"Entwicklung eines innovativen Faseroszillators mit neuartigem Modenkopplungsmechanismus" im Rahmen des Eurostars Projekts E! 115753 Neo2Fast "Neue Generation von ultraschnellen Hochleistungs-Femtosekunden-Faserlasersystemen"

Abstract

Ziel des NEO2FAST-Verbundprojekts war die Entwicklung eines industrietauglichen Ultrakurzpulslasersystems bei 1 μm mit Pulsenergien bis zu 500 μJ und Pulsdauern von unter 10 fs. Die entwickelte Strahlquelle eignet sich beispielsweise zum Treiben sekundärer Quellen zur Erzeugung von THz-Strahlung für bildgebende Verfahren oder höhere Harmonische im weichen Röntgenbereich für materialwissenschaftliche Analysen. Das System besteht aus mehreren Stufen: einem kompakten, umweltstabilen Faser-Frontend bei 1 μm, einer hochenergetischen Kristallverstärkerstufe und abschließenden nichtlinearen Verbreiterungsstufen. Der Fokus für das LZH lag auf dem Teilprojekt, das sich mit der Entwicklung eines stabilen, flexibel einsetzbaren Ultrakurzpuls-Frontends mit Ytterbium-Fasern beschäftigte, wobei die Realisierung von Pulsen mit einer spektralen Bandbreite > 6 nm und Pulsenergien von 100 nJ bei 100 kHz mit einstellbarer Wiederholrate und spektraler Pulsformung für die anschließende Verstärkung in einem kristallbasierten Verstärker angestrebt wurde. Zusätzlich wurde ein ultra-breitbandiger Oszillator entwickelt, welcher Pulse mit Pulsdauern unter 100 fs erzeugen kann, um als flexibler Seeder sowohl die Verstärkungsbandbreite von Kristall- als auch Faserverstärkern voll auszufüllen. Damit kann durch zusätzliche spektrale Formung immer ein optimales Spektrum für möglichst kurze Pulse nach der Verstärkung zur Verfügung gestellt werden.