1030nm Bandpassfilter (Yb:YAG)

Kontext: Ein mehrstufiges „Master Oscillator Power Amplifier“-System (MOPA), in dem Signale mit geringer Leistung auf Kilowattniveau verstärkt werden.

Verwendung des Filters: Der Filter wird typischerweise als spektrales Gate zwischen Verstärkerstufen eingesetzt (z. B. zwischen Vorverstärker und Hauptleistungsverstärker).

Funktion: Seine Aufgabe ist die zeitliche und spektrale Bereinigung. Es entfernt den breitbandigen ASE-„Rauschboden“, der sich nach der ersten Verstärkungsstufe um das 1030 nm Signal ansammelt.

Ergebnis: Dadurch wird eine kontrastreiche Signalverstärkung erzielt. Da das Rauschen vor der abschließenden Hochverstärkungsstufe entfernt wird, stellt das System sicher, dass die enorme Energie des Hauptverstärkers ausschließlich zur Verstärkung des gewünschten Signals genutzt wird. Dadurch wird „parasitäres Lasern“ verhindert und ein sauberer Hochleistungs-Ausgangsstrahl gewährleistet.

Kontext: Ein modengekoppelter Faserlaser zur Erzeugung ultrakurzer Pulse mit abstimmbaren Wellenlängen.

Verwendung des Filters: Der Bandpassfilter wird innerhalb des Laserresonators (intrakavitär) und nicht am Ausgang platziert.

Funktion: Er dient als spektrales Selektionselement. Durch die Einstellung des Transmissionsfensters des Filters innerhalb der breiten Verstärkungsbandbreite von Ytterbium (100–150 nm) zwingt er den Laser, nur bei der ausgewählten Frequenz zu oszillieren (z. B. zentriert bei 1030 nm).

Ergebnis: Dies ermöglicht einen abstimmbaren Pulsbetrieb, ohne die Modenkopplung zu destabilisieren. Der Anwender kann die Zentralwellenlänge der Pulse für bestimmte Anwendungen, beispielsweise die Multiphotonenmikroskopie, verschieben und dabei eine hohe Pulsqualität beibehalten.

Kontext: Ein Faserverstärkersystem mit hoher Verstärkung, vermutlich ytterbiumdotiert, bei dem rückwärts laufendes Rauschen ein kritisches Problem darstellt.

Verwendung des Filters: Der Filter wird gezielt zwischen dem optischen Isolator und der Verstärkungsfaser angeordnet.

Funktion: Das Bauteil ist dafür ausgelegt, das eingehende Lasersignal zu transmittieren (1030 nm) und gleichzeitig die rückwärts laufende verstärkte spontane Emission (ASE) zu reflektieren.

Ergebnis: Anstatt das Rauschen lediglich zu blockieren, führt diese Konfiguration die ASE-Energie zurück. Die reflektierte ASE tritt erneut in die Verstärkungsfaser ein und wird wieder absorbiert, wodurch die Faser effektiv erneut „gepumpt“ wird. Dies schützt den vorgeschalteten Isolator vor Beschädigung und erhöht die Gesamteffizienz der Verstärkung durch Wiederverwendung des Verlustlichts.