Forschung & Entwicklung

Optische Kontrolle ultrakurzer Lichtblitze

Mithilfe einer neuen Methode lassen sich winzige zeitliche Abstände zwischen Laserblitzen sehr schnell und exakt verändern. Per Knopfdruck können die Abstände je nach Bedarf erhöht oder verringert werden.

Laserlichtblitze haben längst ihren Weg aus den Forschungslaboren in die industrielle Fertigung und in medizinische Therapien gefunden. Bei diesen Anwendungen ist es oft entscheidend, dass die Blitze –auch als optische Solitonen bezeichnet – in bestimmten Abständen aufeinander folgen. Mittels einer speziellen Hochgeschwindigkeitsmesstechnik konnten Forscher der Universität Bayreuth und der Universität Göttingen jetzt zeigen, wie sich ein in der Forschung weitverbreiteter Kurzpulslaser dazu bringen lässt, automatisch Paare aus Lichtpulsen mit dem jeweils gewünschten Abstand zu erzeugen. Kleine, durch elektrische Signale ausgelöste Störungen im grünen Pumpstrahl, der die Laserpulse erzeugt, reichen dafür aus.

Der Kern des neuen Verfahrens ist die gezielte Beeinflussung von Solitonen. Hierbei handelt es sich um Pakete von Lichtwellen, die in ultrakurzen Laserblitzen paarweise gebündelt auftreten können. „Die Resonanzanregung und die kurze Störung von Solitonen-Paaren lösen Effekte aus, die genutzt werden können, um ultrakurze Laserpulse gezielt zu kontrollieren. Hier eröffnet sich ein spannendes neues Forschungsfeld mit einer noch unabsehbaren Spanne an Anwendungsmöglichkeiten“, sagt Professor Georg Herink aus Bayreuth. Bei der richtigen Frequenz genügt eine winzige äußere Modulation des Lasers, und ultrakurze Laserpulse geraten in eine gegenseitige resonante Schwingung.

Die potenziellen Anwendungen der ultrakurzen Lichtblitze reichen von der Laserspektroskopie über die Mikroskopie bis hin zur Materialbearbeitung.

von mn

Originalveröffentlichung:

[F. Kurtz, C. Ropers, G. Herink, Resonant excitation and all-optical switching of femtosecond soliton molecules, Nat. Photonics (2019), DOI: 10.1038/s41566-019-0530-3]

www.uni-bayreuth.de

www.uni-goettingen.de

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