• Springe zu Management
  • Springe zu Hauptmenü
  • Springe zu Seiteninhalt
Adlershof Logo
  • WISTA
  • WISTA.Plan
  • WISTA.Service
WISTA direkt
Suche
  • de
  • en
  • Adlershof Logo
  • Firmen / Fakten
    • Firmen­suche / Institute
    • Wissen­schafts­stadt in Zahlen
    • Anfahrt / Karten
      • Bus / Bahn
      • Autoanfahrt
      • Fahrrad
      • Orientie­rungs­pläne
      • Virtueller Rundgang Adlershof
  • Aktuelles
    • Übersicht
    • News
      • Social Media Stream
      • Ausgezeichnet
    • Termine / Veranstaltungen
      • Science Slam
      • Dissertationspreis Adlershof
      • Lange Nacht der Wissenschaften
      • Jugend forscht
      • Diversity Conference
    • Adlershof Journal
    • Top-Themen
      • Adlershof Mission "Grand Challenges"
      • Circular Economy
      • Klimaschutz
      • Digitale Infra­struktur / 5G-Campus­netz
      • Innovations­korridor Berlin-Lausitz
      • Ausbildung / Nachwuchsförderung / MINT
      • Frauen und Mädchen in der Wissenschaft
    • Fotos / Flyer / Downloads
      • Zeitschriften­archiv
    • Podcasts
    • WISTA-Redaktion
  • Wirtschaft / Wissenschaft
    • Übersicht
    • Technologie­felder
      • Photonik / Optik
      • Biotech­no­logie / Umwelt
      • Mikro­systeme / Mate­rialien
      • IT / Medien
      • Erneuer­bare Ener­gien / Photo­voltaik
      • Analytic City
    • Außeruni­versitäre Forschung
    • Univer­sitäten / Hochschulen
      • Humboldt-Universität zu Berlin
      • Services für Studierende
    • Ausbildung / Nachwuchsförderung / MINT
      • Jugend forscht
    • Gründen
      • Adlershofer Gründungs­zentrum IGZ
      • Gründungs­werkstatt Adlershof
    • Netzwerke / Management
      • Forum Adlershof e.V.
      • Campus Club Adlershof
      • Fachkräftenetzwerk Adlershof
      • WISTA Academy
      • Gesundheitsnetzwerk Adlershof
  • Film / TV
    • Film und Fernsehen
    • Firmen
    • News / Termine
    • Locations
    • Kostümverleih
    • DDR-Filmarchiv
    • Tickets
  • Immobilien
    • Übersicht
    • Immobilien mieten
      • Büroräume / Labore / Flächen
    • Grundstücke
      • Grundstücke / Gewerbe­immo­bilien
    • ST3AM Arbeitswelten / Coworking
    • Wohnprojekte
    • Bauprojekte
      • Bauvorhaben
      • Architektur
      • Webcam
  • Service
    • Übersicht
    • Gastronomie / Sport / Kultur / Einkaufen
    • Kleinan­zei­gen / Jobs
    • Gesundheit / Soziales
      • Gesundheits­netzwerk Adlershof
    • WISTA-Gründungs- und Business Services
    • Eventservice / Touren / Hotels
    • Facility Management
    • Downloads
    • Online Redaktionssystem WISTA direkt
  • Kiez
    • Übersicht
    • Geschichte
      • Der Technologiepark seit 1991
    • Landschaftspark
    • Kultur
    • Technologiepark
    • Digitale Spaziergänge
  • WISTA
  • WISTA.Plan
  • WISTA.Service
WISTA direkt

Meldungen

  • Übersicht
  • News
  • Termine / Veranstaltungen
  • Adlershof Journal
  • Top-Themen
  • Fotos / Flyer / Downloads
  • Podcasts
  • WISTA-Redaktion
  • Adlershof
  • Aktuelles
  • Meldungen
18. November 2019

Lichtimpulse mit wenigen optischen Zyklen durchbrechen die 300 W-Barriere

Wichtiger Meilenstein in der Lasertechnologie ebnet den Weg für industrielle Anwendungen

Schaubild © MBI
Vollständige Charakterisierung der 10 fs NIR-Impulse durch eine Dispersions-Scan-Messung, ausführliche Beschreibung siehe Text. Bild: MBI

Ein Team unter der Leitung von Forschern des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI), des Laser-Laboratoriums Göttingen (LLG) und der Active Fiber Systems (AFS) hat Multi-Millijoule-3-Zyklen-Impulse mit einer durchschnittlichen Leistung von 318 W erzeugt. Diese Ergebnisse stellen einen wichtigen Meilenstein in der Lasertechnologie dar und ebnen den Weg für industrielle Anwendungen. Der Bericht erschien in „Optica“ als Memorandum.

Extrem kurze Lichtimpulse mit nur wenigen Schwingungen des elektromagnetischen Feldes gehören zu den schnellsten Ereignissen, die die Menschheit je erzeugt hat. Obwohl die ersten Lichtimpulse mit wenigen optischen Zyklen vor etwa 30 Jahren produziert wurden, konnten sie nur in der Spitzenforschung eingesetzt werden, z.B. für zeitaufgelöste Studien oder die Erzeugung von Attosekundenpulsen. Um den Weg in industrielle Anwendungen zu finden, müssen eine Reihe großer Herausforderungen angegangen werden, wie z.B. der vollautomatische Betrieb sowie die Energie- und Leistungshochskalierung der Quellen.

Die Wissenschaftler von MBI, LLG und AFS folgten einem neuartigen Ansatz, indem sie 300 fs lange Impulse von einem hochenergetischen Hochleistungslasersystem direkt auf die Dauer von wenigen Zyklen komprimierten. Dies erfordert eine 30-fache Kompression, die erst seit kurzem durch die Einführung der gestreckten, flexiblen Hohlfasertechnologie möglich ist, die eine praktisch uneingeschränkte Längenskalierbarkeit bietet. In der Studie wurde ein kohärent kombinierter Mehrkanal-Faserlaser mit bis zu 10 mJ Impulsen bei bis zu 1 kW Durchschnittsleistung als Lichtquelle verwendet. Dieses System wird derzeit bei AFS für die große europäische Laseranlage ELI ALPS in Szeged, Ungarn, entwickelt. Bei der Pulskompression wurde eine 6 Meter lange, gestreckte, flexible Hohlfaser verwendet, die von MBI und LLG gemeinsam entwickelt wurde. Während sich die Impulse durch in den Hohlwellenleiter eingefülltes Argongas ausbreiten, findet eine nichtlineare Wechselwirkung zwischen dem intensiven Licht und den Gasatomen statt, die das Spektrum verbreitert. Die Impulse mit einem wesentlich verbreiterten Spektrum können dann auf eine kürzere Dauer komprimiert werden, indem ihre spektrale Phase mit einem Satz von gechirpten Spiegeln kompensiert wird. Auf diese Weise gelang es dem Team, multi-mJ-, 10 fs-Pulse mit 100 kHz Wiederholrate bei einer durchschnittlichen Leistung von 318 W zu erzeugen, was die höchste jemals erreichte Durchschnittsleistung eines Lasers mit wenigen Zyklen ist.

Diese Leistung zeigt, dass mit Hilfe der gestreckten flexiblen Hohlfasertechnologie Hochleistungslaser in Industriequalität in das wenig-Zyklus-Regime gebracht werden können. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für industrielle Anwendungen, wie z.B. die hochparallelisierte Materialbearbeitung.

Abbildung:

Vollständige Charakterisierung der 10 fs NIR-Impulse durch eine Dispersions-Scan-Messung. Dabei wird zunächst die spektrale Phase der Impulse variiert (Chirpen), indem Glas mit allmählich zunehmender Dicke in den Strahl eingebracht wird. Dann wird in einem dünnen nichtlinearen Kristall die zweite Harmonische der gechirpten Impulse erzeugt und ihr Spektrum als Funktion verschiedener Glasdicken aufgezeichnet. Auf diese Weise wird eine zweidimensionale Kurve aufgezeichnet (dargestellt im oberen linken Fenster), aus der die fehlenden Phaseninformationen mit Hilfe eines iterativen numerischen Algorithmus extrahiert werden können. Die durch den Phasenabrufalgorithmus simulierte Kurve wird im oberen rechten Feld dargestellt und weist eine gute Ähnlichkeit mit der gemessenen Kurve auf. Das gemessene Spektrum des Impulses zusammen mit der rekonstruierten Phase wird im unteren linken Feld angezeigt, während ihre Fourier-Transformation, die die Pulsform (rote Kurve) ergibt, unten rechts angezeigt wird. Die schwarze Kurve in diesem Feld entspricht dem kürzestmöglichen Impuls für das gemessene Spektrum. (Bild: MBI)

Publikation:

Generation of three-cycle multi-millijoule laser pulses at 318 W average power
T. Nagy, S. Hädrich, P. Simon, A. Blumenstein, N. Walther, R. Klas, J. Buldt, H. Stark, S. Breitkopf, P. Jójárt, I. Seres, Z. Várallyay, T. Eidam, J. Limpert
Optica 6 (2019) 1423-1424, www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm
 

Kontakt:

Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI)
Dr. Tamás Nagy
Tel. 030 6392-1270
E-Mail tamas.nagy(at)mbi-berlin.de
www.mbi-berlin.de

Anja Wirsing
Pressereferentin
Forschungsverbund Berlin e.V.
Rudower Chaussee 17, 12489 Berlin
Tel. 030 6392-3337
Fax 030 6392-3333
E-Mail wirsing(at)fv-berlin.de
www.fv-berlin.de

 

Photonik / Optik Außeruniversitäre Forschung

Meldungen dazu

  • Experimenteller Aufbau © MBI

    Neuartige Experimente durch 100-fache Attosekunden-Laserpulse

    Am MBI entwickeltes Hochleistungslasersystem ermöglicht Attosekundenpulse mit einer Wiederholrate von 100 kHz anstatt 1 kHz bei herkömmlichen Laserquellen
  • Galliumarsenid. Bild: MBI

    5000 mal schneller als ein Computer

    Ein atomarer Gleichrichter für Licht erzeugt einen gerichteten elektrischen Strom
  • Experimentelle Anordnung des dreistufigen parametrischen Verstärkers. Abb.: MBI

    Rekordwerte bei der Erzeugung ultrakurzer Infrarotimpulse

    Forscherteam entwickelt neue Lichtquelle für Anwendungen in der Ultrakurzzeitphysik
  • Künstlerdarstellung eines Experiments. Quelle: NRC Ottawa

    Ein perfektes Attosekunden-Experiment

    Forschern gelingt Beschreibung der Wellenfunktion eines ionisierten Elektrons

Verknüpfte Einrichtungen

  • Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie im Forschungsverbund Berlin e.V. (MBI)
  • Forschungsverbund Berlin e.V.
  • LinkedInmitteilen0
  • Facebookteilen0
  • WhatsAppteilen0
  • E-Mail

Die Entwicklung des Wissenschafts- und Technologieparks Berlin Adlershof wurde und wird co-finanziert durch die Europäische Union mit EFRE-Mitteln; insbesondere Infrastrukturmaßnahmen wie der Bau von Technologiezentren. EFRE-Mittel werden auch für internationale Projekte verwendet.

  • © WISTA Management GmbH
  • Impressum
  • Datenschutz
  • Social-Media-Übersicht
  • FAQ
  • Kontakt
  • Presse
  • Newsletter
  • RSS
  • Werbung
  • International
Mitglied bei:
Zukunftsort Adlershof Logo