Spektral hochaufgelöste Untersuchung von Pikosekundenimpulsen aus modengekoppelten Hochleistungsdiodenlaser Oszillator-Verstärker-Systemen mit der Methode des Frequency Resolved Optical Gating

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Im Rahmen dieser Arbeit wurden Hochleistungsdiodenlaser Oszillator-Verstärker-Systeme im Materialsystem Indium-Gallium-Arsenit untersucht. Diese kompakten und leistungsstarken Laserstrahlquellen emittieren bei Wellenlängen um 920 nm und eignen sich deshalb in hohem Maße zur Erzeugung von blauer Laserstrahlung durch Frequenzverdopplung in nichtlinearen Kristallen. Die untersuchten dreistufigen Oszillator-Verstärker- Systeme setzen sich aus einem Einstreifen-Oszillator, einem nachfolgenden Einstreifen- Vorverstärker und schließlich einem Hochleistungsverstärker zusammen.

Die Schlüsselkomponenten dieser Systeme sind Hochleistungsverstärker mit einer trapezförmigen Geometrie der aktiven Zone. Diese so genannten Trapezverstärker erzielen bei sehr guter Strahlqualität hohe Ausgangsleistungen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden sowohl die räumlichen als auch die spektralen Strahleigenschaften von Trapezverstärkern unterschiedlicher Geometrie und verschiedener Hersteller detailliert untersucht. Verstärker des Ferdinand Braun Instituts für Höchstfrequenztechnik (FBH) zeichneten sich hierbei aufgrund ihrer exzellenten Strahlqualität in ganz besonderer Weise aus. Durch vergleichende Messungen bezüglich der Verstärkungseigenschaften und des Sättigungsverhaltens wurden die optimalen Parameter für den kontinuierlichen Betrieb ermittelt. Diese Strahlquellen emittieren im Dauerstrichbetrieb bei einer Wellenlänge von 920 nm optische Leistungen von bis zu 3,4 W (FBH), wobei etwa 75 % der optischen Leistung in einem nahezu beugungsbegrenzten Strahl mit einer Beugungsmaßzahl M2 ≤ 1, 1 emittiert werden.