Anwendung, Messung und Erzeugung ultrakurzer Laserpulse

Vorlesung im Wintersemester 2007/2008

Carsten Fallnich

Di. 10.15 - 11.45, SR AP (Raum 222)

Bereits kurze Zeit nach der Realisierung des Laserprinzips vor etwa 40 Jahren konnten ultrakurze Lichtimpulse mittels Modenkopplung erzeugt und gemessen werden. Bedeutende Anwendungen ließen allerdings bis Mitte der 90er Jahre auf sich warten, insbesondere in der Industrie und Medizin. Der entscheidende Durchbruch gelang mit der Entwicklung neuer optischer Verstärkungsmedien sowie neuer Modenkopplungsverfahren und das damit verbundene verbesserte Verständnis über die Erzeugung, Messung und Manipulation ultrakurzer Lichtimpulse.

Im Rahmen der Vorlesung werden neben den Grundlagen auch moderne Anwendungspotenziale sowie die nichtlineare Physik "von" und "mit" ultrakurzen Lichtimpulsen vorgestellt. Dabei sollen neben den vielen Vorteilen auch bestehende Einschränkungen der benötigten Techniken erläutert werden, um in der Praxis deren Möglichkeiten (realistisch & erfolgreich) nutzen zu können. Abhängig von Anzahl und Interesse der Teilnehmerinnen und Teilnehmer ist geplant, zum jeweiligen Thema kleine Experimente u.ä. zur verbesserten Veranschaulichung in die Vorlesung einzubeziehen.

Schedule

No.	Date	Topic	Details	Remarks
1	16.10.2007	Introduction	Pre-Knowledge, structure of lecture, "What is a light pulse"	Activities of OT-Group
2	23.10.2007	Application I	(Precision) material processing	Applications with high power
3	30.10.2007	Application II	Telecommunication, metrology	Applications with short pulses
4	06.11.2007	Measurement I	Bolometer, Photodetectors, Streakcamera etc.
5	13.11.2006	Measurement II	Correlation measurement, gating etc.
6	20.11.2007	Generation I	Laser principle, basics of light pulse generation	Dispersion + nonlinear effects
7	27.11.2007	Generation II	Active/passive Q-switching, Q-switched lasers
8	04.12.2007	Generation III / Generation IV	Active mode-locking, incl. synchronous pumping	Fundamentals, work-out difference to mode-locking
9	11.12.2007		Passive mode locking, differences to Q-switching	also solitary pulses, solitons, self-organization
10	18.12.2007	Beam Sources I	Mode-locked lasers	Amplifying media + dispersion compensation
11	08.01.2008	Beam Sources II	Amplifier-systems	incl. chirped-pulse amplification (CPA)
12	15.01.2008	Beam Sources II	Frequency conversion	Second harmonic gen., freq. mixing, supercontinuum
13	22.01.2008	Beam Sources III / IV	OPA, OPO, attosecund pulse generation etc.	Chances for scaling of pulse parameters
14	29.01.2008	Application III + Beam Sources V, material see 08.01.2008	Application related selection, limitations	with respect to pulse width and energy, peak power etc.
15	05.02.2008	Lab-Tour IAP	Labs and experiments with reference to the lecture	AG Fallnich "and" AG Denz

Literature

 F. Kärtner, MIT, Ultrafast Optics, Lecture Notes Spring 2005