19. Juni 2013

Verstärkung von zylindrisch polarisierter Laserstrahlung in Single-Crystal-Fasern

Für die laserbasierte Materialbearbeitung ist Laserstrahlung mit zylindrischer Polarisation aufgrund der rotationssymmetrischen - radialen oder azimuthalen -  Polarisation von wachsendem Interesse, vor allem auch im Bereich kurzer oder ultrakurzer Pulse hoher mittlerer Leistung. Die Eignung einkristalliner Wellenleiter aus Yb-dotiertem YAG, sog. „Single crystal fibers“ (SCF), zum Aufbau einfacher und hocheffizienter Verstärkersysteme für ultrakurze Pulse wurde bereits in mehreren Veröffentlichungen dargestellt.

Da die Verstärkung radial und azimuthal polarisierter Laserstrahlung mit gängigen Verstärkerkonzepten aufwändig ist, wurden am IFSW in Zusammenarbeit mit dem LCFIO und Fibercryst Versuche zur Verstärkung von radial sowie azimuthal polarisierten Scheibenlasern im CW-Betrieb durchgeführt, um die Anwendbarkeit dieses Konzepts für die Verstärkung von (ultrakurz gepulsten) zylindrisch polarisierten Laserstrahlen zu untersuchen. Dabei wurde in beiden Polarisationen in einem Einfachen Durchgang durch die SCF eine Ausgangsleistung von etwa 100 W erreicht, was bei einer Eingangsleistung von 32 W in etwa einem Verstärkungsfaktor von 3 entspricht. Insbesondere die geringen Depolarisationsverluste, die bei Pumpleistungen bis zu 515 W demonstriert wurden, unterstreichen deutlich die Eignung von SCF-Verstärkern für hohe mittlere Leistungen. Weitere Versuche zur Untersuchung des Verhaltens von SCF-Verstärkern für radial oder azimuthal polarisierte Ultrakurzpuls-Laser sind in Vorbereitung.

Quellen:
S. Piehler, X. Délen, M. Rumpel, J. Didierjean, N. Aubry, T. Graf, F. Balembois, P. Georges, M. Abdou Ahmed, „ Amplification of cylindrically polarized laser beams in single crystal fiber amplifiers“, Optics Express 21, 9 (2013) 11376-11381 http://www.opticsinfobase.org/oe/viewmedia.cfm?URI=oe-21-9-11376&seq=0&origin=search

Spotlight on Optics: http://www.opticsinfobase.org/spotlight/summary.cfm?uri=oe-21-9-11376&ori
 
Ansprechpartner: Dr. Marwan Abdou Ahmed

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