forschungsprogramm optische technologien - Baden-Württemberg ...

aus einem dünnen optischen Scheibenelement und einer flächigen
Kühlung in Richtung des optischen Strahlengangs.
Die aktive Steuerung des optischen Bauelements erfolgt durch
eine selektive Erwärmung des scheibenförmigen Elements.
Letzteres ist entweder als Spiegel auf der Frontseite (Ausnutzung
der thermischen Ausdehnung) oder auf der gekühlten
Rückseite (Ausnutzung der thermischen Dispersion) beschichtet.
Für die Wärmequellen werden dabei zwei Konzepte verfolgt. Im
einen Fall handelt es sich um konzentrisch angeordnete Ringe
von Heizwiderständen auf einem Schaltungsträger zwischen
der Kühlung und dem Spiegelelement. Für die Kompensation
der thermischen Aberrationen im Scheibenlaser ist diese kreissymmetrische
Anordnung bereits ausreichend. Um eine größere
geometrische Flexibilität zu erreichen, wird auch eine optische
Beaufschlagung des Spiegelelementes untersucht. Dabei
wird durch eine örtliche Lichtmodulation das Element mit
einem beliebig veränderbaren Muster beleuchtet und so selektiv
erwärmt.
In einer späteren Phase des Projekts sollen diese aktiv steuerbaren
Elemente neben der Kompensation thermischer Störungen
gezielt auch zur adaptiven Formung von Strahlen mit speziellen
Intensitätsverteilungen (wie Ring-Moden, Super-Gauß-
Moden, etc.) genutzt werden. Dabei wird das optisch adressierte
Element besonders für die Erzeugung von nicht zylindersymmetrischen
Strahlen geeignet sein.
Das Vorhaben ist eine Kooperation zwischen dem Institut für
Strahlwerkzeuge (IFSW), dem Institut für Mikroaufbautechnik
(IMAT) und dem Institut für Technische Optik (ITO). Dabei werden
die theoretischen und experimentellen Arbeiten zur optischen
Strahlformung in Scheibenlaser-Resonatoren am IFSW
durchgeführt und bilden eine natürliche Fortsetzung der hier
seit zwei Jahrzehnten angesiedelten Laserentwicklung. Dem
Design, der Finite-Elemente-Simulation und dem Aufbau der
elektrisch heizbaren Spiegel widmet sich das IMAT und bringt
damit seine essenziellen Kompetenzen in der Mikroaufbautechnik
in das Vorhaben ein. Die Expertise auf dem Gebiet der
optischen Materialien und der optischen Elemente werden
durch das ITO vorwiegend im Bereich der optisch adressierbaren
Spiegel eingebracht.
In der gegenwärtigen Anfangsphase werden am IFSW die für
die angestrebten Strahlformungen erforderlichen Phasenkorrekturen
bestimmt, um die Spezifikationen für die aktiven
Spiegel festzulegen. Aufgrund dieser Angaben analysiert das
IMAT verschiedene Aufbaustrukturen der elektrisch heizbaren
Spiegel und vor allem die dafür erforderlichen Verbindungstechniken.
Am ITO liegt der Schwerpunkt derzeit bei der
Evaluation der thermisch-optischen Materialeigenschaften der
in Frage kommenden Medien für die optisch adressierbaren
Spiegelelemente.
Abb. 2: Berechnete typische
Temperaturverteilung im elektrisch
adressierten Bauelement (Rotationsachse
am linken Rand der Grafik)
bei Heizung mit einer einzigen
Leiterbahn.
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