Zeitbereichs- Laserspektroskopielabor

Time-Domain Laser Spectroskopie Labor
Femtosekunden-Lasersysteme im Labor für Zeitbereichs-Laserspektroskopie und Pulsdiagnostik (links) und verfügbare Pulsenergien (rechts).

Das Zeitbereichs- Laserspektroskopielabor widmet sich der Entwicklung von auf Kurzpulslasern basierenden (Spektroskopie-)Techniken, die im Femtosekunden-Zeitbereich arbeiten.

Im Mittelpunkt der Laborausstattung steht eine Reihe von Femtosekunden-Laserlichtquellen, die die Erzeugung ultrakurzer Pulse in einem breiten Spektralbereich ermöglichen. Der angebotene Spektralbereich reicht vom Terahertz (THz)- Bereich bis zum Ultravioletten (UV) (1 Millimeter - 266 Nanometer). Diese Femtosekunden-Lichtquellen werden durch eine Reihe von Spektral- und Zeitbereichstechniken ergänzt, die eine vollständige spektrale und zeitliche Charakterisierung der ultrakurzen Pulse in diesem breiten Spektralbereich ermöglichen.

Besonderes Augenmerk wurde auf die Themen der Lasersicherheit gelegt. Die Femtosekunden-Laserquellen gehören zur sogenannten Laserklasse 4 und stellen eine unmittelbare Gefahr für die Augen und die Haut dar. Die Laserquellen sind daher mit speziellen Laser-Shuttern ausgestattet.

Folgende Geräte sind im Labor vorhanden:

Lichtquellen:

  • Laserverstärker, Coherent Astrella, gepulst, Wellenlänge 800 nm, Pulsdauer 85 fs, Pulsenergie 7mJ, Wiederholrate 1 kHz
  • Laser Optisch Parametrischer Verstärker, Opera Solo, gepulst, Wellenlänge von 1-20 µm, Pulsdauer ~ 100 fs, Pulsenergie 500 µJ @ 1 µm bis 5 µJ @ 20 µm; Wiederholrate 1 kHz
  • Nd:YLF-Laser, Revolution, gepulst, Wellenlänge 527 nm, Pulsdauer 150 ns, Pulsenergie 30 mJ, Repetitionsrate 1 kHz
  • Femtosekunden-Faserlaser werden im Rahmen des DFG-Projekts ITISA von der Menlo Systems GmbH bereitgestellt, Wellenlänge 1560 nm, Pulsdauer 45 - 90 fs, Pulsenergie bis zu 3 nJ, Wiederholrate 100 MHz

Spektrale und zeitliche Charakterisierung:

  • Autokorrelator und Fourier-Transform-Spektrometer von Wired Sense; Spektralbereich 1 - 300µm, (1 - 300 THz)
  • Mehrere Gitterspektrometer von verschiedenen Firmen (Ocean Optics und Thorlabs), Spektralbereich: VIS/NIR,
  • Autokorrelator für ultrakurze Laserpulse von APE, Spektralbereich: 0,7 - 1,2 µm

Detektoren und Datenerfassungselektronik:

  • Rauscharme pyroelektrische IR-Detektoren für Raumtemperatur von Wired Sense: Spektralbereich 0,225 - 1000 µm, NEP ~ 750pW/√Hz
  • Digitales Oszilloskop von Rigol, 4 Kanal, 350 MHz, 8Gs/s
  • Mischgerät, Oszilloskop und Signalgenerator von National Instruments, Virtual Bench, 4 Kanäle, 8 Bit, 350 MHz, 1,50 Gs/s
  • Analog-Digital-Wandler, Spectrum; 8 Kanäle, 16 Bit, 250 Ms/s
  • Lock-in-Verstärker, SI SR830
  • Ultrastabiler digitaler Signal- und Verzögerungsgenerator (SI DG645)