Ultrakurze Lichtimpulse - Fakultät 06 - Hochschule München

Gitterkompressor
Eine weitere Möglichkeit, die Pulsdauer zu beeinflussen, besteht über die Verwendung von
Beugungsgittern. Anders als bei Prismen gibt es hier nur einen Dispersionseffekt. Verbunden mit
einer Winkeldispersion ist diese immer negativ. Mit der Methode der Strahlaufweitung mittels
Teleskop zwischen den Komponenten des Kompressors kann jedoch auch positive Dispersion
induziert werden. Trifft ein ultrakurzer Puls auf ein optisches Gitter, werden seine spektralen
Komponenten unterschiedlich stark gebeugt. Aufgrund dieser Winkeldispersion divergieren sie
also unter verschiedenen Winkeln relativ zum einfallenden Strahl auseinander. Dabei erfahren
die roten Spektralkomponenten eine stärkere Beugung als die blauen. Diese Strahlen treffen auf
das zweite Gitter, werden dort wieder gebeugt und propagieren von dort aus parallel zum
ursprünglichen Strahl weiter. Die verschiedenen Wellenlängen sind also wieder kollinear, jedoch
räumlich separiert, vergleichbar mit dem Zustand nach Prisma II beim Prismenkompressor. Der
optische Wegunterschied ist ein Resultat der unterschiedlich langen Wege zum zweiten Gitter
und anschließender Kollimation aufgrund des wellenlängenabhängigen Beugungswinkels.
Abbildung A15 verdeutlicht dies.
Abbildung A15: Gitterkompressor, entweder mit vier Gitter, welche keinen resultierenen Strahlversatz
verursachen, oder mit einem Faltungsspiegel M, wodurch der Strahl in sich zurückfällt. Wegen dem
wellenlängenabhängigen Beugungswinkel durchlaufen die roten Spektralanteile in solch einer Anordnung
immer einen längeren optischen Weg, der Puls erfährt insgesamt nach der Bündelung eine negative
Dispersion. Der Betrag hiervon kann per Translationsversatz von Gitter II und III eingestellt werden.
Äquivalent zum Prismenkompressor kann der Gitterkompressor aus vier identischen Gittern
aufgebaut werden, welche alle in der Groovesausrichtung parallel sein müssen. Zudem ist es
notwendig, dass die jeweiligen Gitterpartner in allen Achsen parallel zueinander stehen. Vier
Gitter werden verwendet, wenn der Strahl keine Ablenkung zu seiner ursprünglichen
Einfallsrichtung erfahren soll. Die Bündelung des Strahls wird durch einen Faltungsspiegel mit
nur einem Gitterpaar erreicht, welches daraufhin zweimal durchlaufen wird. Diese Anordnung
spiegelt den Strahl in seine einfallende Richtung zurück. Für die Strahlseparation ist also ein
Höhenversatz notwendig. Wird eines der Gitter auf eine Translationsstage mit einem
Verschiebeweg parallel zur Gitternormalen montiert, kann auf den Wert der GVD durch
Abstandsbeeinflussung der Gitter zueinander beeinflusst werden. Gitterkompressoren haben
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