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aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

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Es wird ein neuartiges Konzept zur Verstärkung von ns-Pulsen in einem<br />

multimode Faserverstärker präsentiert. Dabei wird der Effekt der Phasenkonjugation<br />

durch die stimulierte Brillouin Streuung (SBS) verwendet<br />

um die Strahlqualität des zu verstärkenden Pulses beizubehalten. Somit<br />

wird der Nachteil von multimode Fasern die schlechte Strahlqualität kompensiert<br />

und es bleibt der Vorteil der höheren Zerstörschwelle und damit<br />

der größeren extrahierbaren Energie. Neben einer umfassenden theoretischen<br />

Modellierung des Verstärkungsprozesses unter Berücksichtigung<br />

der SBS werden erste experimentelle Ergebnisse präsentiert. Die in den<br />

Experimenten verwendeten Faserverstärker waren mit Ytterbium dotiert<br />

und hatten einen aktiven Kerndurchmesser von 50 µ m. Mit einer Pumpleistung<br />

von ca. 20 W bei 940 nm konnte für Pulsdauern von 30 ns ein<br />

Verstärkungsfaktor von 8 realisiert werden.<br />

Q 31.8 Do 14:00 Schellingstr. 3<br />

Dauerstrich optisch parametrische Oszillatoren als Lichtquellen<br />

für die Infrarotspektroskopie — •Frank Müller 1 , Alexander<br />

Popp 1 , Stephan Schiller 2 und Frank Kühnemann 1 — 1 Institut<br />

für Angewandte Physik, Universität Bonn, Wegelerstr.8, 53115 Bonn —<br />

2 Institut für Experimentalphysik, Universität Düsseldorf, Universitätsstr.<br />

1, 40225 Düsseldorf<br />

Für die Infrarotspektroskopie werden Strahlungsquellen benötigt,<br />

die hinsichtlich Ausgangsleistung, Abstimmbarkeit und Frequenzstabilität<br />

den Anforderungen unterschiedlicher spektroskopischer Verfahren<br />

genügen müssen. Wir präsentieren verschiedene Konzepte von Dauerstrich<br />

optisch parametrischen Oszillatoren auf der Basis von periodisch<br />

gepoltem LiNbO3. Gepumpt bei 1064 nm wird ein Emissionsbereich von<br />

1450-1910 und 2400-4000 nm erreicht. Das Poster stellt die Eigenschaften<br />

der OPO-Varianten vor, diskutiert ihre jeweiligen Vor- und Nachteile<br />

im Bezug zu anderen Laserquellen und demonstriert die Eignung für die<br />

Infrarotspektroskopie.<br />

Q 31.9 Do 14:00 Schellingstr. 3<br />

Master Equation of the Nondegenerate Parametric Oscillator<br />

— •Alem Mebrahtu 1 and Fesseha Kasahun 2 — 1 Institut für Theoretische<br />

Physik, Universität Hannover, Appelstr. 2, 30167 Hannover —<br />

2 Department of Physics, Addis Ababa University, P.O.Box 33761, Addis<br />

Ababa, Ethiopia<br />

Employing the pertinent quantum Hamiltonian describing the interaction<br />

of a two-mode light (signal-idler modes) generated by a nondegenerate<br />

parametric oscillator (NDPO) with two uncorrelated squeezed<br />

vacuum reservoirs (USVR), we derive the master equation. The corresponding<br />

Fokker-Planck equation for the Q-function is then solved employing<br />

the method of evaluating the propagator formalism developed<br />

in Ref. [1]. Making use of this Q-function, we calculate the quadrature<br />

fluctuations. Applying these results we verify that the signal-idler modes<br />

are in a squeezed state and the squeezing occurs in the first quadrature.<br />

When the NDPO operates below threshold we show that, for a<br />

large squeeze parameter, a squeezing amounting to a noise suppression<br />

approaching 100% below the vacuum level can be achieved.<br />

[1] K. Fesseha, J. Math. Phys. 33, 2179 (1992).<br />

Q 31.10 Do 14:00 Schellingstr. 3<br />

Combining near field microscopy and coherent infrared spectroscopy<br />

— •Markus Brehm and Fritz Keilmann — Max-Planck-<br />

Institut für Biochemie, 82152 Martinsried<br />

Imaging the optical properties of samples with a resolution much better<br />

than the wavelength is now possible using a scanning nearfield infrared<br />

microscope (SNIM)[1]. By using the locally confined near field at an AFM<br />

tip one can overcome the Abbe-limit and obtain a spatial resolution of<br />

some 10nm even at wavelengths of 10µm.<br />

Coherent infrared sources are needed to provide sufficient illumination<br />

intensity at the tip. Up to now we use gas lasers (CO2 and CO) for this<br />

purpose.<br />

One of the major advantages of using infrared light is the chance to exploit<br />

fingerprint vibrational absorption. To go beyond the limited spectral<br />

range of gas lasers, we plan to use a broadband, coherent source based<br />

on difference frequency generation from Ti:Sapphire femtosecond lasers<br />

[2]. This would allow material identification on the nanometer scale.<br />

References:<br />

1. T. Taubner, R. Hillenbrand, and F. Keilmann, ”Performance of<br />

visible and mid-infrared scattering-type near-field optical microscopes”,<br />

Journal of Microscopy 210, 311-314 (2003).<br />

2. F. Keilmann, C. Gohle, and R. Holzwarth, ”Time-domain midinfrared<br />

frequency-comb spectrometer”, submitted<br />

112<br />

Q 31.11 Do 14:00 Schellingstr. 3<br />

Adaptive Pulsformung von Femtosekundenlasern zur Erzeugung<br />

von Spektren im mittleren Infrarot — •Frank Dimler,<br />

Gerhard Krampert, Thomas Pfeifer, Dominik Walter,<br />

Carsten Winterfeldt, Christian Spielmann und Gustav Gerber<br />

— Physikalisches Institut, Universität Würzburg, Am Hubland,<br />

97074 Würzburg, Germany<br />

Die Formung von Femtosekundenlaserpulsen hat schon auf einigen Gebieten,<br />

unter anderem bei der Kontrolle chemischer Reaktionen [1], ausgezeichnete<br />

Ergebnisse geliefert. Die Erzeugung von Spektren im mittleren<br />

Infrarot (MIR) mit solchen Pulsen in nichtlinearen optischen Medien<br />

durch den Prozess der Differenzfrequenz-Erzeugung (DFG) wurde ebenfalls<br />

erfolgreich demonstriert [2]. Es bietet sich an, beide Verfahren zu<br />

kombinieren, um den experimentellen Erfordernissen angepasste MIR-<br />

Pulse zu erzeugen.<br />

Als nichtlineares optisches Medium verwenden wir GaSe, das aufgrund<br />

seiner hohen Transmission im mittleren Infraroten (0.65-18 µm) und hohen<br />

nichtlinearen Suszeptibilität sehr gut für die DFG geeignet ist. Wir<br />

präsentieren erste Ergebnisse unserer Simulationen, in denen wir durch<br />

adaptive Formung der erzeugenden Ti:Saphir Femtosekundenlaserpulse<br />

die MIR-Spektren formen. Es scheint möglich, durch Kontrolle der spektralen<br />

Phase sowohl Bereiche des MIR-Spektrums zu unterdrücken als<br />

auch gezielt zu maximieren.<br />

[1] A. Assion et al., Science 282, 919 (1998)<br />

[2] R. A. Kaindl et al., Opt. Lett. 23, 861 (1998)<br />

Q 31.12 Do 14:00 Schellingstr. 3<br />

The combined effect of femtosecond laser pulse shaping and<br />

self-phase modulation — •Fedor Mayorov, Andreas Assion,<br />

Matthias Wollenhaupt, Andreas Präkelt, Marc Winter,<br />

and Thomas Baumert — University of Kassel, Institute of Physics<br />

and Center for Interdisciplinary Nanostructure Science and Technology<br />

(CINSaT), Heinrhich-Plett Str. 40, D-34132 Kassel, Germany<br />

Self-phase modulation is used in different nonlinear optical experiments,<br />

such as nonlinear femtosecond laser pulse compression techniques<br />

and transient absorption spectroscopy. We used a spatial light modulator<br />

to create a spectral hole in the spectrum of femtosecond laser pulse.<br />

Spectral redistribution effects, due to self-phase modulation were studied<br />

close and below the threshold energies. Z-scans were performed in order<br />

to demonstrate the surface sensitivity of this technique. This may have<br />

applications in the field of material processing and microscopy.<br />

Q 31.13 Do 14:00 Schellingstr. 3<br />

Ultraschnelles transientes Brechungsindexgitter: Direkte<br />

THG-Erzeugung auf der Femtosekunden-Zeitskala — •Reiner<br />

P. Schmid 1,2 , Martin Fahr 1 und Jürgen Reif 1,2 — 1 Institut<br />

für Physik und Chemie — 2 JointLab IHP/BTU, BTU Cottbus,<br />

Universitätsplatz 3-4, 03044 Cottbus, Germany<br />

Basierend auf dem nichtlinearen optischen Kerr-Effekt wird die Entstehung<br />

eines ultraschnellen transienten Brechungsindexgitters in BaF2<br />

demonstriert, welches in der Lage ist mehrere Wellenlängen gleichzeitig<br />

auf der Femtosekunden Zeitskala mit einer Gesamteffizienz von >23% zu<br />

beugen. Dieser optische Schalter zeichnet sich insgesamt durch instantanen<br />

Charakter gekoppelt mit einem sehr großen Schaltkontrast und einer<br />

hohen Beugungseffizienz aus.<br />

Durch den instantanen Charakter des transienten Gitters besteht weiterhin<br />

die Möglichkeit aus einem zeitlich längeren Puls einen kurzen<br />

Femtosekunden-Puls herauszuschneiden.<br />

Das transiente Gitter erlaubt außerdem die Beobachtung der effizienten<br />

Erzeugung der dritten Harmonischen (THG = Third Harmonic Generation).<br />

Präsentiert werden neue Ergebnisse, die die Abhängigkeit der<br />

THG-Effizienz von verschiedenen Parametern (Pulslänge, Wellenlänge,<br />

Polarisationsrichtungen, etc.) beleuchten.<br />

Q 31.14 Do 14:00 Schellingstr. 3<br />

Schwellenverhalten des kollektiven atomaren Rückstoßlasers —<br />

•Christoph von Cube, Sebastian Slama, Dietmar Kruse, Benjamin<br />

Deh, Claus Zimmermann und Philippe W. Courteille —<br />

Physikalisches Institut der Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle<br />

14, D-72076 Tübingen<br />

Der kollektive atomare Rückstoßlaser (CARL) beruht auf kooperativer<br />

Bragg-Streuung von Laserlicht an einem atomaren Dichtegitter, welches<br />

das Laserlicht in dem atomaren Gas selbst induziert [1]. Der Mechanismus<br />

ähnelt demjenigen, der dem Freie-Elektronen Laser (FEL) zugrun-

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