Effizient sogar ohne Kühlung

Auf der 11. EPS-QEOD (Europhoton) in Vilnius (Litauen) wurde PhD-Student Mathias Lenski für seine Präsentation „In-band pumping of 2 µm Tm:fiber“ ausgezeichnet.

Sein Beitrag „High-power, air-cooled Thulium doped fiber amplifier with 71 % slope efficiency” erhielt den “QEOD-EPS, Runner-up Best Student ORAL presentation” award. Im Vortrag ging es um die Vorteile der Verschiebung der Pumpwellenlängen in Bezug auf die Quanteneffizienz im aktiven Verstärkungsprozess. Dies wurde sowohl theoretisch diskutiert als auch experimentell nachgewiesen:

Normalerweise müssen Thulium-dotierte Fasern (Tm-Fasern) bei einer Pumpwellenlänge von 793 nm aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Wirkungsquerschnitte bei einer Ausgangsleistung von bereits 1 W gekühlt, d.h. thermisch angebunden werden. Im vorgestellten Experimentalaufbau wurde jedoch die Tm-dotierte Faser, die als optischer Verstärker dient, direkt in Luft ohne thermisches Management, auf drei kleinen Auflagepunkten platziert. Aufgrund des geringeren Quantendefekts bei der Verwendung einer optischen Pumpe mit einer Zentralwellenlänge von 1692 nm konnte die Hitzelast in der Verstärkerfaser signifikant reduziert werden und eine Anstiegseffizienz von über 71 % mit einer Ausgangsleistung von 80 W erreicht werden.  

Im theoretischen Teil seiner Präsentation demonstrierte Mathias Lenski, Doktorand der Forschungsgruppe um Prof. Jens Limpert, für einen konkreten Fall die Ausgangsleistungsskalierbarkeit von In-Band gepumpten Tm-dotierten Faserlasern zu multi-kW im Vergleich zu 793 nm.

Mathias Lenski ist begeistert von der Resonanz: „Ich freue mich wirklich sehr über diese Auszeichnung und auch über die Resonanz, die ich während der Konferenz erhalten habe. Ich teile diese Würdigung mit meinen Kolleginnen und Kollegen, da solche Ergebnisse immer Teamleistung sind! Zusammen mit der Auszeichnung von Jens Limpert und Jan Rothhardt auch hier auf dieser Konferenz, bestätigt dies unseren erfolgreichen Kurs der Themensetzung in der internationalen Forschungsgemeinschaft.“

Publikation:

M. Lenski, T. Heuermann, Z. Wang, C. Aleshire, C. Gaida, C. Jáuregui, and J. Limpert, "In-band pumped, Q-switched thulium-doped fiber laser system delivering 140 W and 7 mJ pulse energy," Opt. Lett. 49, 4042 (2024).Externer Link