aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

Q 3.4 Mo 14:45 HS 204
Messung der nichtlinearen optischen Eigenschaften von LT-
GaAs mittels fs-z-Scan — •Volker Raab 1 , Jens Herfort 2 und
Ralf Menzel 1 — 1 Universität Potsdam — 2 Paul-Drude-Institut für
Festkörperelektronik, Berlin
Mit Hilfe der z-Scan-Technik werden bei verschiedenen Temperaturen
am Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik gewachsene Proben von
LT-GaAs (Low-Temperature-Grown Gallium-Arsenid) untersucht. Durch
diese Wachstumsbedingungen bilden sich nicht-stöchiometrische Inseln,
die zusätzliche Niveaus in der Bandlücke generieren. Dadurch findet Relaxation
außerordentlich schnell statt, wodurch sich das Material für ultraschnelle
nichtlineare Prozesse, beispielsweise in Kurzpulslasern eignet.
Die nichtlinearen Koeffizienten für Brechungsindex und Absorption wurden
von uns direkt in Abhängigkeit von den Wachstumsbedingungen gemessen.
Zum Einsatz kommt die Z-Scan-Technik mit Femtosekunden-
Laserpulsen von 140 fs Dauer. Das Licht wird mittels eines optisch
parametrischen Verstärkers auf eine Wellenlänge von etwa 1100 nm,
also unterhalb der Bandlücke von GaAs gewandelt. Da die Proben
mit 5 µm äußerst dünn sind, sind die Signale schwer zu messen. Ein
experimenteller Vergleich von fünf bei unterschiedlichen Temperaturen
gewachsenen Proben wird vorgestellt.
(gefördert durch die DFG)
Q 3.5 Mo 15:00 HS 204
Selektive Anregung von Hohlfasermoden mittels adaptiver
Strahlformung — •Dominik Walter, Thomas Pfeifer, Robert
Spitzenpfeil, Carsten Winterfeldt, Christian Spielmann und
Gustav Gerber — Physikalisches Institut, Universität Würzburg,
Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany
Bei der Wechselwirkung von ultrakurzen Laserpulsen mit Gasen werden
hohe Harmonische im UV- und weichen Röntgenbereich erzeugt. Fokussiert
man die Pulse in eine gasgefüllte Hohlfaser, kann bei geeigneter
Wahl der Parameter Druck, Laserintensität, Faserdurchmesser und Fasermode
die Konversioneffizienz durch Phasenanpassung gesteigert werden
[1]. Mit Hilfe eines 2D-Pulsformers ist es uns nun möglich, durch Optimierung
der Phasenfronten des einfallenden Laserstrahls die Einkopplung in
die Hohlfaser zu kontrollieren. Die Optimierung wird dabei automatisch
vom Computer gesteuert über Rückkopplung durch einen evolutionären
Algorithmus [2]. Wir können somit durch geeignete räumliche Pulsformung
nicht nur den Durchsatz einer mit Edelgas gefüllten Hohlfaser steigern,
sondern auch gezielt einzelne Fasermoden anregen und den Einfluss
auf die erzeugten UV-Spektren untersuchen.
[1] A. Rundquist et al., Science 280, 1412 (1998)
[2] A. Assion et al., Science 282, 919 (1998)
Q 4 Festkörperlaser
Q 3.6 Mo 15:15 HS 204
Multisolitonenzustände in einem Erbiumfaserlaser — •Tom
Voigt und Fedor Mitschke — Fachbereich Physik, Universiät
Rostock, 18051 Rostock
Passiv modengekoppelte Erbiumfaserlaser dienen einerseits zur Erzeugung
von formstabilen Lichtpulsen und haben ein hohes technisches Potential
in der Telekommunikation. Andererseits stören eine Vielzahl interessanter,
letztendlich noch nicht geklärter Betriebszustände eine einfache
technische Anwendung. Es treten Strukturen mit zumindest fünf unterschiedlichen
Zeitskalen auf.
Wir haben das zeitliche Verhalten von zwei passiv modengekoppelten
Erbiumfaserlasern (NPR- und NALM-Konfiguration) experimentell untersucht.
Dazu wurden jeweils der zeitliche Intensitätsverlauf mit einer
sehr schnellen Diode, eine Intensitätsautokorrelation und das optische
Spektrum zeitgleich aufgenommen.
Neben Solitonenformungsmechanismen sind weitere physikalische Ursachen
für das Verhalten ausschlaggebend. Seitenbänder im optischen
Spektrum liefern zusammen mit den Daten der anderen Aufnahmetechniken
einen Zugang zu den im Laser auftretenden Mechanismen. Ein
Ergebnis ist das gleichzeitige Auftreten von unterschiedlichen Solitonen,
die in Bezug auf Multisolitonenzustände und deren Kopplung diskutiert
werden.
Q 3.7 Mo 15:30 HS 204
Neuartiges Phasenanpassung-Schema für die Erzeugung von
Hohen Harmonischen in einer glatten Hohlfaser — •Carsten
Winterfeldt, Thomas Pfeifer, Dominik Walter, Christian
Spielmann und Gustav Gerber — Physikalisches Institut, Universität
Würzburg, Am Hubland, 97074 Würzburg, Germany
Wir schlagen ein neuartiges Schema für die Phasenanpassung bei der
Erzeugung von Hohen Harmonischen in einer Hohlfaser durch zeitliche
Modulation der erzeugenden Femtosekunden-Laserimpulse vor. Im Gegensatz
zu [1] wird dabei keine räumlich modulierte Hohlfaser benötigt,
sondern nur ein Standardaufbau mit einer glatten Hohlfaser [2]. Der einfallende
Laserimpuls wird durch eine geeignete Methode (beispielweise
durch einen Pulsformer) in einen Pulszug von ultrakurzen Femtosekundenpulsen
umgewandelt. Durch den Unterschied von Gruppen- und
Phasengeschwindigkeit der erzeugenden Infrarot-Lichtimpulse wird eine
zeitliche Modulation des Intensität erreicht, die die Phasenfehlanpassung
zwischen fundamentaler IR-Strahlung und hohen Harmonischen im weichen
Röntgen-Bereich minimieren oder eliminieren kann.
[1] A. Paul et al., Nature 421, 51 (2003)
[2] A. Rundquist et al., Science 280, 1412 (1998)
Zeit: Montag 14:00–16:00 Raum: HS 218
Q 4.1 Mo 14:00 HS 218
Frequenzverdreifachung und Leistungsverstärkung für ein
mehrstufiges Titan:Saphir-Laser-System — •Thomas Kessler,
Kim Brück, Christopher Geppert, Simone Sirotzki, Klaus
Wendt und Katja Wies — Institut für Physik, Universität Mainz,
55099 Mainz
Zur Anwendung in der Resonanz-Ionisations-Massenspektrometrie
wurde an der Universität Mainz ein hochrepetierendes (1-10 kHz, ca.
50 ns), kompaktes Titan-Saphir-Laser-System entwickelt. Um einen
möglichst breiten spektralen Bereich abdecken zu können, wurde neben
einer einfachen Frequenzverdopplung auch eine Frequenzverdreifachungseinheit
aufgebaut. Zur weiteren Aufrüstung des Systems und
Leistungssteigerung in allen Harmonischen wird gerade ein optischer
Verstärker entwickelt. Für die Verstärkung wurde mit Hilfe eines
Computer-Algebra-Systems eine Simulation entwickelt, die auf einem
erweiterten Nodvik-Franz-Modell beruht.
In diesem Vortrag wird neben Spezifikationen und Layout des Gesamtsystems
speziell die Verdreifachung und die Verstärkereinheit vorgestellt.
Es werden Ergebnisse der Simulation und das Konzept des optischen
Verstärkers präsentiert.
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Q 4.2 Mo 14:15 HS 218
Flexible Festkörperlaser hoher Strahlqualität und Pulsspitzenleistung
in Anwendungen zum Bohren, Schneiden und Ritzen
mit hohem Aspektverhältnis — •Alexander Binder 1 , Thomas
Riesbeck 2 und Hans Joachim Eichler 2 — 1 LMTB GmbH, Schwarzschildstr.8,
12489 Berlin — 2 TU Berlin, Str. des 17. Juni 135, 10623
Berlin
Thermisch und mechanisch hochfeste Werkstoffe wie z.B. Hartmetalle
und eine Vielzahl technischer Keramiken kommen zunehmend in der
Energiewirtschaft und der Nachrichtentechnik zum Einsatz, lassen sich
mit herkömmlichen Verfahren nur schwer bearbeiten.
Gepulste Lasersysteme hoher Leistungsdichte und Strahlqualität sind
in der Lage, hohe Abtragsraten dieser Materialien zu ermöglichen. Das
Material wird dabei unter sehr geringer Schmelzbildung fast vollständig
verdampft. Durch die lokale Energieeinbringung ist die thermische Belastung
des Bauteils gering. Da der Prozeß berührungsfrei ist, ist die
mechanische Beanspruchung minimal. Zudem arbeitet das Werkzeug Laser
verschleißfrei wodurch eine entsprechende Nachführung während des
Prozesses entfällt.
Der in dieser Arbeit vorgestellte Laser ist ein Nd:YAG-Oszillator-
Verstärkersystem mit einer mittleren Ausgangsleistung von bis zu 124W
bei einer Strahlqualität M 2 = 2, 2. Durch die sehr gute Strahlqualität
und die hohe Flexibilät des Systems sind Bohrungen mit einem Durchmesser/Tiefenverhältnis
von 1:200 ebenso möglich wie Schnittfugen von