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aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

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Q 9 Festkörper- und Halbleiterlaser<br />

Zeit: Montag 16:30–18:30 Raum: HS 218<br />

Q 9.1 Mo 16:30 HS 218<br />

Photo-Physical and Lasing Characterisation of Neat Films of<br />

a Thianthren-Phenyl-Vinylene-Paraphenylene Dye — •Alfons<br />

Penzkofer 1 , Wolfgang Holzer 1 , Hans-Heinrich Hörhold 2 , and<br />

ernst-Eberhard Kley 3 — 1 Institut II -Experimentelle und Angewandte<br />

Physik, Universität Regensburg, Universitätsstrasse 31, 93053<br />

Regensburg — 2 Institut für Organische Chemie und Makromolekulare<br />

Chemie der Universität Jena, Humboldtstrasse 10, 07743 Jena —<br />

3 Institut für Angewandte Physik, Friedrich-Schiller Universität Jena,<br />

Max-Wien Platz 1, 07743 Jena<br />

Wave-guided travelling-wave laser action and distributed-feedback<br />

laser action in neat thin films of a thianthrene-phenyl-vinyleneparaphenylene<br />

(TPVPP) dye on glass substrates and corrugated gratings<br />

have been achieved by optical excitation with picosecond laser pulses<br />

(wavelength 347.15 nm, duration 30 ps). The dye is a model compound of<br />

paraphenylenevinylene polymers. The travelling-wave laser emits at 544<br />

nm. The threshold pump pulse energy is about 60 nJ. The distributedfeedback<br />

laser is wavelength tunable in the range from 520 nm to 580 nm<br />

by variation of the groove spacing and the film thickness. The refractive<br />

index and absorption cross-section spectra of the films are determined by<br />

reflectance and transmission measurements. The fluorescence behaviour<br />

of TPVPP neat films and TPVPP solutions was analysed. A fluorescence<br />

quantum yield of about 0.6 is found for both TPVPP neat films<br />

and TPVPP in 1,4-dioxane.<br />

Q 9.2 Mo 16:45 HS 218<br />

Emissionsdynamik von Festkörperlasern: Modellierung<br />

räumlich inhomogener Verstärkung — •Oliver Back, Christoph<br />

Czeranowsky, Klaus Sengstock und Valeri Baev —<br />

Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149,<br />

22761 Hamburg<br />

Das Verständnis der komplexen nichtlinearen Verstärkungsmechanismen<br />

ist für das Design moderner Festkörperlaser unerläßlich. So führt die<br />

Sättigung der Inversion durch die stehenden Lichtwellen eines<br />

Vielmodenlasers zu räumlicher Inhomogenität der Verstärkung in<br />

longitudinaler und in azimutaler Richtung und damit zur Entstehung<br />

von Relaxationsoszillationen [1]. Diese beeinflussen entscheidend die<br />

Stabilität und das Rauschen der Laser. Wir haben ein Ratengleichungsmodell<br />

entwickelt, das die Modendynamik eines Festkörperlasers mit<br />

einer beliebigen Zahl der angeregten Moden und Polarisationen und mit<br />

einer beliebigen Länge des Verstärkers im Resonator simulieren kann.<br />

Die numerischen Lösungen beschreiben sehr gut die Modendynamik<br />

eines Vielmodenlasers und zeigen u.a., dass die Frequenz der Hauptrelaxationsoszillationen<br />

von dem bekannten Wert für Einmodenlaser [1]<br />

stark abweichen kann. Regelung der Pumpleistung erlaubt eine deutliche<br />

Reduzierung des Emissionsrauschens des Lasers.<br />

[1] B. Peters, J. Hünkemeier, V. Baev, Y. Khanin, Phys. Rev. A 64,<br />

023816 (2001)<br />

Q 9.3 Mo 17:00 HS 218<br />

All solid-state intra-cavity Raman-Laser bei 1.53 µm —<br />

•Karsten Scholle, Eugen Osiac, Ernst Heumann und Günter<br />

Huber — Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg, Luruper<br />

Chaussee 149, 22761 Hamburg, Germany<br />

Nichtlineare Frequenzkonversion mittels stimulierter Raman-Streuung<br />

(SRS) ist eine gute und effiziente Möglichkeit mit vorhandenen Lasern<br />

neue Wellenlängenbereiche zu erschließen.<br />

Wir zeigen einen im Rahmen des EU-Projektes I-WAKE realisierten<br />

intra-cavity Raman-Laser bei 1.55µm. Dazu wird ein BaWO4-Kristall<br />

in einen akusto-optisch gütegeschalteten Nd:YAG Laser eingefügt. Der<br />

verwendete Nd:YAG Laser wird mit einer fasergekoppelten Laserdiode<br />

bei 808nm angeregt und emittiert bei 1.36µm. Der Laser erreicht bei<br />

einer Wiederholrate von 500Hz und einer Auskopplung von 11.5% eine<br />

Pulsenergie von 1mJ bei einer Pulsbreite von 180ns. Mit dem BaWO4-<br />

Kristall in einem Resonator ohne Auskopplung bei 1.36µm wird SRS bei<br />

1.55µm beobachtet, wobei die Raman-Pulse eine Breite von 60ns aufweisen.<br />

Im Vortrag wird insbesondere über die Optimierung der Parameter<br />

des Raman-Lasers bei Anregungsbreiten von mehreren 100ns (notwendig<br />

für die Messtechnik des LIDAR-Projektes) berichtet.<br />

84<br />

Q 9.4 Mo 17:15 HS 218<br />

Leistungsskalierung von Faserverstärkern durch kohärentes<br />

Koppeln — •Sven Höfer, Holger Zellmer und Andreas<br />

Tünnermann — Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für<br />

Angewandte Physik, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena<br />

Schmalbandige Lichtquellen finden breite Anwendung in der Kommunikationstechnik,<br />

Spektroskopie und als Pumpquellen für die Frequenzkonversion.<br />

Höhere Ausgangsleistungen im Bereich über 100W bei beugungsbegrenzter<br />

Strahlqualität lassen sich mittels faserbasierten MOPA–<br />

Systemen sehr einfach, kostengünstig und kompakt realisieren. Bei Verwendung<br />

von aktiv dotierten Single–Mode–Fasern ist man allerdings<br />

durch das Auftreten von nichtlinearen Effekten, hauptsächlich stimulierter<br />

Brillouinstreuung (SBS), in der Ausgangsleistung begrenzt. Die Verwendung<br />

von Large–Mode–Area (LMA) Fasern erlaubt neben anderen<br />

Techniken eine Leistungsskalierung durch Erhöhung der Brillouinschwelle.<br />

Der parallele Einsatz mehrerer Verstärker macht es weiterhin möglich,<br />

mittels der Methode des kohärenten Koppelns, das Auftreten von SBS<br />

weiter zu größeren Leistungen hin zu verschieben.<br />

Der verwendete Mach–Zehnder–Aufbau dient zur Kopplung je zweier<br />

Verstärker, die sich in den Armen des Interferometers befinden. Ein monolithischer<br />

Ringlaser wird als Signalquelle mit Emission bei 1064 nm<br />

verwendet. Die Phasendifferenz zwischen zwei Verstärkern wird durch<br />

eine Regelelektronik in Seitenbandtechnik mittels elektrooptischer Phasenmodulatoren<br />

korrigiert. Details zum Aufbau, zur erfolgten Leistungsskalierung<br />

und zur Verstärkung und Regelung werden vorgestellt.<br />

Q 9.5 Mo 17:30 HS 218<br />

Inkohärente Kopplung von Halbleiterlaserbarren — • Andreas<br />

Jechow, Volker Raab und Ralf Menzel — Universität Potsdam,<br />

Institut für Physik/Lehrstuhl Photonik, Am Neuen Palais 10 14469 Potsdam<br />

Halbleiterlaserbarren besitzen hohe Ausgangsleistungen bei sehr gutem<br />

Wirkungsgrad und kleinen Abmessungen. Jedoch sind sie aufgrund<br />

ihrer schlechten Strahlqualität für bestimmte Anwendungen (z.B. Mikro-<br />

Materialbearbeitung, Drucktechnik) ungeeignet.<br />

Hier wird ein externer Resonator für einen 25 Emitter-Breitstreifen-<br />

Laserbarren (die Frontfacette ist AR-beschichtet) vorgestellt. Mit Hilfe<br />

von Beugungsgittern werden die Emitter einzeln frequenzstabilisiert,<br />

inkohärent gekoppelt und danach zu einem Strahl zusammenführt. Das<br />

Verfahren kann am ehesten als “Wavelength-Multiplexing” im Resonator<br />

beschrieben werden.<br />

Der Resonator setzt sich im Wesentlichen aus einem FAC zur Kollimation<br />

der “fast-axis”, 2 Zylinderlinsen und 2 Reflexionsgittern, die im<br />

Littrow-Aufbau angeordnet sind, zusammen.<br />

Es werden cw-Ausgangsleistungen von 10W bei M2 slow < 12 und<br />

M 2 fast<br />

< 3 bei einer Bandbreite von 15nm erreicht. Das entspricht ei-<br />

ner 40-fachen Verbesserung der “Brightness” gegenüber dem Laserbarren<br />

ohne externen Resonator (40W bei M 2 ≈ 2000).<br />

Q 9.6 Mo 17:45 HS 218<br />

Time-varying elliptically polarized states in vertical-cavity<br />

surface-emitting lasers — Markus Sondermann 1 , •Thorsten<br />

Ackemann 1 , Salvador Balle 2 , and Josep Mulet 2 — 1 Institut<br />

für Angewandte Physik, Westfälische Wilhelms-Universität Münster,<br />

Corrensstr. 2-4, 48149 Münster, Germany — 2 Instituto Mediterráneo<br />

de Estudios Avanzados (IMEDEA), Universitat de les Illes Balears,<br />

E-07071 Palma de Mallorca, Spain<br />

The polarization dynamics of vertical-cavity surface-emitting lasers<br />

(VCSELs) has been debated intensively over the past years. In this contribution,<br />

we focus on elliptically polarized time-varying, i.e. dynamical<br />

states (DS). These states occur in the vicinity of a polarization switching<br />

(PS) event from the fundamental polarization mode with the longer<br />

wavelength to the mode with shorter wavelength and orthogonal linear<br />

polarization [1,2].<br />

The properties of these states are studied experimentally and theoretically<br />

in dependency on parameters (current and ambient temperature)<br />

and strain conditions. A direct manifestation of the DS in the time domain<br />

is found by oscillations of the polarization components at a frequency<br />

of a few gigahertz. For the theoretical interpretation an extended<br />

version of the so-called spin-flip model is used, which takes into account<br />

explicitly the spin degrees of freedom of the light field and of carriers in

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