DE102022117267A1

DE102022117267A1 - Passiv modengekoppelter Faseroszillator, Laservorrichtung und nichtlineares CPA-Verstärkungssystem mit einem solchen Faseroszillator

Info

Publication number: DE102022117267A1
Application number: DE102022117267.8A
Authority: DE
Inventors: Aleksander Budnicki; Raphael Scelle; Florian Graf
Original assignee: Trumpf Laser GmbH
Current assignee: Trumpf Laser GmbH
Priority date: 2022-07-12
Filing date: 2022-07-12
Publication date: 2024-01-18
Also published as: WO2024013094A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Passiv modengekoppelter Faseroszillator (1) zur Erzeugung von Seed-Pulsen, geeignet für nichtlineare CPA-Verstärkungssysteme (35), mit
- einer Faserstrecke (3) mit einem ersten, zumindest teilreflektierenden Ende (5) und einem zweiten reflektierenden Ende (7), wobei
- die Faserstrecke (3) eine Verstärkungsfaser (9) aufweist, wobei
- der Faseroszillator (1) einen sättigbaren Absorber (11) aufweist, wobei
- der Faseroszillator (1) eine Gesamtfaserlänge aufweist, bei der eine Repetitionsrate des Faseroszillators (1) höchstens 10 MHz beträgt, wobei
- der Faseroszillator (1) wenigstens ein Dispersionskompensationselement (13) aufweist, und wobei
- das wenigstens eine Dispersionskompensationselement (13) derart ausgebildet ist, dass der Faseroszillator (1) eine Gesamtdispersion von 0,03 ps² bis 0,15 ps² aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen passiv modengekoppelten Faseroszillator, eine Laservorrichtung mit einem solchen Faseroszillator und ein nichtlineares CPA-Verstärkungssystem mit einem solchen Faseroszillator oder mit einer solchen Laservorrichtung.
Es gibt zwei Hauptklassen von optischen Pulslasern, nämlich modengekoppelte und gütegeschaltete Laser. Modengekoppelte Laser können ultrakurze optische Pulse mit hohen Repetitionsraten erzeugen, während gütegeschaltete Laser im Allgemeinen für die Erzeugung hochenergetischer Pulse bei relativ niedrigen Wiederholraten verwendet werden. Will man Subps Pulse erzeugen, fällt die Wahl typischerweise auf ein modengekoppeltes Oszillatorsystem. In der Regel wird dann die Repetitionsrate nach dem Oszillator über eine Pulsauswahlvorrichtung, d.h. einen Pulse Picker, z.B. einen akustooptischen Modulator (AOM) oder einen elektrooptischen Modulator (EOM) auf den gewünschten Wert eingestellt.
Passiv modengekoppelte Faseroszillatoren weisen typischerweise Repetitionsrate von mehr als 10 MHz auf, wobei es insbesondere bei Faseroszillatoren schwierig ist, kleinere Repetitionsrate zu verwirklichen. Insbesondere gibt es keine einfache Möglichkeit zur Anpassung der Repetitionsrate, wenn der Faseroszillator ausschließlich Faserkomponenten und keine Freistrahlstrecke aufweist. Dies gilt umso mehr, wenn hohe Qualitätsanforderungen an das Spektrum der erzeugten Laserpulse gestellt werden, wie beispielsweise bei einer Verwendung der Laserpulse als Seed-Pulse für ein nichtlineares CPA-Verstärkungssystem. Spektren solcher Laserpulse sollen eine möglichst geringe Restwelligkeit, insbesondere keine Ripples oder Modulationen aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen passiv modengekoppelten Faseroszillator, eine Laservorrichtung mit einem solchen Faseroszillator und ein nichtlineares CPA-Verstärkungssystem mit einem solchen Faseroszillator oder mit einer solchen Laservorrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest reduziert sind, vorzugsweise nicht auftreten.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein passiv modengekoppelter Faseroszillator zur Erzeugung von Seed-Pulsen geschaffen wird, wobei die durch den Faseroszillator erzeugten Seed-Pulse geeignet sind für nichtlineare CPA-Verstärkungssysteme. Der Faseroszillator weist eine Faserstrecke mit einem ersten, zumindest teilreflektierenden Ende und einem zweiten reflektierenden Ende auf, wobei die Faserstrecke eine Verstärkungsfaser aufweist. Der Faseroszillator weist außerdem einen sättigbaren Absorber auf. Weiterhin weist der Faseroszillator eine Gesamtfaserlänge auf, bei der eine Repetitionsrate des Faseroszillators höchstens 10 MHz beträgt. Schließlich weist der Faseroszillator wenigstens ein Dispersionskompensationselement auf, wobei das wenigstens eine Dispersionskompensationselement derart ausgebildet ist, dass der Faseroszillator eine Gesamtdispersion von 0,03 ps² bis 0,15 ps² aufweist. Durch geeignete Wahl der Gesamtfaserlänge kann insbesondere auch unter Verzicht auf eine Freistrahlstrecke eine Repetitionsrate bereitgestellt werden, die höchstens 10 MHz beträgt, insbesondere kleiner ist als 10 MHz. Zugleich wird vorteilhaft durch die Abstimmung der insgesamt normalen Gesamtdispersion auf den vorbestimmten Bereich von 0,03 ps² bis 0,15 ps² gewährleistet, dass das Spektrum der erzeugten Seed-Pulse geeignet ist, um diese als Eingangspulse zur Verstärkung in einem nichtlinearen CPA-Verstärkungssystem zu verwenden. Insbesondere weisen die mit dem erfindungsgemäßen Faseroszillator erzeugten Seed-Pulse ein Spektrum mit geringer Restwelligkeit auf, insbesondere mit geringen Ripples. Auch werden vorteilhaft Doppelpulse vermieden. Die Einstellung der Gesamtdispersion in dem vorbestimmten Bereich ist dabei für das Spektrum der erzeugten Laserpulse und die Funktionsweise des Faseroszillators wichtig: Bei zu niedriger Dispersion ist ein reproduzierbar stabiler Betrieb des Faseroszillators nicht zu gewährleisten, bei zu großer Dispersion wird für den stabilen Betrieb ein spektral schmaler Filter benötigt. Kurze Pulse und damit breitere Spektren können folglich nur durch den Einfluss von bedeutender nichtlinearer Verbreiterung pro Oszillatorrundlauf erzeugt werden, wodurch spektrale Ripples/Modulationen erzeugt werden. Insbesondere in dem hier vorgeschlagenen Bereich für die Gesamtdispersion ergeben sich glatte Spektren, die insbesondere mit Blick auf eine nachfolgende Verstärkung in einem CPA-Verstärkungssystem ausreichend breit sind. Durch geeignete Wahl der Faserlänge kann insbesondere die Repetitionsrate des Faseroszillators auf eine industrielle Anwendung zugeschnitten werden. Dabei bedarf es insbesondere keiner Pulsauswahlvorrichtung. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Komplexität des Gesamtsystems gesenkt und außerdem Degradationseffekte vermieden und damit die Qualität der erzeugten Laserpulse zumindest auf längere Sicht verbessert werden können.
Insbesondere weist das Spektrum der erzeugten Seed-Pulse weniger als 20 % Ripples auf.
Dass die durch den Faseroszillator erzeugten Seed-Pulse geeignet sind für nichtlineare CPA-Verstärkungssysteme bedeutet insbesondere, dass der Faseroszillator geeignet ist, um solche Seed-Pulse zu erzeugen, die geeignet sind zur Verwendung in nichtlinearen CPA-Verstärkungssystemen, das heißt die insbesondere geeignet sind, um in nichtlinearen CPA-Verstärkungssystemen verstärkt zu werden.
Insbesondere ist der Faseroszillator eingerichtet, um Laserpulse mit einer bandbreitenbegrenzten Pulsdauer von weniger als 1 ps zu erzeugen.
Insbesondere ist das Dispersionskompensationselement als Faserkomponente ausgebildet.
Unter einem Faseroszillator wird insbesondere ein Laseroszillator verstanden, der mindestens eine optische Komponente, insbesondere zur Lichtleitung und/oder Lichtbeeinflussung, aufweist, die eine Faser aufweist oder aus einer Faser besteht. In bevorzugter Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass alle optischen Komponenten des Faseroszillators Faserkomponenten sind, das heißt Komponenten, die insbesondere eine Faser aufweisen oder aus einer Faser bestehen, insbesondere faserbasierte Komponenten oder fasergekoppelte Komponenten.
In einer ersten Ausgestaltung ist das erste Ende der Faserstrecke teilreflektierend ausgebildet. Dies bedeutet insbesondere, dass ein den Faseroszillator durchlaufender Laserpuls an dem ersten Ende teilweise reflektiert und teilweise transmittiert wird. In diesem Fall dient das erste Ende der Faserstrecke zugleich als Auskoppler.
In einer zweiten Ausgestaltung ist das erste Ende der Faserstrecke reflektierend ausgebildet. In diesem Fall ist insbesondere an anderer Stelle des Faseroszillators ein Auskoppler vorgesehen, der beispielsweise als Tap-Koppler oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein kann.
Das zweite Ende der Faserstrecke kann ebenfalls teilreflektierend ausgebildet sein. Bevorzugt ist aber das zweite Ende vollständig oder nahezu vollständig reflektierend ausgebildet, sodass ein den Faseroszillator durchlaufender Laserpuls an dem zweiten Ende - gegebenenfalls bis auf Anteile, die von dem sättigbaren Absorber absorbiert werden - zumindest nahezu vollständig, vorzugsweise vollständig reflektiert wird.
Unter einem sättigbaren Absorber wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere ein optisches Element verstanden, welches ein Material mit intensitätsabhängigem Absorptionskoeffizienten aufweist, insbesondere eine Farbstofflösung oder ein Halbleitermaterial.
In einer Ausführungsform weist der sättigbare Absorber ein Halbleitermaterial als absorbierendes Material auf.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gesamtfaserlänge derart ausgebildet ist, dass der Faseroszillator eine Repetitionsrate von höchstens 5 MHz aufweist.
Die Repetitionsrate f_rep des Faseroszillators hängt von der Gesamtfaserlänge l gemäß folgender Gleichung ab: $f_{r e p} = \frac{c}{n l},$
mit der optischen Weglänge nl, die sich als Produkt aus dem Brechungsindex n der Faserkomponenten des Faseroszillators und der Gesamtfaserlänge l ergibt. Gleichung (1) kann insbesondere verwendet werden, wenn die Faserkomponenten alle denselben Brechungsindex aufweisen, oder wenn zumindest die Brechungsindices der verschiedenen Faserkomponenten nicht zu stark voneinander abweichen, wobei dann insbesondere auch ein mittlerer Brechungsindex n verwendet werden kann. Unterscheidet sich der Brechungsindex einzelner Faserkomponenten stark, kann dagegen übergegangen werden zu folgender Betrachtung: $f_{r e p} = \frac{c}{\sum_{i} n_{i} l_{i}},$
wobei zur Bestimmung der optischen Gesamtweglänge über die optischen Teil-Weglängen n_il_i der einzelnen Faserkomponenten i aufsummiert wird.
Die Gesamtfaserlänge entspricht insbesondere dem zweifachen der einfachen Länge der Faserstrecke, da ein den Faseroszillator durchlaufender Laserpuls die Faserstrecke zweimal durchläuft.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gesamtfaserlänge mindestens 20 m beträgt. Insbesondere auf diese Weise kann eine Repetitionsrate von höchstens 10 MHz, insbesondere höchstens 5 MHz, erreicht werden. Insbesondere beträgt dann die einfache Länge der Faserstrecke mindestens 10 m.
In einer Ausführungsform ist der Faseroszillator selbststartend ausgebildet. Insbesondere ermöglicht der sättigbare Absorber vorteilhaft einen Selbststart des modengekoppelten Betriebs, insbesondere durch Änderung der Pumpleistung, sowie auch eine Erhaltung der stabilen Modenkopplung im Betrieb des Faseroszillators.
In einer Ausführungsform des Faseroszillators ist vorgesehen, dass das erste Ende der Faserstrecke ein Reflektorelement aufweist, das eingerichtet ist, um einen Laserpuls zumindest teilweise zu reflektieren. Das erste Ende ist also insbesondere durch das Reflektorelement zumindest teilreflektierend ausgebildet. Insbesondere weist das Reflektorelement bevorzugt eine Reflektivität von 10 % bis 40 %, insbesondere bis 30 %, insbesondere bis 20 % auf.
In einer Ausführungsform ist das Reflektorelement als Wellenlängenfixierelement ausgebildet, das heißt insbesondere als ein Element, das eingerichtet ist, um eine Zentralwellenlänge für den Faseroszillator festzulegen. Somit ermöglicht das Reflektorelement vorteilhaft eine eindeutige Festlegung der Zentralwellenlänge, mit welcher der Faseroszillator betrieben wird. Dies bietet den großen Vorteil einer hohen Reproduzierbarkeit bei gleichzeitig erhöhter Variabilität, um eine bestimmte, gewünschte Wellenlänge als Zentralwellenlänge zu erhalten. Dies kann insbesondere in nachfolgenden Prozessen, deren Effizienz von der Wellenlänge abhängt, entscheidend sein, beispielsweise bei Materialbearbeitungsprozessen, in einer Verstärkungskette, und/oder bei der Frequenzkonversion.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Reflektorelement als Faser-Bragg-Gitter ausgebildet ist. Das Faser-Bragg-Gitter kann insbesondere als das Dispersionskompensationselement, als Wellenlängenfixierelement, und/oder als Bandbreitenbegrenzungselement fungieren. Um als das Dispersionskompensationselement fungieren zu können, ist das Faser-Bragg-Gitter insbesondere als gechirptes Faser-Bragg-Gitter ausgebildet. Als Wellenlängenfixierelement oder als Bandbreitenbegrenzungselement kann das Faser-Bragg-Gitter auch wirken, wenn es als ungechirptes Faser-Bragg-Gitter ausgebildet ist.
In einer Ausführungsform ist das Dispersionskompensationselement durch das Reflektorelement gebildet, indem das Reflektorelement als gechirptes Faser-Bragg-Gitter ausgebildet ist.
Insbesondere ist das Reflektorelement das Dispersionskompensationselement.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Dispersionskompensationselement ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einem gechirpten Faser-Bragg-Gitter und einer dispersionskompensierenden Faser. Alternativ oder zusätzlich ist die Verstärkungsfaser dispersionskompensierend ausgebildet. Insbesondere ist es möglich, dass die Verstärkungsfaser selbst das Dispersionskompensationselement ist. Die dispersionskompensierende Faser oder die dispersionskompensierend ausgebildete Verstärkungsfaser wird auch als Dispersionskompensationsfaser oder dispersionsangepasste Faser bezeichnet. Eine solche Dispersionskompensationsfaser kann beispielsweise einen Faserkern aufweisen, der Ringe mit unterschiedlichen Brechungsindices umfasst.
In einer Ausführungsform weist das Dispersionskompensationselement, insbesondere die dispersionskompensierende Faser, eine anomale Dispersion auf, insbesondere wenn der Faseroszillator im Übrigen zumindest im Wesentlichen, insbesondere insgesamt - insbesondere mit Ausnahme des Dispersionskompensationselements -, eine normale Dispersion aufweist, die größer ist als die vorbestimmte Gesamtdispersion. Dabei ist die anomale Dispersion des Dispersionskompensationselements derart auf die normale Dispersion der übrigen Komponenten des Faseroszillators abgestimmt, dass die Gesamtdispersion in dem vorbestimmten Bereich liegt.
In einer Ausführungsform weist die Faserstrecke eine Einkoppelvorrichtung auf, die eingerichtet ist, um Pumplicht in die Verstärkungsfaser einzukoppeln. Die Einkoppelvorrichtung ist bevorzugt als Wellenlängenmultiplex-Koppler (Wavelength Division Multiplexer - WDM) ausgebildet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das als gechirptes Faser-Bragg-Gitter ausgebildete Dispersionskompensationselement als das Reflektorelement an dem ersten, zumindest teilreflektierenden Ende der Faserstrecke angeordnet ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der sättigbare Absorber als sättigbarer Absorberspiegel (saturable absorber mirror - SAM) ausgebildet und als Reflektor an dem zweiten reflektierenden Ende der Faserstrecke angeordnet ist.
In einer Ausführungsform weist der als sättigbarer Absorberspiegel ausgebildet sättigbare Absorber ein Halbleitermaterial als absorbierendes Material auf und ist dann insbesondere als sogenannter SESAM (semiconductor saturable absorber mirror) ausgebildet.
In einer Ausführungsform ist ein Faserausgang der Faserstrecke im Bereich des zweiten Endes über eine Optik auf den sättigbaren Absorberspiegel abgebildet. Das zweite Ende der Faserstrecke umfasst dann insbesondere zumindest eine kurze Freistrahlkomponente.
In einer anderen Ausführungsform ist der Faserausgang der Faserstrecke unmittelbar mit dem sättigbaren Absorberspiegel verbunden, insbesondere auf den sättigbaren Absorberspiegel aufgebracht, insbesondere aufgeklebt. Bei dieser Ausgestaltung kann eine Freistrahlkomponente im Bereich des zweiten Endes vermieden werden.
In wieder einer anderen Ausführungsform ist der sättigbare Absorber, insbesondere der sättigbare Absorberspiegel, selbst als Faserkomponente ausgebildet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verstärkungsfaser mit Ytterbium dotiert ist. Dies ermöglicht in besonders einfacher Weise eine Abstimmung der insgesamt normalen Gesamtdispersion des Faseroszillator auf den vorbestimmten Bereich.
Alternativ oder zusätzlich ist die erste Verstärkungsfaser dotiert mit wenigstens einem Element, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Neodym, Erbium, Thulium, und Holmium.
In einer Ausführungsform ist die erste Verstärkungsfaser mit genau einem der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ytterbium, Neodym, Erbium, Thulium, und Holmium dotiert. In einer anderen Ausführungsform ist die erste Verstärkungsfaser mit einer Kombination von wenigstens zwei der genannten Elemente, insbesondere mit einer Kombination von genau zwei der genannten Elemente, dotiert. In einer Ausführungsform ist die erste Verstärkungsfaser mit Erbium und Ytterbium (Er/Yb) dotiert. In einer anderen Ausführungsform ist die erste Verstärkungsfaser mit Thulium und Holmium (Tm/Ho) dotiert.
Das Dotierungselement oder gegebenenfalls die Kombination von Dotierungselementen bestimmt insbesondere eine optische Wellenlänge für den Faseroszillator: Umfasst die erste Verstärkungsfaser Ytterbium oder Neodym als Dotierungselement, liegt die Wellenlänge ungefähr bei 900 nm bis 1100 nm. Umfasst die erste Verstärkungsfaser Erbium als Dotierungselement, liegt die Wellenlänge ungefähr bei 1500 nm. Umfasst die erste Verstärkungsfaser Thulium oder Holmium als Dotierungselement, liegt die Wellenlänge ungefähr bei 1900 nm bis 2100 nm.
Dass der Faseroszillator insgesamt eine normale Gesamtdispersion aufweist, oder dass - anders formuliert, jedoch gleichbedeutend - die Gesamtdispersion des Faseroszillators im normalen Dispersionsbereich liegt, bedeutet insbesondere, dass ein den Faseroszillator durchlaufender Lichtpuls nach einem Durchlauf durch den Faseroszillator - das heißt jede Komponente des Faseroszillators wurde einmal passiert - eine normale Dispersion erfahren hat. Dies wiederum bedeutet, dass im Vergleich zu einer zeitlichen Form des Lichtpulses vor dem Durchlauf durch den Faseroszillator in der zeitlichen Form des Lichtpulses nach dem Durchlauf durch den Faseroszillator höhere Frequenzen nacheilen, während niedrigere Frequenzen voreilen. Höhere Frequenzen durcheilen den Faseroszillator also langsamer als niedrigere Frequenzen. Dies bedeutet nicht notwendig, dass jede optische Komponente des Faseroszillators eine normale Dispersion aufweist; vielmehr ergibt sich der Effekt zumindest für die Summe der optischen Komponenten. Während es also bei einer Ausgestaltung möglich ist, dass alle optischen Komponenten des Faseroszillators eine normale Dispersion aufweisen, ist es bei einer anderen Ausgestaltung ebenso möglich, dass zumindest eine erste optische Komponente des Faseroszillators eine anomale Dispersion aufweist, wobei der Faseroszillator mindestens eine andere, zweite optische Komponente aufweist, die eine normale Dispersion aufweist, welche die anomale Dispersion der ersten optischen Komponente überkompensiert, sodass die Dispersion des Faseroszillators insgesamt normal ist.
Liegt die Wellenlänge des Faseroszillators im normalen Dispersionsbereich, beispielsweise bei der Verwendung von Ytterbium oder Neodym als Dotierungselement, ist das Dispersionskompensationselement vorgesehen und eingerichtet, um die Gesamtdispersion des Faseroszillators in dem für den Faseroszillator vorbestimmten Bereich zu halten. Liegt die Wellenlänge des Faseroszillators dagegen im anomalen Dispersionsbereich, beispielsweise bei der Verwendung von Erbium, Thulium oder Holmium als Dotierungselement, ist das Dispersionskompensationselement zusätzlich vorgesehen und eingerichtet, um die Gesamtdispersion in den normalen Bereich und dabei in den vorbestimmten Bereich zu bringen.
In einer Ausführungsform weist der Faseroszillator eine Mehrzahl von Dispersionskompensationselementen als das Dispersionskompensationselement auf. Es kommt dann insbesondere darauf an, dass der Gesamteffekt der verschiedenen Dispersionskompensationselemente in Summe derart ist, dass die Gesamtdispersion des Faseroszillators in dem vorbestimmten Bereich liegt.
Insbesondere weisen in einer Ausgestaltung alle optischen Komponenten des Faseroszillators jeweils eine normale Dispersion auf. Vorteilhaft ergibt sich bei einer solchen Ausgestaltung kein Vorzeichenwechsel für den Chirp des Laserpulses, und der Laserpuls ist an keiner Stelle des Faseroszillators fourierlimitiert. Dies trägt wiederum vorteilhaft dazu bei, dass aufgrund von Selbstphasenmodulation auftretende Effekte reduziert werden können.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Faserstrecke mindestens ein Abschwächelement aufweist, wobei das mindestens eine Abschwächelement insbesondere ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einem Tap-Koppler, einer Spleißung der Faserstrecke - insbesondere mit gezielt reduzierter Transmission, beispielsweise durch lateralen Versatz der gespleisten Faserenden - , und einem insbesondere absorbierenden Filter. Alternativ oder zusätzlich kann das Fiber-Bragg-Gitter als Abschwächelement ausgebildet sein oder als Abschwächelement dienen. Vorteilhaft kann mittels des Abschwächelements eine Pulsspitzenleistung reduziert werden, wodurch aufgrund von Selbstphasenmodulation auftretende Effekte reduziert werden können. Ist das Abschwächelement als Spleißung der Faserstrecke ausgebildet, kann es sich insbesondere um eine Spleißung zwischen der Verstärkungsfaser und einer weiteren Faser der Faserstrecke handeln.
In einer Ausführungsform ist das Abschwächelement eingerichtet, um eine Abschwächung eines Laserpulses um 10 % bis 60 %, insbesondere bis 50 % zu bewirken.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Abschwächelement entlang der Faserstrecke unmittelbar benachbart zu der Verstärkungsfaser angeordnet ist. Vorteilhaft kann so insbesondere eine Laufstrecke für den Laserpuls, den dieser mit hoher Spitzenleistung zurücklegt, so kurz wie möglich gehalten werden, um durch Selbstphasenmodulation auftretende Effekt zu reduzieren.
Insbesondere ist das mindestens eine Abschwächelement entlang der Faserstrecke zwischen der Verstärkungsfaser und dem Dispersionskompensationselement angeordnet, insbesondere mit kleinerem Abstand zu der Verstärkungsfaser als zu dem Dispersionskompensationselement. Vorteilhaft kann so insbesondere die Laufstrecke für den Laserpuls, den dieser mit hoher Spitzenleistung zurücklegt, so kurz wie möglich gehalten werden, um durch Selbstphasenmodulation auftretende Effekt zu reduzieren.
Alternativ ist das mindestens eine Abschwächelement entlang der Faserstrecke mit kleinerem Abstand zu dem Dispersionskompensationselement als zu der Verstärkungsfaser angeordnet. In dieser Ausgestaltung kann der Laserpuls insbesondere an einer Stelle abgeschwächt werden, an welcher er eine geringe oder sogar seine geringste Pulsdauer entlang der Faserstrecke aufweist.
Insbesondere ist das mindestens eine Abschwächelement entlang der Faserstrecke zwischen der Verstärkungsfaser und dem gechirpten Faser-Bragg-Gitter angeordnet, insbesondere wenn das gechirpte Faser-Bragg-Gitter als Reflektorelement vorgesehen ist. Insbesondere ist dabei das mindestens eine Abschwächelement mit kleinerem Abstand zu der Verstärkungsfaser als zu dem gechirpten Faser-Bragg-Gitter angeordnet. Vorteilhaft kann so insbesondere die Laufstrecke für den Laserpuls, den dieser mit hoher Spitzenleistung zurücklegt, so kurz wie möglich gehalten werden, um durch Selbstphasenmodulation auftretende Effekt zu reduzieren. Alternativ ist das mindestens eine Abschwächelement entlang der Faserstrecke mit kleinerem Abstand zu dem gechirpten Faser-Bragg-Gitter als zu der Verstärkungsfaser angeordnet. In dieser Ausgestaltung kann der Laserpuls insbesondere an einer Stelle abgeschwächt werden, an welcher er eine geringe oder sogar seine geringste Pulsdauer entlang der Faserstrecke aufweist.
In einer Ausführungsform weist der Faseroszillator insbesondere entlang der Faserstrecke ein Bandbreitenbegrenzungselement auf. Durch das Zusammenspiel aus normaler Dispersion und Selbstphasenmodulation werden stark gechirpte Lichtpulse im Faseroszillator erzeugt, die sich bei ihrer Propagation spektral und zeitlich verbreitern. Das Bandbreitenbegrenzungselement schneidet vorteilhaft Anteile auf beiden Seiten des Spektrums ab und verkürzt damit - aufgrund des starken Chirps - die Lichtpulse nicht nur spektral, sondern auch zeitlich. Insbesondere auf diese Weise lässt sich die Randbedingung der Periodizität für einen im Faseroszillator umlaufenden Lichtpuls erfüllen.
Das Bandbreitenbegrenzungselement weist bevorzugt eine Bandbreite von mindestens 4 nm bis höchstens 100 nm, insbesondere bis höchstens 30 nm, insbesondere von mindestens 5 nm bis höchstens 20 nm, auf.
In einer Ausführungsform ist das Bandbreitenbegrenzungselement als Bandpassfilter ausgebildet. Dies stellt eine geeignete Ausgestaltung des Bandbreitenbegrenzungselements dar.
Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass das Reflektorelement, insbesondere das Faser-Bragg-Gitter, als Bandbreitenbegrenzungselement ausgebildet ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da es dann keiner zusätzlichen Komponente zur Bandbreitenbegrenzung bedarf. In diesem Fall kann das Faser-Bragg-Gitter als ungechirptes Faser-Bragg-Gitter, aber auch als gechirptes Faser-Bragg-Gitter ausgebildet sein. Das Faser-Bragg-Gitter kann zusätzlich oder alternativ als das Dispersionskompensationselement fungieren, insbesondere wenn es als gechirptes Faser-Bragg-Gitter ausgebildet ist.
Das Bandbreitenbegrenzungselement, insbesondere das Reflektorelement oder der Bandpassfilter, ist bevorzugt bezüglich seiner Bandbreite verstellbar ausgebildet, vorzugsweise als temperaturabhängiges Gitter, oder als Gitter, das gegenüber Dehnung oder Stauchung bezüglich seiner Bandbreite empfindlich ist.
In einer Ausführungsform sind alle optischen Komponenten des Faseroszillators polarisationserhaltend ausgebildet. Dies erweist sich als besonders vorteilhafte Ausgestaltung für den Faseroszillator.
In einer Ausführungsform sind alle optischen Komponenten des Faseroszillators durch Fasern gebildet oder bestehen aus Fasern, wobei sie insbesondere faserbasierte Komponenten oder fasergekoppelte Komponenten sind. Insbesondere weist der Faseroszillator bevorzugt keine Freistrahlkomponenten auf. In diesem Fall ergibt sich kein Justieraufwand in Zusammenhang mit dem Faseroszillator.
Es ist aber in einer anderen Ausführungsform auch möglich, dass der Faseroszillator mindestens eine optische Komponente aufweist, die als Freistrahlkomponente ausgebildet ist.
Insbesondere ist in einer Ausführungsform der sättigbare Absorber, insbesondere der sättigbare Absorberspiegel, sowie optional eine den Faserausgang der Faserstrecke auf den sättigbaren Absorberspiegel abbildende Optik als einzige Faserkomponenten ausgebildet, während zugleich alle anderen Komponenten des Faseroszillators Faserkomponenten sind.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Laservorrichtung geschaffen wird, die eine Pumplichtquelle und einen erfindungsgemäßen Faseroszillator oder einen Faseroszillator nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen aufweist, wobei die Pumplichtquelle und der Faseroszillator miteinander lichtleitend verbunden sind, sodass Pumplicht der Pumplichtquelle in den Faseroszillator eingekoppelt werden kann. In Zusammenhang mit der Laservorrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Faseroszillator beschrieben wurden.
In einer Ausführungsform weist die Laservorrichtung eine Steuervorrichtung auf.
In einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung mit der Pumplichtquelle wirkverbunden und eingerichtet, um eine Pumpleistung der Pumplichtquelle so einzustellen, dass die Verstärkung in der Verstärkungsfaser derart abgestimmt ist, dass sie entlang der Faserstrecke insgesamt - insbesondere im Bereich des ersten Endes sowie im Bereich des sättigbaren Absorbers - auftretende Verluste, gerade dann genau ausgleicht, wenn der sättigbare Absorber gesättigt ist. Dies bedeutet insbesondere, dass zu Zeiten, zu denen der sättigbare Absorber nicht gesättigt ist, höhere Verluste entlang der Faserstrecke auftreten, die nicht durch die Verstärkungsfaser ausgeglichen werden. Hierdurch werden Laserpulse mit hoher Spitzenleistung bevorzugt verstärkt (positiv diskriminiert) und zugleich jegliches andere Licht effektiv gedämpft, sodass im Ergebnis sehr kurze, intensive Laserpulse erreicht werden, wobei die zeitliche Länge der Laserpulse insbesondere von der Dynamik des sättigbaren Absorbers abhängt, insbesondere von den Zeitskalen, auf welchen der sättigbare Absorber einerseits gesättigt und andererseits entsättigt wird. Insbesondere dieser Effekt ermöglicht auch den Selbststart des modengekoppelten Betriebs des Faseroszillators, insbesondere durch Variation der Pumpleistung.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Steuervorrichtung mit dem bezüglich seiner Bandbreite verstellbar ausgebildeten Bandbreitenbegrenzungselement, insbesondere dem Reflektorelement oder dem Bandpassfilter, gegebenenfalls in Zusammenspiel mit einem weiteren optischen Element, insbesondere einem weiteren Bandbreitenbegrenzungselement, wirkverbunden und eingerichtet ist, um eine Bandbreite des Bandbreitenbegrenzungselements einzustellen, insbesondere auf mindestens 4 nm bis höchstens 100 nm, insbesondere bis höchstens 30 nm, insbesondere von mindestens 5 nm bis höchstens 20 nm.
Bevorzugt weist der Faseroszillator zusätzlich zu dem verstellbaren Bandbreitenbegrenzungselement noch ein weiteres Filterelement auf, wobei durch Verstellen der Bandbreite des verstellbaren Bandbreitenbegrenzungselements ein Überlappungsbereich zwischen dem Bandbreitenbegrenzungselement und dem Filterelement eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann sehr effizient eine effektive Bandbreite der Kombination aus dem Bandbreitenbegrenzungselement und dem Filterelement eingestellt werden, insbesondere auf mindestens 4 nm bis höchstens 100 nm, insbesondere bis höchstens 30 nm, insbesondere von mindestens 5 nm bis höchstens 20 nm.
Das Bandbreitenbegrenzungselement kann insbesondere thermisch oder mechanisch verstellbar sein, beispielsweise durch Erwärmen oder Abkühlen, oder durch Dehnen oder Stauchen.
Eine verstellbare Bandbreitenbegrenzung kann auch mit einem Fabry-Perot-Filter bewirkt werden, bei dem ein Abstand zwischen zwei Flächen, die für die Fabry-Perot-Eigenschaft verantwortlich sind, verändert wird.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein nichtlineares CPA-Verstärkungssystem geschaffen wird, das einen erfindungsgemäßen Faseroszillator oder einen Faseroszillator nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen zur Erzeugung von Seed-Pulsen aufweist. Alternativ weist das CPA-Verstärkungssystem eine erfindungsgemäße Laservorrichtung oder eine Laservorrichtung nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen zur Erzeugung von Seed-Pulsen auf. Optional weist das Verstärkungssystem eine Pulsauswahlvorrichtung zum Auswählen oder Verwerfen von Seed-Pulsen auf. Diese kann insbesondere vorgesehen sein, obwohl dies an sich aufgrund der beschriebenen Ausgestaltung des Faseroszillators nicht notwendig ist, insbesondere um die Repetitionsrate bei Bedarf zusätzlich verändern zu können. Das Verstärkungssystem weist einen Pulsstrecker zum zeitlichen Strecken der Seed-Pulse, eine Verstärkeranordnung zum Verstärken der zeitlich gestreckten Seed-Pulse, und eine Kompressionsvorrichtung zum zeitlichen Komprimieren der verstärkten, zeitlich gestreckten Seed-Pulse auf. In Zusammenhang mit dem Verstärkungssystem ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Faseroszillator oder der Laservorrichtung beschrieben wurden.
Dass das Verstärkungssystem als CPA-Verstärkungssystem ausgebildet ist, bedeutet im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere, dass die Verstärkung in dem Verstärkungssystem nach dem Prinzip der „Chirped Pulse Amplification“ (CPA) erfolgt. Unter einem nichtlinearen CPA-System wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere ein CPA-System verstanden, das eine bestimmte nichtlineare Phase während der Verstärkung bzw. Propagation in der Faser zulässt.
Optional weist das Verstärkungssystem eine Pulsauswahlvorrichtung zum Auswählen oder Verwerfen von zeitlich gestreckten Seed-Pulsen, von verstärkten, zeitlich gestreckten Seed-Pulsen, und/oder von komprimierten verstärkten Seed-Pulsen auf.
In einer Ausführungsform weist die Verstärkeranordnung mindestens einen Vorverstärker und mindestens einen Hauptverstärker auf. Insbesondere weist die Verstärkeranordnung in einer Ausführungsform eine Mehrzahl von Vorverstärkern und einen Hauptverstärker auf.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine gesamte nichtlineare Phase des Verstärkungssystems mindestens π rad, vorzugsweise mehr als π rad, beträgt. Dies bedeutet insbesondere, dass das Verstärkungssystem so eingerichtet ist, dass seine gesamte nichtlineare Phase mindestens π rad, vorzugsweise mehr als π rad, beträgt. Das hat den Vorteil, dass bei gegebenem Streckfaktor die maximal extrahierbare Pulsenergie aus dem Verstärkungssystem erhöht werden kann. Die Komprimierbarkeit der verstärkten Pulse leidet zwar unter der nichtlinearen Phase, kann aber insbesondere durch eine geeignete Wahl des Eingangsspektrums stark beeinflusst werden. Um eine möglichst hohe Pulsenergie bei gleichzeitig guter Komprimierbarkeit der Pulse zu erreichen sind daher die Anforderungen an die Form der Eingangsspektren sehr hoch, wobei der hier vorgeschlagene Faseroszillator vorteilhaft geeignet ist, diese hohen Anforderungen zu erfüllen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Laservorrichtung mit einem Ausführungsbeispiel eines passiv modengekoppelten Faseroszillators, und
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines nichtlinearen CPA-Verstärkungssystems mit einem passiv modengekoppelten Faseroszillator.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Laservorrichtung 2 mit einem Ausführungsbeispiel eines passiv modengekoppelten Faseroszillators 1 zur Erzeugung von Seed-Pulsen, die geeignet sind für nichtlineare CPA-Verstärkungssysteme 35.
Der Faseroszillator 1 weist eine Faserstrecke 3 mit einem ersten, teilreflektierenden Ende 5 und einem zweiten reflektierenden 7 Ende auf, wobei die Faserstrecke 3 eine Verstärkungsfaser 9 aufweist. Der Faseroszillator 1 weist außerdem einen sättigbaren Absorber 11 auf. Weiterhin weist der Faseroszillator 1 eine Gesamtfaserlänge auf, bei der eine Repetitionsrate des Faseroszillators 1 höchstens 10 MHz beträgt. Schließlich weist der Faseroszillator 1 wenigstens ein Dispersionskompensationselement 13 auf, wobei das wenigstens eine Dispersionskompensationselement 13 derart ausgebildet ist, dass der Faseroszillator 1 eine Gesamtdispersion von 0,03 ps² bis 0,15 ps² aufweist. Auf diese Weise ist das Spektrum der erzeugten Seed-Pulse geeignet, um diese als Eingangspulse zur Verstärkung in einem in 2 schematisch dargestellten nichtlinearen CPA-Verstärkungssystem 35 zu verwenden. Insbesondere weisen die mit dem erfindungsgemäßen Faseroszillator 1 erzeugten Seed-Pulse ein Spektrum mit geringer Restwelligkeit auf, insbesondere mit geringen Ripples.
Die Gesamtfaserlänge ist insbesondere derart ausgebildet, dass der Faseroszillator 1 eine Repetitionsrate von höchstens 5 MHz aufweist.
Insbesondere beträgt die Gesamtfaserlänge mindestens 20 m. Insbesondere beträgt dann die einfache Länge der Faserstrecke 3 mindestens 10 m.
Es ist möglich, dass die Verstärkungsfaser 9 als dispersionskompensierende Faser 16 und damit selbst als das Dispersionskompensationselement 13 ausgebildet ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist allerdings ein an dem ersten Ende 5 angeordnetes, zugleich als Auskoppler fungierendes, teilreflektierendes Reflektorelement 15 als das Dispersionskompensationselement 13 ausgebildet, insbesondere indem das Reflektorelement 15 als gechirptes Faser-Bragg-Gitter 17 ausgebildet ist.
Bevorzugt weist die Faserstrecke 3 eine Einkoppelvorrichtung 19 auf, die eingerichtet ist, um Pumplicht in die Verstärkungsfaser 9 einzukoppeln. Die Einkoppelvorrichtung ist 19 bevorzugt als Wellenlängenmultiplex-Koppler (Wavelength Division Multiplexer - WDM) ausgebildet.
Insbesondere ist der sättigbare Absorber 11 als sättigbarer Absorberspiegel 21 ausgebildet und als Reflektor 23 an dem zweiten reflektierenden Ende 7 der Faserstrecke 3 angeordnet.
Bevorzugt weist der als sättigbarer Absorberspiegel 21 ausgebildete sättigbare Absorber 11 ein Halbleitermaterial als absorbierendes Material auf und ist dann insbesondere als sogenannter SESAM (semiconductor saturable absorber mirror) ausgebildet.
Bevorzugt ist die Verstärkungsfaser 9 mit Ytterbium dotiert.
Insbesondere weist die Faserstrecke 3 mindestens ein Abschwächelement 25 auf, wobei das mindestens eine Abschwächelement 25 insbesondere ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einem Tap-Koppler 27, einer Spleißung der Faserstrecke 3, und einem insbesondere absorbierenden Filter 28. Insbesondere ist hier das Fiber-Bragg-Gitter 17 als das Abschwächelement 25 ausgebildet und entlang der Faserstrecke 3 unmittelbar benachbart zu der Verstärkungsfaser 9 angeordnet. Insbesondere weist die Faserstrecke 3 zusätzlich den Tap-Koppler 27 einerseits als ein weiteres Abschwächelement 25 und andererseits zur Auskopplung von Laserstrahlung, insbesondere zu Diagnosezwecken, auf.
In 1 ist beispielhaft noch der absorbierende Filter 28 als ein weiteres Abschwächelement 25 dargestellt, das entlang der Faserstrecke 3 zwischen der Verstärkungsfaser 9 und dem gechirpten Faser-Bragg-Gitter 17 angeordnet ist. Insbesondere ist der absorbierende Filter 28 mit kleinerem Abstand zu der Verstärkungsfaser 9 als zu dem gechirpten Faser-Bragg-Gitter 17 angeordnet. Alternativ ist es in einer nicht dargestellten Ausgestaltung möglich, dass der absorbierende Filter 28 entlang der Faserstrecke 3 mit kleinerem Abstand zu dem gechirpten Faser-Bragg-Gitter 17 als zu der Verstärkungsfaser 3 angeordnet ist. Der absorbierende Filter 28 kann insbesondere zusätzlich oder alternativ zu mindestens einem der weiteren in 1 dargestellten und oben aufgeführten genannten Abschwächelementen 25 vorgesehen sein.
Bevorzugt ist das Faser-Bragg-Gitter 17 zusätzlich als Bandbreitenbegrenzungselement 29 ausgebildet. Das Bandbreitenbegrenzungselement 29 weist bevorzugt eine Bandbreite von mindestens 4 nm bis höchstens 100 nm, insbesondere bis höchstens 30 nm, insbesondere von mindestens 5 nm bis höchstens 20 nm, auf.
Insbesondere ist das Bandbreitenbegrenzungselement 29 bezüglich seiner Bandbreite verstellbar ausgebildet, vorzugsweise als temperaturabhängiges Gitter, oder als Gitter, das gegenüber Dehnung oder Stauchung bezüglich seiner Bandbreite empfindlich ist.
Die Laservorrichtung 2 weist den Faseroszillator 1 und außerdem eine Pumplichtquelle 31 auf, wobei die Pumplichtquelle 31 und der Faseroszillator 1 miteinander lichtleitend verbunden sind, sodass Pumplicht der Pumplichtquelle 31 in den Faseroszillator 1, insbesondere in die Verstärkungsfaser 9 eingekoppelt werden kann. Die Laservorrichtung 2 weist außerdem eine Steuervorrichtung 33 auf, die insbesondere mit der Pumplichtquelle 31 wirkverbunden und vorzugsweise eingerichtet ist, um eine Pumpleistung der Pumplichtquelle 31 so einzustellen, dass die Verstärkung in der Verstärkungsfaser 9 derart abgestimmt ist, dass sie entlang der Faserstrecke 3 insgesamt - insbesondere im Bereich des ersten Endes 5 sowie im Bereich des sättigbaren Absorbers 11 - auftretende Verluste gerade dann genau ausgleicht, wenn der sättigbare Absorber 11 gesättigt ist.
Insbesondere ist die Steuervorrichtung 33 außerdem mit dem bezüglich seiner Bandbreite verstellbar ausgebildeten Bandbreitenbegrenzungselement 29 wirkverbunden und eingerichtet ist, um die Bandbreite des Bandbreitenbegrenzungselements 29 einzustellen.
In einer Ausgestaltung ist eine Grundplatte, auf welcher der Faseroszillator 1 aufgebaut ist, temperierbar ausgebildet, sodass es möglich ist, für den Betrieb des Faseroszillators 1 eine vorbestimmte, insbesondere konstante Temperatur einzustellen. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, die Empfindlichkeit des Faseroszillators 1 gegenüber Umgebungseinflüssen zu reduzieren. Bevorzugt ist hierzu die Steuervorrichtung 33 mit der temperierbaren Grundplatte wirkverbundenen eingerichtet, um die vorbestimmte Temperatur für die Grundplatte einzustellen, insbesondere einzuregeln.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines nichtlinearen CPA-Verstärkungssystems 35 mit einem passiv modengekoppelten Faseroszillator 1.
Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern jeweils auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
Das nichtlineare CPA-Verstärkungssystem 35 weist den Faseroszillator 1, insbesondere die Laservorrichtung 2, zur Erzeugung von Seed-Pulsen auf. Optional weist das CPA-Verstärkungssystem 35 einen Pulsstrecker 37 zum zeitlichen Strecken der Seed-Pulse auf, außerdem eine Pulsauswahlvorrichtung 39 zum Auswählen oder Verwerfen von Seed-Pulsen, eine Verstärkeranordnung 41 zum Verstärken der zeitlich gestreckten Seed-Pulse, insbesondere mit mindestens einem Vorverstärker 43 und mindestens einem Hauptverstärker 45, und eine Kompressionsvorrichtung 47 zum zeitlichen Komprimieren der verstärkten, zeitlich gestreckten Seed-Pulse. Eine gesamte nichtlineare Phase des CPA-Verstärkungssystems 35 beträgt bevorzugt mindestens π rad.

Claims

Passiv modengekoppelter Faseroszillator (1) zur Erzeugung von Seed-Pulsen, geeignet für nichtlineare CPA-Verstärkungssysteme (35), mit - einer Faserstrecke (3) mit einem ersten, zumindest teilreflektierenden Ende (5) und einem zweiten reflektierenden Ende (7), wobei - die Faserstrecke (3) eine Verstärkungsfaser (9) aufweist, wobei - der Faseroszillator (1) einen sättigbaren Absorber (11) aufweist, wobei - der Faseroszillator (1) eine Gesamtfaserlänge aufweist, bei der eine Repetitionsrate des Faseroszillators (1) höchstens 10 MHz beträgt, wobei - der Faseroszillator (1) wenigstens ein Dispersionskompensationselement (13) aufweist, und wobei - das wenigstens eine Dispersionskompensationselement (13) derart ausgebildet ist, dass der Faseroszillator (1) eine Gesamtdispersion von 0,03 ps² bis 0,15 ps² aufweist.
Faseroszillator (1) nach Anspruch 1, wobei die Gesamtfaserlänge derart ausgebildet ist, dass der Faseroszillator (1) eine Repetitionsrate von höchstens 5 MHz aufweist.
Faseroszillator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gesamtfaserlänge mindestens 20 m beträgt.
Faseroszillator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Dispersionskompensationselement (13) ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einem gechirpten Faser-Bragg-Gitter (17) und einer dispersionskompensierenden Faser (16).
Faseroszillator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das als gechirptes Faser-Bragg-Gitter (17) ausgebildete Dispersionskompensationselement (13) als ein Reflektorelement (15) an dem ersten, zumindest teilreflektierenden Ende (5) der Faserstrecke (3) angeordnet ist.
Faseroszillator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der sättigbare Absorber (11) als sättigbarer Absorberspiegel (21) ausgebildet und als Reflektor (23) an dem zweiten reflektierenden Ende (7) der Faserstrecke (3) angeordnet ist.
Faseroszillator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstärkungsfaser (9) mit Ytterbium dotiert ist.
Faseroszillator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Faserstrecke (3) mindestens ein Abschwächelement (25) aufweist, wobei das mindestens eine Abschwächelement (25) insbesondere ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einem Tap-Koppler (27), einer Spleißung der Faserstrecke (3), und einem insbesondere absorbierenden Filter (28).
Faseroszillator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Abschwächelement (25) entlang der Faserstrecke (3) unmittelbar benachbart zu der Verstärkungsfaser (9) angeordnet ist, insbesondere zwischen der Verstärkungsfaser (9) und dem Dispersionskompensationselement (13).
Laservorrichtung (2), mit einer Pumplichtquelle (31) und einem Faseroszillator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Pumplichtquelle (31) und der Faseroszillator (1) miteinander lichtleitend verbunden sind, sodass Pumplicht der Pumplichtquelle (31) in den Faseroszillator (1) eingekoppelt werden kann.
Nichtlineares CPA-Verstärkungssystem (35), mit - einem Faseroszillator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder einer Laservorrichtung (2) nach Anspruch 10 zur Erzeugung von Seed-Pulsen, - einem Pulsstrecker (37) zum zeitlichen Strecken der Seed-Pulse, - optional einer Pulsauswahlvorrichtung (39) zum Auswählen oder Verwerfen von Seed-Pulsen, - einer Verstärkeranordnung (41) zum Verstärken der zeitlich gestreckten Seed-Pulse, und - einer Kompressionsvorrichtung (47) zum zeitlichen Komprimieren der verstärkten, zeitlich gestreckten Seed-Pulse.
Verstärkungssystem (35) nach Anspruch 11, wobei eine gesamte nichtlineare Phase des Verstärkungssystems (35) mindestens π rad beträgt.