Hochleistungs-Femtosekunden-Lasersystem

• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 526169114

Es wird ein Hochleistungs-Femtosekundenlasersystem (kurz Hochleistungslasersystem) beantragt, dass ohne weiteres Zubehör ultrakurze Lichtimpulse bei einer festen Wellenlänge im Spektralbereich von 400 nm bis 2000 nm liefert. Die Pulsbreite soll zwischen 30 fs und 400 fs liegen und mit einer Repetitionsrate von mindestens 1 kHz geliefert werden. Bevorzugt kann die Repetitionsrate auf bis zu 100 kHz verändert werden. Dabei soll die Ausgangsleistung nicht abfallen. Bei 1 kHz Repetitionsrate müssen die einzelnen Lichtimpulse mindestens 2.5 mJ im Bereich von 375 nm bis 850 nm aufweisen, mindestens 3 mJ im Bereich von 850 nm bis 1500 nm aufweisen und mehr als 3 mJ im Bereich von 1500 nm bis 2000 nm aufweisen. Die räumliche Mode TEM00 der Lichtimpulse muss besser als M2 < 1,3 sein. Mit diesen Spezifikationen können nicht-lineare OPAs und NOPAs betrieben werden, um durchstimmbare Femtosekunden-Lichtimpulse im Bereich von 270 nm bis 15000 nm zu erzeugen. Diese Lichtimpulse müssen Energien im Bereich von µJ aufweisen, damit Pump-probe-Spektroskopieexperimente mit mehreren Strahlkopien durchgeführt werden können (Probe- und Referenzstrahlen). Ein Schwerpunkt ist hierbei die polarisationsaufgelöste UV/VIS-pump IR-probe Spektroskopie und die IR-pump IR-probe Spektroskopie. Aus diesem Grund wurden von den Anbietern auch Angebote mit Spezifikationen von OPAs eingeholt, die mit den Hochleistungslasersystemen getrieben werden können, um diese Eigenschaften zu belegen. Das Hochleistungslasersystem soll möglichst einfach zu bedienen sein (turn-key), es soll möglichst wartungsarm sein und einen möglichst niedrigen Gesamtenergieverbrauch aufweisen (Nachhaltigkeit). Das Hochleistungslasersystem soll als Ersatzgerät für ein defektes Hochleistungslasersystem angeschafft werden, dass jahrelang in hoher Auslastung erfolgreich genutzt wurde. Es lieferte Lichtimpulse mit 2,5 mJ Energie bei einer Repetitionsrate von 1 kHz und einer Pulslänge von etwa 60 – 80 fs.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Hochleistungs-Femtosekunden-Lasersystem
• Gerätegruppe: 5700 Festkörper-Laser
• Antragstellende Institution: Freie Universität Berlin
• Leiter: Professor Dr. Karsten Heyne