Faserlaser sind die Laser der nächsten Generation. Sie sind sehr robust, zuverlässig und liefern auch bei höchsten Ausgangsleistungen eine sehr gute Strahlqualität. Mit den erreichten Parametern eröffnen sich vielfältige neue Applikationen insbesondere auf den Gebieten Life Science und Fertigungstechnologie aber auch in der Grundlagenforschung. The fiber laser represents one of the most promising concepts for providing optical power in the range of several kilowatts with diffraction limited quality.

Analyse von Faserlasersystemen

Motivation

Bei der Entwicklung neuartiger Faserlasersysteme ist die Analyse optischer Parameter, wie der mittleren Leistung, der Absorption der Pumpleistung, des optischen Spektrum, der Pulsform und -wiederholfrequenz zur Charakterisierung und Optimierung der Lasersysteme wichtig.

Bei Hochleistungsfaserlasern tritt ab einer bestimmten Leistung Modeninstabilität auf. Das bedeutet, dass der Laser nicht mehr den transversalen Grundmode emittiert, sondern eine zeitliche Dynamik in der transversalen Leistungsverteilung zeigt. Dieses Verhalten verhindert eine weitere Leistungsskalierung und führt zu einer schlechten Strahlqualität des Lasers.

 

Technologie

Zur Unterdrückung der für Anwendungen unerwünschten Effekte werden die Lasersysteme bzgl. Modulationsinstabilitäten (z. B. Strahlqualität) am Fraunhofer IOF analysiert. Auf Basis der detaillierten Analyse lassen sich neuartige Faser-, Pump- und Laserdesigns zur Unterdrückung der Modeninstabilitäten und damit für die weitere Leistungsskalierung von Hochleistungsfaserlasersystemen entwickeln.

 

Referenz

Tino Eidam, Christian Wirth, Cesar Jauregui, Fabian Stutzki, Florian Jansen, Hans-Jürgen Otto, Oliver Schmidt, Thomas Schreiber, Jens Limpert, and Andreas Tünnermann, »Experimental observations of the threshold-like onset of mode instabilities in high power fiber amplifiers«, Opt. Express 19, 13218-13224 (2011)