Photonics West 2018

Preisregen für Nachwuchsforscher aus Jena: Vier Doktoranden erhalten »Best Student Paper Awards« in San Francisco

Jena / 19.2.2018

Großer Erfolg für Jenaer Forscher: Gleich vier Preise gingen in San Francisco (USA) an Wissenschaftler des Instituts für Angewandte Physik (Friedrich-Schiller-Universität Jena). Für ihre Forschungsergebnisse wurden sie während der Optik- und Photonikmesse SPIE.Photonics West mit dem »Best Paper Award« für die besten Beiträge auf der Konferenz »Fiber Lasers XV: Technology and Systems« und »Frontiers in Ultrafast Optics« ausgezeichnet.

Mit 900 Vorträgen und Präsentationen ist die SPIE.LASE 2018 die wichtigste Konferenz für Lasertechnologien auf der internationalen Optik- und Photonikmesse SPIE.Photonics West. Hier wurden vier junge Wissenschaftler aus Jena für ihre Beiträge auf den Sub-Konferenzen »Fiber Lasers XV: Technology and Systems« sowie »Frontiers in Ultrafast Optics« ausgezeichnet. Die Forschungsarbeiten der Jenaer Wissenschaftler wurden am Institut für Angewandte Physik (IAP) in der Arbeitsgruppe »Fiber and Waveguide Lasers« rund um Prof. Jens Limpert sowie »Ultrafast Optics« von Prof. Stefan Nolte angefertigt. Sie beschäftigten sich unter anderem mit Ultrakurzpulslasern, mit neuartigen kohärenten Quellen im mittleren Infrarot und sie stellten neue Faserlasersysteme basierend auf kohärenter Strahlkombination vor.

Gruppenleiter Prof. Jens Limpert zeigte sich erfreut über die Auszeichnung gleich dreier seiner Doktoranden, die sich gegen circa 25 weitere Bewerber durchgesetzt hatten. Die Stadt Jena habe damit wiederholt seinen besonderen Stellenwert in der Laser-Community unterstrichen. Nicht nur die Ergebnisse der Forschungsarbeiten, auch die Qualität der Präsentationen habe die Fachjury überzeugt. »Platz 1 bis 3 ist ein super Ergebnis für unsere Arbeitsgruppe«, so Limpert. »Wir freuen uns sehr über die Auszeichnungen, gleichzeitig sehen wir es als Ansporn, zukünftig auf demselben Niveau weiterzuarbeiten.«

Auch Stefan Nolte gratulierte seinem Doktoranden zu der Auszeichnung: » Mit dem 1. Preis ausgezeichnet zu werden ist natürlich toll. Neben der Würdigung der wissenschaftlichen Leistung wurde dabei aber auch bewertet, wie diese Ergebnisse präsentiert wurden. Dies in einem hochkarätigen, internationalen Umfeld zu schaffen ist schon eine besondere Leistung.«

Die prämierten Forschungsarbeiten wurden im Rahmen des »Leistungszentrum Photonik« durchgeführt, einer gemeinsamen Initiative des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, der Friedrich-Schiller-Universität Jena, den Leibniz-Instituten HKI und IPHT sowie dem Helmholtz-Institut Jena. Hier wird an neuen Lösungen mit Licht geforscht, beispielsweise für Anwendungen in der Informations- und Kommunikationstechnik, der Produktion, Automobilindustrie und der Luft- und Raumfahrt.

v.l.n.r. Michael Müller; Martin Gebhardt; Thorsten Goebel und Christian Gaida

Und so lauten die Preisträger und ihre Forschungsthemen
 

Martin Gebhardt: »Nonlinear pulse compression stage delivering 43-W few-cycle pulses with GW peak-power at 2-µm wavelength«

Die Ausgangspulse eines Hochleistungsultrakurzpulsfaserlasersystems basierend auf Thulium-dotierten Fasern wurden mithilfe einer speziellen gasgefüllten Hohlkernfaser zu Pulsdauern von wenigen optischen Zyklen (13 fs) komprimiert. Dabei konnte eine Rekorddurchschnittsleistung von 43 W und damit die weltweit leistungsstärkste Laserquelle mit derart kurzen Pulsen und 2 µm Wellenlänge realisiert werden. Diese Quelle erlaubt nun die Erzeugung von extrem breitbandiger und leistungsstarker Strahlung für Spektroskopieanwendungen im mittleren infraroten Spektralbereich.
 

Michael Müller: »1.8kW 16-channel ultrafast fiber laser system«

Ein Ultrakurzpulsfaserlaser basierend auf kohärenter Überlagerung 16 einzelner Laserverstärker wurde vorgestellt. Durch die kohärente Überlagerung konnte eine Ausgangsleistung von 1.9 kW erreicht werden - der aktuelle Weltrekord für Ultrakurzpulslaser. Die Arbeit demonstriert eine Größenordnung der Leistungssteigerung über technische und physikalische Limitierungen einzelner Laserverstärker. Das vorgestellte Lasersystem kann in der Zukunft durch Nachkompression zur Erzeugung extrem ultravioletter oder weicher Röntgenstrahlung für bildgebende und spektroskopische Anwendungen eingesetzt werden.
 

Christian Gaida: »Toward kW-level average power from a Thulium-doped fiber laser«

Obwohl Faserlaser für ihre Leistungsskalierbarkeit um 1µm Wellenlänge bekannt sind, schienen vergleichbare Ausgangsleistungen bei exotischen Wellenlängen um 2µm bisher unerreichbar. Neue Erkenntnisse und Entwicklungen führten nun erstmalig zur Realisierung eines ultrakurzgepulsten Thulium-dotierten Faserlasers, der eine mittlere Durchschnittsleistung von nahezu 1 kW bei gleichzeitig exzellenter Strahlqualität und 2µm Wellenlänge erreicht.  Diese neuartige Laserquelle bietet weitere Möglichkeiten zur Leistungsskalierung und bildet damit die Grundlage für die nächste Generation von Hochleistungsfaserlasersystemen.
 

Thorsten Göbel: Fs-written fiber Bragg gratings in multicore fibers for astrophotonic applications

Die Beobachtung von Sternen und Galaxien mit erdgebundenen Teleskopen wird stark durch störende Emissionen von OH-Radikalen in der Erdatmosphäre beeinträchtigt. Ziel der Arbeiten war es, diese feinen Emissionslinien aus dem Spektrum herauszufiltern. Dazu wurden schmalbandige Faser-Bragg-Gitter in spezielle Multikernfasern eingeschrieben. Die Arbeiten erfolgen im Rahmen eines vom BMBF-geförderten Vorhabens, dass gemeinsam mit dem Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam durchgeführt wird.