Laserquellen und nichtlineare Konverter für optronische Anwendungen

Die Abteilung Lasertechnologie erforscht und entwickelt spezifische photonische Werkstoffe und Komponenten sowie damit verbundene Laserquellen und nichtlineare Konverter in den Spektralbereichen NIR, SWIR, MWIR und LWIR. Der Fokus liegt auf den durch Optronik-Anwendungen gestellten, besonderen Anforderungen.

Ausgehend von unseren Kompetenzen bei mit seltenen Erden (z.B. Erbium Er³⁺, Thulium Tm³⁺, Holmium Ho³⁺) und Übergangsmetallen (Chrom Cr²⁺) dotierten Lasermaterialien und Quellenarchitekturen entwickeln wir SWIR- und MWIR-Festkörper- und Faserlaser sowie dazugehörige Komponenten. In typischen Anwendungen wie Kommunikation, Beleuchtung und Metrologie können diese Laser als direkte Emitter bzw. als Pumpquellen für nichtlineare Konverter eingesetzt und entsprechend optimiert werden.

Experimentell arbeiten wir zu Hochleistungs-CW- sowie gepulsten 2 µm Faserlasern, Komponenten und Architekturen, gepulsten 1,6 µm und 2,1 µm Festkörperlasern mit hoher Pulsenergie und direkt emittierenden MWIR-Faserlasern. Um bei neuen Lasersystemen eine Skalierung der Leistung und zusätzliche Funktionalitäten zu ermöglichen, entwickeln, implementieren und testen wir neuartige Komponenten unter Laborbedingungen und für integrierte robuste Laserquellen. Dies beinhaltet Faserkoppler und gespleißte Komponenten für SWIR- und MWIR-Fasern, neuartige Lasermaterialien und Resonatorgeometrien. 

Basierend auf unseren Laserquellen untersuchen wir nichtlineare Konverterwerkstoffe und entwickeln sowie optimieren Architekturen für MWIR- und LWIR- Quellen mit besonders auf Optronik-Anwendungen zugeschnittenen Eigenschaften. Des Weiteren untersuchen wir optische Komponenten auf ihre laserinduzierte Zerstörschwelle, wofür wir einen eigens entwickelten ständig modernisierten Testbestand betreiben.

Unsere theoretischen Arbeiten fokussieren auf die Modellierung komplexer Laserdynamik und neuartiger Resonatorsysteme, um im Betrieb von Lasern mit hoher Durchschnittsleistung und nichtlinearen Konvertern eine bessere Strahlqualität zu erzielen.

Projekte

• 1,6 µm Erbiumlaser, z.B. zur Entfernungsmessung und Tomoskopie
• 2 µm Thulium- und Holmium-Faserlaser im Dauerstrich-Impuls- und Ultrakurzpulsbetrieb
• 2,1 µm Festkörperlaser mit skalierter Pulsenergie
• 3,9 µm Faserlaser auf Holmiumbasis
• Nichtlineare Konverter in den Spektralbereichen MWIR und LWIR basierend auf nichtlinearen Festkörper- und Faserwerkstoffen
• Analytische und numerische Modellierung sowie experimentelle Untersuchung und Validierung von Laserdynamik und Resonatorverhalten