Gechirpte Oszillatoren

15.02.2008 - 15.02.2011
Forschungsförderungsprojekt
Femtosekundenimpulse mit der Energie im Mikrojoule-Bereich, die man direkt aus einem Oszillator ohne Nachverstärkung gewinnen kann, sind für viele Fachgebiete sehr interessant ¿ vom Medizin und Mikromaterialbearbeitung bis hin zur fundamentalen Physik von Wechselwirkung zwischen Licht und Materie. Eine erfolgsversprechende Strategie basiert auf einem kürzlich entdeckten Festkörperlaser mit gechirpten Impulsen (CPO, chirped pulse oscillator), der in einem positiven Dispersionsbereich arbeitet und eine breite Energieskalierung erlauben soll. Das Projekt hat das Ziel, eine komplette theoretische Beschreibung dieses neuen Objektes auszuarbeiten, die sowohl klassische, als auch Quantenaspekte eingehen soll. Es sollen alle Faktoren einbezogen werden: Dispersion höherer Ordnungen und Dispersionverteilung, dynamische Verstärkungssättigung, ultraschnelle Dynamik des sättigbaren Absorbers sowie der Quantenrauschen des gesamten Oszillators. Es sollen alle wichtigen Parameter erfasst werden: Stabilität, Energieskalierungsmöglichkeiten, Impulskompression und Kohärenz. Es werden infrarote Festkörperquellen in µJ-Bereich entwickelt, basierend auf Cr:Zink-Chalkogeniden sowie Yb:YAG CPOs. Das Eindringen ins Infrarote Bereich verspricht einen Durchbruch bei Halbleiter-Mikrobearbeitung, Erzeugung von dreidimensionalen photonischen Kristallen, Generation höheren Harmonischen, Metrologie und Erzeugung von femtosekunden Elektronenimpulse und attosekunden Lichtimpulse. Methodologisch setzt die Verwirklichung des Vorhabens auf Kombination von analytischen Modelling, modernen Rechentechniken und experimentellen Verifikation in drei verschiedenen Lasersystemen im nahen und mittleren Infrarotbereich. Die analytischen und rechnerischen Methoden basieren auf einer verallgemeinten komplexen nichtlinearen Ginzburg-Landau Gleichung, die außerhalb der Solitonannäherung untersucht wird. Die zu entwickelten Techniken sind auf die Fachgebiete von nichtlinearer Optik und Lasertechnologie keineswegs begrenzt, sondern können auch in anderen Physikbereichen wie Quantenoptik, Bose-Einsteinkondensation, Ungleichgewichtsphänomene und nichtlineare Dynamik, Quantenmechanik von selbst-organisierenden dissipativen Systemen und Quantenfeldtheorie einsetzbar.

Personen

Projektleiter_in

Institut

Förderungsmittel

  • Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Quantum Physics and Quantum Technologies
  • Information and Communication Technology
  • Materials and Matter

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Laser PhysikLaser Physics
Nichtlineare OptikNonlinear Optics
Quanten OptikQuantum Optics
SolitonenSolitons

Externe Partner_innen

  • Ludwig-Maximilians-Universität München