Jenaer Physiker in Kanada für neuartigen Faserlaser ausgezeichnet

„Beeindruckender Beitrag, herausragende Ergebnisse“

Eine Jenaer Forschergruppe um den Physiker Prof. Andreas Tünnermann ist auf einer Tagung im kanadischen Quebec ausgezeichnet worden. Andreas Liem, Jens Limpert, Sven Höfer, Stefan Nolte, Holger Zellmer und Andreas Tünnermann vom Uni-Institut für Angewandte Physik (IAP) sowie Volker Reichel, Sonja Unger, Sylvia Jetschke und Hans-Rainer Müller vom Institut für Physikalische Hochtechnologie (IPHT) erhielten am 6. Februar 2002 den Preis für den besten Vortrag auf der Conference on Advanced Solid State Lasers (ASSL, auf deutsch: Konferenz über fortschrittliche Festkörper-Laser), der weltweit bedeutendsten Tagung auf diesem Gebiet. Stellvertretend für die Gruppe nahm Andreas Liem, Doktorand am IAP, den Preis entgegen. Dabei bezeichnete der Vorsitzende der Tagung, Dr. Martin Fermann von der angesehenen Firma Boston Laser Inc., den Vortrag der Jenaer Wissenschaftler als den „am meisten beeindruckenden“ der ganzen Tagung, der „herausragende Ergebnisse“ vorgestellt habe. Andres Liem, Prof. Tünnermann und ihre Arbeitsgruppe erhielten den Preis für ihren Vortrag „High average power femtosecond fiber CPA system“ (etwa: Ein Femtosekunden-Faserlaser nach CPA Technik mit hoher Durchschnittsleistung). Faserlaser bestehen aus optischen Fasern, in die geringe Mengen eines aktiven Materials eingebettet worden sind (Fachwort: dotiert). Dabei handelt es sich meist um elektrisch geladene Teilchen von bestimmten seltenen Elementen. Speist man in eine solche Faser Laserlicht ein, werden diese Teilchen angeregt und geben Energie an den Lichtimpuls ab, der dadurch verstärkt wird.

Die Jenaer Preisträger entwickelten nun einen Faserlaser, dessen Ausgangsleistung zehnmal so groß ist wie die herkömmlicher Faserlaser. Der Trick dabei: Sie streckten die extremen kurzen Lichtstöße eines Neodym-Glas-Lasers von nur wenigen Billiardstel Sekunden (Fachwort: Femtosekunden) Dauer zunächst in einer 400 Meter langen Faser auf etwa das Tausendfache und verstärkten sie sodann auf 125 Watt – dies ist das zuvor erwähnte CPA-Verfahren. Zwar könnte man die Lichtimpulse auch ohne dieses Verfahren verstärken, müsste dann aber störende Verzerrungen in Kauf nehmen. Anschließend wurden die hochverstärkten Laserimpulse mit einem sogenannten Gitterkompressor wieder auf 350 Femtosekunden zusammengestaucht. Zur Verdeutlichung: Um vom Mond zur Erde zu gelangen, benötigt Licht etwas mehr als eine Sekunde – in 350 Femtosekunden legt es gerade mal eine Strecke zurück, die etwa dem Durchmesser eines einzelnen Haares entspricht. Solche Gitterkompressoren sind normalerweise aus Gold, doch die können derart hohe Leistungen nicht verkraften. Die Jenaer Forscher verwenden deshalb Gitter aus Quarzglas, die am IAP selbst hergestellt werden. Sie hoffen, auf diese Weise noch leistungsstärkere Kurzpulslaser herzustellen. Faserlaser mit solchen extrem kurzen, aber vergleichsweise leistungsstarken Lichtstößen werden benötigt, um Werkstoffe hochgenau bearbeiten zu können.

Weitere Informationen: Friedrich-Schiller-Universität Jena, Physikalisch-Astronomische Fakultät, Institut für Angewandte Physik, Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena, Prof. Dr. Andreas Tünnermann, 03641/657646, Fax 03641/657680, E-Mail: tuennermann@iap.uni-jena.de