Ultrakurzpulslaser

Aufgrund der sehr kurzen Licht-Materie-Wechselwirkungszeiten und der großen Strahlungsintensitäten sind Laser mit ultrakurzen Pulsen (UKP-Laser) sehr vorteilhaft für Anwendungen mit speziellen Anforderungen. Sie ermöglichen eine hochpräzise Materialbearbeitung – auch bei schwer zu verarbeitenden Werkstoffen – bei vernachlässigbarem Wärmeeintrag in die bearbeiteten Werkstücke.

Am Fraunhofer ILT werden UKP-Strahlquellen entwickelt, die anwendungsspezifisch optimierte Wellenlängen, Leistungen oder Pulsfrequenzen zur Verfügung stellen. Im Bereich der Leistungsskalierung von UKP-Lasersystemen erzielte das Fraunhofer ILT bereits mehrfach Rekordwerte. Die Schwerpunkte von Forschung und Entwicklung liegen bei Laserverstärkern mit Wellenlängen im nahen Infrarot, Pulsdauern von 10 fs bis 1 ps, Ausgangsleistungen von 100 mW bis 5 kW und Pulsenergien im Bereich 1 nJ bis 100 mJ bei beugungsbegrenzter Strahlqualität. Genutzt und weiterentwickelt werden INNOSLAB-, Stab- und Scheibenlaserverstärker sowie Quellen für kohärente VUV- und EUV-Strahlung. Ein vielversprechendes zukünftiges Einsatzgebiet für Hochleistungs-Ultrakurzpulslaser sind das Laserschneiden und -abtragen schwer bearbeitbarer Materialien, wie beispielsweise CFK, mit hohen Geschwindigkeiten und hoher Präzision. Hierzu werden Technologien für die Pulsverkürzung weiterentwickelt und eine Leistungsskalierung in den Multi-Kilowatt-Bereich anvisiert.

Das Leistungsangebot des Fraunhofer ILT umfasst Machbarkeitsstudien, Simulationen, experimentelle Untersuchungen, die Automatisierung von Lasern bis hin zur Entwicklung industrienaher Prototypen sowie Beratung.

fs-Oszillatoren

• KLM
• Cr:Colquiriite
• Yb:YAG / KGW / Lu₂O₃
• Modellierung Kerr-Effekt, Pumpstrahlung, Gainsättigung etc.

Breitband-Verstärker

• Diodengepumpt bis 1 kW Ausgangsleistung
• Yb:YAG / KGW / Lu₂O₃
• Cr:Colquiriite
• 3D-Modellierung von 3-Niveau Systemen und Strahlpropagation

Dispersions-Messung

• Gruppenlaufzeit-Dispersion Messung von Optiken
• Wellenlängenbereich λ = 250 - 1700 nm
• Auflösung Δλ = 1 nm / ΔD₂ = 3 fs²

Strahlungs-Erzeugung

• Inkohärent Röntgen
• Kohärent EUV/XUV
• Elektronen

Lanfermann, A., Barthels, T., Nießen, M., Abels, P., Klass, G., Riester, C., Pham, T.Q., Steffens, O.,
INNOVATIVE FILTER MODULE TO SEPARATE MICROPLASTICS FROM WASTEWATER – SIMCONDRILL.
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Barthels,T., Nießen, M., Abels, P., Klass, G., Riester, C., Pham, T.Q., Steffens, O.,
Innovative Filtermodule für die Abscheidung von Mikroplastik aus Abwasser.
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Lanfermann, A, Barthels, T., Nießen, M., Abels, P., Klass, G., Riester, C., Pham, T.Q., Steffens, O.:
Innovative Filtermodule für die Abscheidung von Mikroplastik aus Abwasser.
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Russbueldt, P., Hoffmann, H.-D., Mans, T., Poprawe, R.:
1100 W Yb:YAG femtosecond Innoslab amplifier
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Schulz, M., Riedel, R., Willner, A., Mans, T., Schnitzler, C., Russbueldt, P., Dolkemeyer, J., Seise, E., Gottschall, T., Hädrich, S., Duesterer, S., Schlarb, H., Feldhaus, J., Limpert, J., Faatz, B., Tünnermann, A., Rossbach, J., Drescher, M., Tavella, F.:
Yb:YAG Innoslab amplifier: efficient high repetition rate subpicosecond pumping system for optical parametric chirped pulse amplification 
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Transverse mode tailoring in a quasi-imaging high-finesse femtosecond enhancement cavity 
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Compact diode-pumped 1.1 kW Yb:YAG Innoslab femtosecfond amplifier
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Gronloh, B., Höfer, M., Wester, R., Hoffmann, H.-D.:
High power UV generation at 355 nm by means of extracavity frequency conversion of a high repetition rate Innoslab MOPA system
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Höchste mittlere Leistung für Ultrakurzpulslaser
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Visualising the procedures in the influence of water on the ablation of dental hard tissue with erbium:yttrium-aluminium-garnet and erbium, chromium:yttrium-scandium-gallium-garnet laser pulses
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Mans, T., Rußbüldt, P., Weitenberg, J.
Yb :KYW Innoslab-Amplifier
Conference on Lasers and Electro-Optics 2009 and the European Quantum Electronics Conference. CLEO Europe - EQEC 2009, Munich, 14-19 June 2009
Mulhouse: European Physical Society, paper CA3_2, 1 S., (2009)

Rußbüldt, P., Mans, T., Rotarius, G., Weitenberg, J., Hoffmann, H.D., Poprawe, R.:
400 W Yb:YAG Innoslab fs-amplifier
Opt. Expr.17(15), 12230-12245, (2009)
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Russbueldt, P., Mans, T., Hoffmann, D. ,Poprawe, R.
High Power Yb:YAG Innoslab fs-Amplifier
Proceedings of the Conference on Lasers and Electro-Optics & Quantum Electronics and Laser Science Conference (CLEO), May 4-9, 2008, San Jose, California
Vortrag CTuK5, 2 S., (2008)
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