LED-gepumpte optisch-parametrische Oszillatoren

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Ingo Breunig
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 250235909

Im Rahmen des Projekts soll ein Festkörperlaser realisiert werden, der von Leuchtdioden gepumpt wird und einen Flüstergalerie-Resonator nutzt ("whispering gallery resonator"). Das Festköper-Lasermaterial weist gleichzeitig nichtlinear-optische Eigenschaften auf, so dass das erzeugte Laserlicht optische parametrische Oszillation treiben soll. Diese führt zu Laserstrahlung, deren Frequenz mittels der Variation der Temperatur des Festkörpers in einem weiten Bereich durchgestimmt werden kann. Bei dem Konzept kommen die Vorteile eines Flüstergalerieresonators stark zum Tragen: Die hohe Güte ermöglicht Laser-Tätigkeit und dann auch die optische parametrische Oszillation bei niedrigen Schwellen, so dass Leuchtdioden als initiale Pumpquelle ausreichen. Die Nutzung der Totalreflexion ermöglicht die parallele Nutzung des gleichen Resonators in sehr unterschiedlichen spektralen Bereichen. Und die Lichtquelle ist unerreicht kompakt, solche Resonatoren haben Durchmesser im Millimeter-Bereich. Das Projekt führt zwei bisher unverbundene und schon für sich vielversprechende Entwicklungen zusammen: Leuchtdioden sind immer effizienter und leistungsstärker geworden. Und Flüstergalerie-Resonatoren haben in Bezug auf die Herstellung und die Handhabbarkeit, z. B. der Lichteinkopplung und der Modenkontrolle, große Fortschritte gemacht. Wir versprechen uns von dem Projekt vielfältige neue grundlegende Einsichten in die Kopplung von Lasertätigkeit und optischer parametrischer Oszillaltion als auch die Realisierung einer praktischen Laser-Lichtquelle, die z. B. für die Spurengasanalytik und die Quantenkommunikation von Interesse ist, und in Bezug auf Durchstimmbarkeit und Formfaktor neue Maßstäbe setzt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen