Frankfurt 2006 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik und Photonik

Q 22: Festkörperlaser III

Q 22.4: Vortrag

Dienstag, 14. März 2006, 11:25–11:40, HIV

Kompakter 320 W Hochleistungsfaserlaser — •Jan Rothhardt, Oliver Schmidt, Sandro Klingebiel, Jens Limpert, Thomas Schreiber und Andreas Tünnermann — Institut für Angewandte Physik, Albert Einstein Str. 15, 07745 Jena

Faserlaser bieten ausgezeichnete Strahlqualität auch bei großen Ausgangsleistungen, die kaum durch thermische Effekte beeinflusst wird. Durch die kleinen Modenfelddurchmesser und großen Wechselwirkungslängen sind faserbasierende Lasersysteme vor allem durch nichtlineare Effekte leistungsbegrenzt. Eine Verringerung der Nichtlinearität, realisiert durch Vergrößerung des Modenfelddurchmessers und Verringerung der aktiven Faserlänge, ermöglich höhere Spitzenleistungen. Beide Ideen werden im Konzept der rod-type Faser umgesetzt. Große Modenfelddurchmesser werden jedoch nur durch extrem schwach führende Faserstrukturen erreicht. Um Durchbiegung der Faser und damit hohe Verluste zu vermeiden müssen diese Fasern mit einem dicken Quarzglasstab umgeben sein. Durch Einsatz photonischer Kristallstrukturen sind Modenfelddurchmesser bis 50 um möglich geworden. Bei gleichzeitig hoher Dotierung des aktiven Kerns kann die Faserlänge im Laseraufbau auf 50 cm verringert werden. Damit ergibt sich ein kompakter Laseraufbau mit hoher Ausgangsleistung. Im Experiment werden cw-Ausgangsleistungen bis 320 W aus einer 58 cm langen Faser demonstriert. Numerische Simulationen und experimentelle Untersuchungen an photonischen Kristallfasern mit noch größeren Kerndurchmessern zeigen welche Möglichkeiten für eine weitere Skalierung des Kerndurchmessers bestehen.