BIVMIFF

Neue Bonding- und Integrations Verfahren für einen Pikosekunden-Mikrochiplaser mit integriertem Faserverstärker und Hochleistungs Frequenzkonversion

BIVMIFFIm Rahmen des geplanten Vorhabens sollen grundlegende Konzepte für faser-optisch verstärkte Mikrochiplaser und deren Frequenzkonversion in den sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich untersucht werden. Die Kombination von Mikrochiplaser- und Faserlasertechnologie stellt einen viel versprechenden und innovativen Ansatz dar, um grundlegend neue Laserkenndaten im nahinfraroten zu realisieren, welche sich hervorragend zur Konversion zu sichtbarer und kurzwelliger Laserstrahlung eignen. Gesamtziel ist es ein kostengünstiges Laserkonzept mit hohem Integrationsgrad und Stabilität zu erarbeiten, welches durch seine herausragenden Spezifikationen neue Applikationen in Bereichen der Photovoltaik als auch in der Druckindustrie adressieren wird.

Schlüsselelement des Vorhabens sind passiv gütegeschaltete monolithische Mikrochiplaser, die durch neue resonatorinterne Aufbau- und Verbindungstechnik (Bonden von Lasermaterialien mit anderen Resonatorelementen) sowie durch eine Anpassung und Optimierung des sättigbaren Halbleiterspiegels neuartige Leistungskenndaten hervorbringen. Angestrebt sind sub-100 ps Pulsdauern bei Pulsspitzenleistungen von bereits mehreren 10 kW und gleichzeitig hohen Pulsfolgefrequenzen von 50 bis einigen 100 kHz. Durch eine zusätzliche Verstärkung werden Pulsenergien von >100 µJ, mittlere IR Leistungen von >50 W und Pulsspitzenleistungen im Megawatt-Bereich angestrebt.

Aufgrund der Performance des Mikrochiplasers kann auf eine aufwendige und teure Verstärkertechnologie verzichtet werden. Waren bislang Laserresonatoren mit einigen Metern Länge und eine komplizierte Einzelpulsselektion notwendig um ultrakurze Laserpulse zu generieren, werden hohe Einzelpulsenergie als auch eine Pulsfolgefrequenz im 1 MHz Bereich durch die kompakte Bauform und einen extern regelbaren Betriebsmodus realisierbar. Im geplanten Vorhaben soll ein nach Möglichkeit ein monolithischer Ytterbium-dotierter Faserverstärker im Einfachdurchgang eingesetzt werden, um den Mikrochiplaser auf enorme Laserparameter zu verstärken. Die Pulsspitzenleistungen des faserverstärkten Mikrochiplasers erlauben die Untersuchung neuer Konzepte der Frequenzkonversion bis in den tiefen ultravioletten Spektralbereich. Durch den Verzicht auf eine harte Fokussierung in die nichtlinearen Kristalle eröffnen sich innovative Ansätze einer monolithischen kaskadierten Frequenzkonversion, welche durch eine hohe Stabilität, kompakte Bauweise und Justagefreiheit gekennzeichnet ist. Angestrebt ist die Erzeugung hochenergetischer und hochrepetierender Laserpulse mit mittleren Leistungen von circa 25 W im VIS, 10 W im UV und 5 W im tiefen UV.

Ansprechpartner

Dr. Georg Sommerer
Innolight GmbH
Garbsener Landstr. 10
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Tel.: (0511) 76072724
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