aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

Q 8 Nichtlineare optische Effekte und Lichtquellen II
Zeit: Montag 16:30–18:00 Raum: HS 204
Q 8.1 Mo 16:30 HS 204
Kontinuierliches Vier-Wellen-Mischen mit elekromagnetisch induzierter
Transparenz im Bereich von Lyman-Alpha — •Birgit
Henrich, Peter Fendel, Jochen Walz und Theodor W. Hänsch
— Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1,
85748 Garching
Die Konversionseffizienz von Vier-Wellen-Mischprozessen (FWM) kann
durch elektromagnetisch induzierte Transparenz (EIT) wesentlich verbessert
werden. Von Experimenten mit gepulsten Lasern ist die Erhöhung
der nichtlinearen Suszeptibilität bei verringerter Absorption auf einer
Ein-Photonenresonanz bekannt. Mit kontinuierlichen Lasern konnten bisher
sowohl EIT als auch FWM gezeigt werden. Beide Prozesse wollen
wir kombinieren, um für zukünftige Experimete mit Antiwasserstoff die
Ausgangsleistung unserer Lyman-Alpha-Quelle bei 121,56nm weiter zu
erhöhen.
Wir erzeugen Lyman-Alpha-Strahlung durch Summenfrequenzmischung
im Leiterschema, wobei EIT die Nutzung von Ein-Photonen-
Resonanzen des nichtlinearen Mediums ermöglicht. Dabei übernimmt einer
der Fundamentalstrahlen die Rolle des stark koppelnden Lasers und
bewirkt eine AC-Stark-Aufspaltung der beteiligen Zustände. Die Theorie
und erste experimentelle Ergebnisse werden vorgestellt.
Q 8.2 Mo 16:45 HS 204
Raman-Festkörperlaser im nahinfraroten und augensicheren
Spektralbereich — •Hanjo Rhee 1 , Gad Gad 1 , Thomas Riesbeck
1 , Alexander Kaminskii 2 und Hans-Joachim Eichler 1 —
1 TU Berlin, Optisches Institut, Straße des 17. Juni 135, 10623 Berlin
— 2 Institute of Crystallography, Russian Academy of Science, 117333
Moscow, Russia
Die stimulierte Raman-Streuung (SRS) führt zu Frequenzverschiebungen
bis 3000 cm −1 und erweitert damit die Anzahl der Emissionswellenlängen
aktueller Festkörperlaser. Raman-Konverter können sowohl
durch Einzelpass-SRS, als auch durch Raman-Laser mit externem
oder internem optischen Pumpsystem realisiert werden. Mit Pumpwellenlängen
von 1,06 und 0,532 µm konnte effiziente Raman-Streuung in
über 50 verschiedenen Kristallen nachgewiesen werden, bei denen insgesamt
über 900 Raman-Linien beobachtet wurden. Die erzeugten Raman-
Linien decken den infraroten, sichtbaren und nahen UV Spektralbereich
ab.
Zudem sind Festkörper Raman-Laser mit Wellenlängen kürzer als die
des Pumpstrahls verfügbar. Es wurde ein anti-Stokes-Raman-Laser erster
Ordnung mit Bariumnitrat entwickelt. Die Emissionswellenlänge liegt
bei 957 nm, entsprechend der Energie des ramanaktiven Phonons von
ωR = 1047 cm −1 bei einer Pumpwellenlänge von 1064 nm. Es wurde eine
maximale Umwandlungseffizienz von 4,7 % erzielt.
Q 8.3 Mo 17:00 HS 204
Lichtverstärker (Raman-Konverter) basierend auf der stimulierten
Raman-Streuung (SRS) bei 935 nm für das WALES-
Projekt — •Guido Mann, Thomas Riesbeck, Gad Gad, Hanjo
Rhee und Hans-Joachim Eichler — TU Berlin, Optisches Institut,
Straße des 17. Juni 135, 10623 Berlin
Im Rahmen des WALES-Projektes (Water Vapour Lidar Experiment
in Space) werden verschiedene Lasersysteme zur Erzeugung von
gepulster Laserstrahlung im Wellenlängenbereich von 935 nm untersucht.
Am Optischen Institut der TU Berlin finden hierzu Untersuchungen
statt, um mit Hilfe der stimulierten Raman-Streuung (SRS)
einen Raman-Verstärker auf zu bauen, der die für die Absorptionsmessung
notwendige Laserstrahlung erzeugt, indem die Emission eines
Seed-Lasers verstärkt wird. Hierfür bieten sich insbesondere Nd-dotierte
Wirtsmaterialien als aktive Medien für den Pumplaser an, dessen Strahlung
durch die Wahl eines geeigneten Raman-Mediums spektral verschoben
wird. Der Vortrag stellt die Anforderungen an das Lasersystem
im WALES-Projekt vor, präsentiert die physikalischen Grundlagen der
Raman-Verstärkung und diskutiert anhand der Differenzialgleichungen
die möglichen Verstärkungsfaktoren von bis zu 10 6 . Darüber hinaus werden
die geplanten Experimente und erste Ergebnisse diskutiert.
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Q 8.4 Mo 17:15 HS 204
Erzeugung von Nanosekundenpulsen im UV-A Regime mit einem
bei 266 nm gepumpten optisch parametrischen Oszillator
— •Ann-Kathrin Kniggendorf 1 , Merve Meinhardt 1 , Ronald
Krebs 1 , Holger Lubatschowski 2 und Angelika Anders 1
— 1 Institut für Biophysik, Universit/ät Hannover, Herrenhäuser Str. 2,
30419 Hannover — 2 Laser Zentrum Hannover e.V., Hollerithallee 8, 30419
Hannover
Im UV-Bereich durchstimmbare Laserquellen sind für Untersuchungen
zu den photobiologischen Wirkungen terrestrischer UV-Strahlung (290
- 400 nm) von besonderem Interesse. Die von uns theoretisch beschriebene
und gebaute parametrische Quelle (OPO) ist im Gegensatz zu den
häufig anzutreffenden Farbstofflasersystemen ein reiner Festkörperaufbau
und von 315 - 400 nm kontinuierlich durchstimmbar. Sie basiert auf BBO
Typ I in einer 3-Spiegel-Ringcavity, singly resonant ausgelegt für das Signal,
die mit einem frequenzvervierfachten Nd:YAG Laser bei 266 nm gepumpt
und über die Winkelabhängigkeit der inversen Summenfrequenzgenerierung
(iSFG) durchgestimmt wird. Der OPO liefert UV-A Nanosekundenpulse,
die für optoaktustische Messungen an Humanhaut in vivo
eingesetzt werden.
Q 8.5 Mo 17:30 HS 204
Kontrolle von Superkontinuum — •Wendel Wohlleben 1 , Diana
Türke 2 , Harald Giessen 2 und Marcus Motzkus 1,3 — 1 MPI
für Quantenoptik, Garching — 2 Angewandte Physik, Universität Bonn
— 3 Physikalische Chemie, Philipps-Universität Marburg
Superkontinuum aus mikrostrukturierten Fasern ist eine Quelle extrem
breitbandiger, kohärenter Strahlung [1]. Der Mechanismus seiner Entstehung
wird hier mit Methoden der kohärenten Kontrolle untersucht, indem
geformte Femtosekunden-Impulse in getaperte Fasern eingekoppelt werden.
Der Vergleich ungeformter und gezielt geformter Anregung bestätigt
das theoretische Modell eines sequentiellen Mechanismus über optische
Solitonen [2]. So kann durch Vor- und Überkompensation der Dispersion
einerseits die Spaltung der Solitonen mitverfolgt werden. Andererseits
kann durch optimal geformte Impulse die Kopplung solitonischer und
sichtbarer, nicht-solitonischer Strahlung direkt nachgewiesen werden.
[1] P.S.J. Russel, Science, 299 (2003) 358.
[2] A.V. Husakou, J. Herrmann, Phys. Rev. Lett., 87 (2001) 203901.
Q 8.6 Mo 17:45 HS 204
Rauschmechanismen während der Superkontinuumserzeugung
mit fs und ps Pulsen — •Thomas Schreiber, Fabian Röser,
Holger Zellmer und Andreas Tünnermann — Friedrich-Schiller-
Universität Jena, Institut für angewandte Physik, Max-Wien-Platz 1,
07743 Jena
In hochnichtlinearen photonischen Kristallfasern besteht durch die Mikrostrukturierung
des Kerns mit luftgefüllten Löchern die Möglichkeit,
durch Wellenleiterdispersion die Gesamtdispersion zu verschieben. Für
Quarzglas kann damit der Dispersionsnullpunkt in den sichbaren Bereich
geschoben werden. Zusätzlich dazu weisen diese Fasern eine hohe Nichtlinearität
aufgrund des kleinen Kerns auf. Durch die Kombination dieser
beiden Effekte ist es möglich extrem breite Spektren durch Anregung mit
kurzen Pulsen zu erzeugen. Die resultierenden Spektren können mehrere
Oktaven breit sein. Experimente und Simulationen haben gezeigt, dass
diese Spektren weder stabil noch kohärent sind. Eine Ursache hierfür ist
das mit den Anregungspulsen eingebrachte Intensitäts- und Phasenrauschen,
das durch die Verbreiterungsmechanismen verstärkt wird. Weiterhin
führen diese Mechanismen selbst zu einem intrinsischen Rauschen
durch Photonenfluktuationen. Mittels Simulationen werden diese Mechanismen
bei verschiedenen Anregungsparametern quantifiziert. Messungen
des Intensitätsrauschens zeigen eine Abhänigkeit von Pulsenergie und
Pulsdauer für eine bestimmte erreichte spektrale Breite. So scheint es
für ps-Pulse ein reduziertes Rauschen bei gleicher spektraler Breite im
infraroten Spektralbereich zu geben, der für Anwendungen wie Optische
Kohärenztomographie interessant ist.