Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

Lasertechnologie (LAS)

Lasertechnologie (LAS)

Kompetenzen und Portfolio

Die 2018 geschaffene neue Abteilung Lasertechnologie (LAS) widmet sich der Erforschung und Entwicklung spezifischer photonischer Werkstoffe und Komponenten sowie damit verbundener Laserquellen und nichtlinearer Konverter in den Spektralbereichen NIR, SWIR, MWIR und LWIR mit Schwerpunkt auf den durch Optronik-Anwendungen gestellten, besonderen Anforderungen.

Ausgehend von unseren Kompetenzen bei mit seltenen Erden (z.B. Erbium Er3+, Thulium Tm3+, Holmium Ho3+) und Übergangsmetallen (Chrom Cr2+) dotierten Lasermaterialien und Quellenarchitekturen entwickeln wir SWIR- und MWIR-Festkörper- und Faserlaser sowie dazugehörige Komponenten. In typischen Anwendungen wie Kommunikation, Beleuchtung und Metrologie können diese Laser als direkte Emitter bzw. als Pumpquellen für nichtlineare Konverter eingesetzt und entsprechend optimiert werden.

 

 

 
Testaufbau eines Holmium-dotierten Faserlasers   Nichtlineare Konverterkristalle für MWIR und LWIR Anwendungen

 

 

Experimentelle Aktivitäten werden zu Hochleistungs-CW- sowie gepulsten 2 µm Faserlasern, Komponenten und Architekturen, gepulsten 1,6 µm und 2,1 µm Festkörperlasern mit hoher Pulsenergie und direkt emittierenden MWIR-Faserlaser durchgeführt. Um bei neuen Lasersystemen eine Skalierung der Leistung und zusätzliche Funktionalitäten zu ermöglichen, werden unter Laborbedingungen neuartige Komponenten entwickelt, implementiert und getestet. Dies beinhaltet Faserkoppler und gespleißte Komponenten für SWIR- und MWIR-Fasern, neuartige Lasermaterialien und Resonatorgeometrien. 

Basierend auf unseren Laserquellen untersuchen wir nichtlineare Konverterwerkstoffe und entwickeln sowie optimieren Architekturen für MWIR- und LWIR- Quellen mit besonders auf Optronik-Anwendungen zugeschnittenen Eigenschaften.

Die theoretischen Arbeiten beziehen sich auf die Modellierung komplexer Laserdynamik und neuartiger Resonatorsysteme, damit im Betrieb von Lasern mit hoher Durchschnittsleistung und nichtlinearen Konvertern eine bessere Strahlqualität erzielt werden kann.

Da sie auch den anderen Abteilungen des IOSB zur Verfügung stehen, ermöglichen die von LAS entwickelten innovativen Quellen weitere Forschungen, Entwicklungen und Kompetenzen bei Optronik- und Photonik-Anwendungen im IOSB, z.B. in der Leistungsbeurteilung von passiven und aktiven Optronik-Sensoren sowie dem Schutz vor Laserstrahlung.

 

Projekte

• 1,6 µm Erbiumlaser, z.B. zur Entfernungsmessung und Tomoskopie

• 2 µm Thulium- und Holmium-Faserlaser im Dauerstrich- und Impulsbetrieb

• 2,1 µm Festkörperlaser mit skalierter Pulsenergie

• 3,9 µm Faserlaser auf Holmiumbasis

• nichtlineare Konverter in den Spektralbereichen MWIR und LWIR basierend auf nichtlinearen Festkörper- und Faserwerkstoffen

• Analytische und numerische Modellierung sowie experimentelle Überprüfung von Laserdynamik und Resonatorverhalten