Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Wissenschaftler am Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT) werden im Rahmen eines vom Bundesministeriums für Bildung und Forschung geförderten Projekts ein neues Abstimm­konzept für Faserlaser realisieren. Damit wollen sie die bisherigen technologischen Limitierungen dieser Laser in Bezug auf die flexible Einstellung der Wellenlänge des Lichts beheben. Dies ist besonders für spektroskopische Anwendungen in der Medizin­technik oder für die Material­bearbeitung interessant.

Grundlage von Faserlasern sind speziell aktiv dotierte Glasfasern. Sie arbeiten mit einer hohen Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in Laser­auf­bauten ermöglichen sie kompakte, robuste und wartungsfreie Systeme. Allerdings gibt es bislang kein in die Faser integrierbares Konzept, um die Wellenlänge des Lichts in solchen Systemen flexibel einzustellen.

Diese Lücke wollen die Wissenschaftler nun schließen. Basis für das neue Abstimmkonzept sind spektrale Filter, sogenannte Faser-Bragg-Gitter, im Faserkern. Durch ein am IPHT entwickeltes Verfahren werden diese Gitter schnell und kosten­günstig in fast unbegrenzter Anzahl während des Faserziehens in den Kern eingeschrieben, als Faser-Bragg-Gitter Array. Jedes Gitter hat dabei eine andere Brechzahl-Struktur. Trifft Licht auf ein einzelnes Gitter, reflektiert es Licht einer spezifischen Wellen­länge. Eingebunden in einem Faserlaser wird mit einem solchen Array die Wellenlänge des Lichts flexibel und je nach Anwendung eingestellt.

Die am IPHT bereits getestete Abstimmung der Wellenlängen in einem Faserlaser soll durch einen neuen Laseraufbau weiterentwickelt und experimentell untersucht werden. Der Fokus der Arbeiten liegt auf der Optimierung der spektralen Abstimm­eigenschaften. Zudem wollen die Wissenschaftler über den kompletten Arbeits­bereich des Faserlasers eine konstante Pulsschuss­rate erreichen. Dies ist von hoher Bedeutung für Anwendungen mit getakteten Prozessen sowie für eine verbesserte Leistungsstabilität.

Das wissenschaftliche Vorprojekt „Flexibel abstimmbare gepulste Faserlaser mittels FBG-Arrays“ (FlexTune/13N13865), gestartet im Februar 2016, wird im Rahmen der Initiative „Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)“ innerhalb des Programms Photonik Forschung Deutschland für zwei Jahre gefördert. Ziel ist es, mit diesen Vorprojekten mittelfristig den Transfer neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse in innovative Produkte zu erleichtern.

IPHT / DE