Optiken für Ultrakurzpulslaser im Wellenlängenbereich von 1000 – 1600 nm

Obwohl Titan-Saphir-Laser derzeit die wichtigsten Ultrakurzpulslaser sind, erfordern viele Anwendungen ultrakurze Pulse wesentlich längerer Wellenlängen. Es wurden mehrere Laser entwickelt, die Licht zwischen 1100 nm und 1600 nm emittieren, wie der Cr:Forsterit-Laser (1150 - 1350 nm) oder der Er:Faser-Laser (1550 nm). Es werden einige Beispiele für Beschichtungen wie Spiegel mit negativer Dispersion und Spiegelpaare für diese Wellenlängenbereiche vorgestellt.

Optiken für Ultrakurzpulslaser im Wellenlängenbereich von 1000 – 1600 nm

Spezielle Eigenschaften

Sehr hoher Reflexionsgrad der Spiegel
(R > 99,8 % … R > 99,99 % je nach Design)
Zentralwellenlänge, Bandbreite, GDD und TOD nach Kundenspezifikation
Spektrale Toleranz ±1 %
Interne Designberechnung und Messmöglichkeiten (GDD 250 - 1700 nm, Reflexionsgrad 210 - 1800 nm)

Laser- und Pumpspiegel mit negativer Dispersion für AOI = 0°

Abb.1:Reflexions- und GDD-Spektren eines Laserspiegels mit negativer Dispersion (GDD ≈ -60 fs² für 1200 – 1370 nm)

a)Reflexion vs. Wellenlänge

b)GDD vs. Wellenlänge

Abb.2:Reflexions- und GDD-Spektren eines Pumpspiegels mit negativer Dispersion
HR (0°, 1180 – 1380 nm) > 99,8 % + R (0°, 1020 – 1070 nm) < 5 %,
GDD-R (0°, 1180 – 1380 nm) ≈ -150 fs²

a)Reflexion vs. Wellenlänge

b)GDD vs. Wellenlänge

GTI-Spiegel für AOI = 0°

Abb.3:Reflexions- und GDD-Spektren eines GTI-Spiegels für 1500 nm mit verschiedenen GDD-Werten

a)Reflexion vs. Wellenlänge

b)GDD vs. Wellenlänge

Breitband-Spiegelpaare mit negativer Dispersion für AOI = 0°

Abb.4:Reflexions- und GDD-Spektren eines breitbandigen Spiegelpaares mit negativer Dispersion; Einzelspiegel mit R > 99,7 % (Spiegel A) und R > 99,85 % (Spiegel B)

a)Reflexion vs. Wellenlänge

b)GDD vs. Wellenlänge

Speziell entwickelte Spiegelpaare zeigen ein sehr gleichmäßiges mittleres GDD-Spektrum, obwohl die einzelnen Breitbandspiegel starke GDD-Oszillationen aufweisen. Pumpspiegelpaare sind ebenfalls erhältlich. Das sind Spiegelpaare, bei denen ein Spiegel bei der Pumpwellenlänge des jeweiligen Lasertyps einen hohen Transmissionsgrad aufweist.

Breitbandige, Umlenkspiegel mit negativer Dispersion für AOI = 45°

Abb.5:Reflexions- und GDD-Spektren eines breitbandigen Spiegels mit negativer Dispersion

a)Reflexion vs. Wellenlänge

b)GDD vs. Wellenlänge

Bitte beachten Sie die große Bandbreite dieses Spiegels. Im Gegensatz dazu sind Umlenkspiegel mit geringer Dispersion in diesem Wellenlängenbereich mit Bandbreiten von etwa 200 nm für p-Polarisation und etwa 400 nm für s-Polarisation erhältlich.

Abb.6:Reflexions- und GDD-Spektren eines beam combiners:
HRs (45°, 1100 – 1700 nm) > 99,5 % + Rp (45°, 450 – 900 nm) < 15 % (durchschnittlich Rp < 10 %)
|GDD-Rs (45°,1100 – 1700 nm)| < 750 fs² + |GDD-Tp (45°,450 – 950 nm)| < 300 fs²

a)Reflexion p-pol. vs. Wellenlänge

b)Reflexion s-pol. vs. Wellenlänge

c)GDD-Tp (45°) vs. Wellenlänge

d)GDD-Rs (45°) vs. Wellenlänge

Optiken für Ultrakurzpulslaser im Wellenlängenbereich von 1000 – 1600 nm