Laserstabilisierung bei 1550 nm

In Zusammenarbeit mit dem Laser Zentrum Hannover e.V. untersuchen wir Möglichkeiten der Laserstabilisierung für Laserquellen bei einer Wellenlänge von 1550 nm für den möglichen Einsatz in zukünftigen Gravitationswellen-Detektoren.

Zur Verstärkung der Laserleistung werden Erbium-dotierte Faserverstärker eingesetzt. Das Bild zeigt die grün leuchtende aktive Faser eines Verstärkers, der in Zusammenarbeit mit dem Laser Zentrum Hannover e.V. gebaut wurde.

Die kontinuierliche Verbesserung der erdgebundenen Gravitationswellen-Detektoren und die Vorbereitungen für die Detektoren der nächsten Generation stellen hohe Anforderungen an deren stabilisierte Laserquellen. Die Laserquelle für die interferometrischen Messungen der Detektoren muss einmodig, linear polarisiert und monochromatisch sein und geringes Laserrauschen aufweisen. Das Frequenzrauschen und das Leistungsrauschen müssen aktiv und passiv stabilisiert werden, um die erforderliche Stabilität zu erreichen.

Um das thermische Rauschen in den Instrumenten zu senken, sollen in zukünftigen Gravitationswellen-Detektoren Silizium-Testmassen verwendet werden. Eine Laserquelle mit Wellenlängen zwischen 1500 nm und 2200 nm kann mit dieser Art von Spiegelmaterial verwendet werden.

Wir untersuchen die Leistungsfähigkeit und die Möglichkeiten von Laser-Stabilisierungsmethoden für Laserquellen bei einer Wellenlänge von 1550 nm, einer in der Telekommunikation häufig verwendeten Wellenlänge. Basierend auf dieser gut entwickelten Technologie testen wir Laser für ihren möglichen Einsatz in zukünftigen Detektoren und untersuchen ihre Leistungsskalierung in Zusammenarbeit mit dem Laser Zentrum Hannover e.V..

Ein thermisches Leistungsmessgerät ermittelt eine Laserleistung von 2,1 Watt.

Das freilaufende Rauschverhalten wird mit einem im AEI entwickelten Diagnoseinstrument gemessen, das zunächst für die Wellenlänge 1064 nm entwickelt wurde und für den Einsatz bei 1550 nm übernommen wurde.

Durch die Auswahl eines Systems mit dem vollständigsten Satz an Aktoren für Laserleistung und Frequenz bauen wir ein vorstabilisiertes Lasersystem auf und charakterisieren dessen Leistung.

Diese Untersuchungen sollen wichtige Informationen für den Aufbau von vorstabilisierten Lasersystemen hoher Leistung für zukünftige Gravitationswellen-Detektoren liefern. Zusätzlich können sie auch in Bereichen der Hochpräzisionsmeteorologie, der kohärenten Strahlkombination oder sogar für hochstabile Pumpquellen von 2 µm-Lasern eingesetzt werden.

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