Modellierung von Polarisationseffekten in Fourier-Domänen-modengekoppelten (FDML) Lasern

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Jirauschek
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 243341030

Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Modellierung von Polarisationseffekten in Fourier-Domänen-modengekoppelten (engl. Fourier domain mode locked, FDML) Faserringresonator-Lasersystemen. Diese Laser erzeugen schnelle Frequenzdurchläufe über eine große spektrale Bandbreite und werden für verschiedene Anwendungen in der bildgebenden Diagnostik und Messtechnik verwendet. Motivation für unseren Antrag sind experimentelle Beobachtungen, dass die Polarisationsdynamik einen großen Einfluss auf die Ausgangsleistung und die Kohärenzeigenschaften haben kann. Überdies sind FDML-Lichtquellen mit definierten Polarisationseigenschaften für polarisationsabhängige Anwendungen erforderlich. Ein Beispiel ist die polarisationssensitive optische Kohärenztomographie, welche tiefenaufgelöste Information über polarisationsändernde Eigenschaften des menschlichen Gewebes liefert, was hilfreich für die Diagnostik sein kann. Im Einzelnen soll die theoretische Beschreibung des FDML-Betriebes, welche wir im Rahmen des DFG-Projektes entwickelt haben, um die Polarisationsdynamik erweitert sowie ein effizienter Simulationsalgorithmus basierend auf der Split-Step-Fourier-Methode implementiert werden. Dadurch wird eine wirklichkeitsgetreue Modellierung nicht-polarisationserhaltender FDML-Laser ermöglicht, welche in praktischen Anwendungen bevorzugt zum Einsatz kommen. Außerdem können verbleibende Polarisationseffekte in polarisationserhaltenden FDML-Lasern analysiert werden, welche polarisationserhaltende optische Komponenten zur Polarisationsstabilisierung verwenden. Ein wesentliches Ziel ist es, ein besseres Verständnis der FDML-Polarisationsdynamik und ihres Einflusses auf den Laserbetrieb zu entwickeln. Weiterhin zielen unsere Simulationen auf eine anwendungsspezifische Optimierung des FDML-Betriebes insbesondere in nicht-polarisationserhaltenden Lasern ab, zum Beispiel hinsichtlich Ausgangsleistung, Kohärenz oder Polarisationseigenschaften.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen