Eigenschaften von Faser-Bragg-Gittern in seltenerddotierten optischen Fasern

Fiebrandt, Julia GND

Faser-Bragg-Gitter (FBG) als faserintegrierte Reflektoren haben sich neben der Anwendung als Filter in der glasfaserbasierten Telekommunikationstechnik auch als wellenlängenselektiver Resonatorspiegel in Faserlasern etabliert. Die direkte Herstellung von FBG in Laserfasern ist mit ultrakurzen Pulsen und entsprechenden Herstellungstechniken möglich, jedoch zeigen damit realisierte monolithische Faserlaser eine nachteilige, durch das FBG verursachte Leistungsinstabilität. Insbesondere wird von Wellenlängenverschiebungen bis hin zur Auslöschung des FBG und somit eine Zerstörung des Laserresonators im Laserbetrieb berichtet. Die Ursachen für diese Wechselwirkungen des FBG mit der Laserstrahlung sind wenig untersucht und Methoden zur Verbesserung der Leistungsbeständigkeit der FBG kaum bekannt. Um einen stabilen, FBG-definierten Laserbetrieb zu realisieren, ist deshalb eine detaillierte Charakterisierung der FBG-Eigenschaften und Untersuchung ihrer Reaktion unter Laserbedingungen vor ihrer Anwendung im Faserlaser notwendig. Als Ausgangspunkt dazu dient in der vorliegenden Arbeit die Diskussion der Fragestellungen, auf welchen Brechzahländerungsmechanismen ein mit ultrakurzen Pulsen hergestelltes FBG in einer seltenerddotierten Faser basiert und welche gegebenenfalls störenden FBG-Eigenschaften durch die Herstellung bedingt sind. Die erzeugten FBG werden im Anschluss bezüglich ihrer thermischen und optischen Stabilität als auch unter Pumpbedingungen charakterisiert, um ihr Verhalten im Laserbetrieb korrekt interpretieren zu können. Aus diesen grundlegenden Untersuchungen werden Rückschlüsse auf Effekte gezogen, die sich im Laserbetrieb negativ auf die FBG- und damit die Laserstabilität auswirken und Optimierungsmethoden zur Verbesserung der FBG-Eigenschaften abgeleitet. Als Abschluss werden die erarbeiteten Optimierungsroutinen auf FBG in einem monolithischen Laseraufbau angewandt und die Stabilisierung des Laserbetriebs im mittleren Leistungsbereich demonstriert.

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Fiebrandt, Julia: Eigenschaften von Faser-Bragg-Gittern in seltenerddotierten optischen Fasern. 2014.

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