Einfrequenter Erbium-Faserverstärker als Laserquelle für Gravitationswellendetektoren

Thermisches Rauschen stellt eine Limitierung der Empfindlichkeit der derzeitigen Generation erdgebundener Gravitationswellendetektoren (GWD) dar, welche durch Kühlen der Testmassen sowie eine geeignete Materialwahl bei zukünftigen Generationen verringert werden soll. Silizium ist vielversprechend, setzt allerdings einen Wechsel von 1064 nm zu längeren Wellenlängen voraus. Hierfür erscheinen 1550 nm geeignet, für die zudem aufgrund von Anwendungen z.B. in der Telekommunikation weitreichende Grundlagen zur Realisierung geeigneter Laserquellen geschaffen wurden. Für GWD ergeben sich allerdings hinsichtlich Ausgangsleistung und Stabilität besondere Anforderungen. Wir präsentieren das Konzept sowie erste Ergebnisse eines einfrequenten Erbium-Faserverstärkersystems mit in der Vorverstärkerstufe erreichten Ausgangsleistungen von bis zu 874 mW. Messungen zur Optical Noise Figure, sowie zu Intensitäts- und Phasenrauschen, welches mit einem unbalancierten Mach-Zehnder-Interferometer analysiert wurde, werden vorgestellt, sowie verschiedene Pumpkonfigurationen gegeneinander abgewogen. Zudem wird der Einfluss der Erbium-Dotierung auf den Verstärkerbetrieb diskutiert und eine Abschätzung der Linienbreite gegeben.