Ein wichtiger Bereich der Forschungen in der Gruppe Ultrafast Photonics ist die Entwicklung von Ultrakurzpuls-Faseroszillatoren auf Ytterbiumbasis und die Realisierung von neuartigen Pulsformen, die eine Leistungsskalierung ermöglichen. Dabei sollen Freistrahlkomponenten im Laseraufbau, wie Isolatoren, Wellenplatten, Strahlteiler usw. durch faseroptische Komponenten ersetzt werden, um robuste industrietaugliche Systeme zu realisieren. So wurden bereits vollständig faserbasierte Aufbauten entwickelt, in denen „higher-order-mode (HOM)“ Fasern zur Dispersionskompensation eingesetzt wurden. Darüber hinaus werden normal dispersive Yb-Ultrakurzpuls-Faserlaser untersucht, bei denen die Pulsformung durch resonatorinternes spektrales Filtern stabilisiert wird. Durch die Verwendung einer speziellen faserbasierten Filterkomponente auf der Basis eines Wellenlängenmultiplexers (WDM) konnte auch hier ein Lasersystem ohne Freistrahlkomponenten aufgebaut werden.

Neben Ytterbium-Oszillatoren sind auch Thulium dotierte Ultrakurzpuls-Faserlaser im Wellenlängenbereich um 2  µm Gegenstand aktueller Untersuchungen. Hier konnte erstmals ein entsprechendes Lasersystem mit resonatorinterner Dispersionskompensation realisiert und verschiedene Betriebsregime demonstriert werden.

Als optimale Ergänzung zu diesen Arbeiten wird aktuell ein Forschungsvorhaben bearbeitet, dass die Verstärkung der Pulse oben genannter Oszillatoren zum Inhalt hat. Dabei werden kompakte diodengepumpte regenerative fs-Laserverstärker (RegAmp) auf der Basis von Yb-dotierten Wolframatkristallen untersucht. Durch Kombination von spektral getrennten Verstärkungsspektren aber auch durch räumliche spektrale Aufspaltung konnte eine  Reduzierung von „gain-narrowing“ Effekten demonstriert werden. Dazu wurden verschiedene Konzepte realisiert, die sowohl auf Doppelkristallen unterschiedlicher Orientierung als auch auf Einzelkristallanordnungen mit definierter Polarisationsdrehung im Verstärkeraufbau basieren.