgeführte experimentelle Forschung sind. Die Lichtquelle von FLAME repräsentiert eine neue Generation von Femtosekundenlasern mit hoher Pulsenergie und Wiederholungsraten im Megahertzbereich, welche das Hinzukommen neuer Mitspieler auf dem Markt der ultraschnellen Laser gestatten sollte.
Schlüsselbegriffe
Ultrakurzpulslaser, Wiederholungsraten, kurze Impulse, Ionen-Bildgebung, Megahertz
