Single Frequency Lasers
Die Gruppe Single Frequency Lasers (SFL) wurde Ende des Jahres 2006 aus der Gruppe Solid State Photonics (SSP) ausgegründet. Insbesondere die Aktivitäten zur Entwicklung von Lasersystemen für erdgebundene Gravitationswellen-Observatorien werden in dieser Gruppe weitergeführt.
Für die nächste Generation von Gravitationswellendetektoren wird derzeit an der Entwicklung eines mehrstufigen, einfrequenten Hochleistungslasersystems gearbeitet. Bei diesem System wird ein Hochleistungsoszillator entwickelt, der später an die bereits vorhandenen 35 W-Systeme gekoppelt werden kann. Mit dieser Kombination kann die Ausgangsleistung auf 200 W skaliert werden unter Beibehaltung der exzellenten Strahlqualität und der einfrequenten Emission. Dieser Hochleistungsoszillator wird über mehrere Prototypenstufen entwickelt. Die Entwicklung des „Functional Prototype“, mit dem die Spezifikationen des Lasersystems demonstriert wurden, ist 2008 abgeschlossen worden. Mitte 2009 wurde der „Engineering Prototype“ realisiert (Bilder 1 und 2), der sowohl in allen wesentlichen optischen Parametern wie auch im mechanischen Design bereits möglichst weit dem finalen Modell entspricht.
Im Rahmen der Exzellenzclusters QUEST wurde die Junior Research Group „3rd generation gravitational wave detector laser source“ in der Gruppe SFL etabliert. In dieser Forschungsgruppe werden Laserquellen und –konzepte für die übernächste Generation von Gravitationswellendetektoren untersucht. Hierbei werden parallel zwei Wellenlängenbereiche – 1064 nm und 1550 nm – untersucht. Im 1 µm Bereich soll aufbauend auf den bereits erzielten Ergebnissen mit Faserverstärkern eine weitere Leistungsskalierung durch eine Kombination aus Faser- und Festkörperverstärkern bis in den kW Bereich realisiert werden. Hierbei wird der Schwerpunkt auf die Beibehaltung der exzellenten Strahlqualität und Frequenz- und Leistungsstabilität gelegt. Im 1,55 µm Bereich, der zwar im Kleinleistungsbereich durch die Aktivitäten in der Telekomindustrie bereits gut verstanden ist, werden grundlegende Experimente zur Leistungsskalierung in den Bereich einiger 100 W durchgeführt. Im Einzelnen werden konzeptionell Er-dotierte und Er/Yb-kodotierte Faserverstärker verglichen. Auch hier stehen grundlegende Untersuchungen zur Beibehaltung der reinen TEM00 Emission und zu verschiedenen Einflüssen auf die Frequenz- und Leistungsstabilität im Mittelpunkt der Aktivitäten.