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
