"Entwicklung eines streckerfreien nichtlinearen Ultrakurzpulsverstärkers" im Rahmen des Eurostars Projekts E!113856 "CARs and Multiphoton microscopy ENabled"

Abstract

Ziel des Projektes war die Entwicklung eines einzigartigen, für die Histologie geeigneten Bildgebungssystems mit nichtlinearer Mikroskopie und Superauflösung auf der Grundlage eines innovativen und optimierten Lasersystems. Das neuartige Bildgebungssystem sollte die Kombination von Femtosekunden-Zweiphotonen- und CARS- sowie die STED-Mikroskopie in einem Gerät für die Durchführung von Ex-vivo-Biopsien ermöglichen. Grundlage für die nichtlineare, superauflösende Bildgebung war ein neuartiges faserlasergepumptes OPO-System, das die abstimmbare zweifarbige Anregung mit synchronisierten Piko- und Femtosekundenpulsen in einem kostengünstigen und kompakten Lasersystem kombiniert. Zum Zeitpunkt der Antragstellung war am Markt weder ein vergleichbares Lasersystem noch ein entsprechendes Bildgebungssystem verfügbar.

Im Teilprojekt des LZH sollten die wissenschaftlich-technischen Grundlagen eines neuartigen Ultrakurzpuls(UKP)-Faserverstärkers auf der Basis von Ytterbium-dotierten Glasfasern erarbeitet werden, bei dem gegenüber kommerziell etablierten Methoden die Verstärkung möglichst streckerfrei in einem nichtlinearen faserbasierten Verstärkungsprozess stattfinden sollte. Dabei werden während der Verstärkung nichtlineare Effekte ausgenutzt, um das Spektrum zu verbreitern und eine Verkürzung der Pulsdauer zu ermöglichen. Ziel war eine Ausgangsleistung von mehr als 4 W bei gleichzeitiger Kompression der Laserpulse auf eine Dauer von unter 100 fs. Das finale Lasersystem sollte als kompakte Einheit als Pumplaser für einen optisch parametrischen Oszillator (OPO) eingesetzt werden.