Weltrekord bei fs-Verstärkern
Ultrakurze Pulse werden seit langer Zeit für Materialbearbeitung diskutiert. Zuerst waren aber die Laseroszillatoren zu empfindlich. Das Problem wurde in den letzten Jahren gelöst, jetzt ist es Zeit für ein Upscaling. Ein großer Schritt in diese Richtung ist ein neuer Verstärker vom Fraunhofer ILT, der im Test schon eine mittlere Leistung von 400 Watt bei Pulsen von 700 fs geliefert hat.
Dieses neue Gerät von den Aachenern basiert auf dem InnoSlab-Konzept und einem Ytterbium:YAG Kristall. Verstärkt wird in einer ausgefeilten Geometrie, wobei der Strahl den Kristall mehrfach passiert und so ein Verstärkungsfaktor von etwa 1.000 erreicht wird. Bei dem Aufbau kann auf regenerative Verstärkung verzichtet werden. Damit entfallen Pockelszellen, die solche Systeme komplex machen, die mittlere optische Belastbarkeit begrenzen und Nichtlinearitäten und Dispersion verursachen.
Ein weiterer Unterschied zu anderen Verstärkern im sub-Pikosekundenbereich ist das Fehlen von Pulsstrecker/Kompressor – Einheiten. Der Verstärker vom ILT kommt völlig ohne diese für die chirped pulse amplification typischen Aufbauten aus und vermeidet dadurch auch Probleme wie Pulsfront- und Physenfrontneigungen.
Einige technische Daten des in München vorgestellten Systems: Der Verstärker wird mit mit 2 Barren zu je 4 Stacks (940 nm) gepumpt. Die Pump power ist dabei etwa 800 Watt. Zusammen mit Partnern vom Fraunhofer IOF in Jena wurde der Aufbau mit Faseroszillatoren gekoppelt und bei 100 kHz wurden 350 Watt gemessen und bei 1 MHz 420 Watt (siehe Link).
Applikationen
Grundsätzlich können ultrakurze Pulse Material abtragen ohne einen Wärmeeintrag zu verursachen. Außerdem erfolgt der Abtrag extrem präzise. Das könnte das System für die Halbleiterbearbeitung oder die Bearbeitung von Faserverbundwerkstoffen nützlich machen.
Kontakt
Hans-Dieter Hoffmann
Peter Rußbüldt, Tel.: 0241-8906-303, Email: peter.russbueldt@ilt.fraunhofer.de
Thorsten Mans, Tel.: 0241-8906-379, Email: torsten.mans@ilt.fraunhofer.de
Citation
P. H. Rußbüldt, T. Mans, G. Rotarius, D. Hoffmann, R. Poprawe, T. Eidam, J. Limpert, and A. Tünnermann, “Hybrid 400W Fiber-Innoslab fs-Amplifier,” in Advanced Solid-State Photonics, OSA Technical Digest Series (CD) (Optical Society of America, 2009), paper MF4.
http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=ASSP-2009-MF4
