Untersuchung von Richtungsinstabilität in Faserringlasern
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt befasst sich mit einem neuen Phänomen der unidirektionalen Emission in einem faseroptischen Ringlaser. Das Besondere an dieser unidirektionalen Emission ist, dass sie in einem vollständig reziproken System auftritt und nicht von einem richtungsvorgebenden Bauelement abhängt. Dies steht in starkem Gegensatz zu der Art und Weise, wie Faserringlaser heutzutage betrieben werden. Der derzeitige Standard fasergekoppelter optischer Isolatoren zur Erzwingung eines unidirektionalen Betriebs, der sich nur für typische Wellenlängen etabliert hat, schränkt die Erforschung neuer Wellenlängenbereiche ein, für die sie noch nicht ausgereift oder verfügbar sind. Der wissenschaftlich aufstrebende, mittlere Infrarotbereich wird als Fingerabdruckbereich betrachtet und ist für verschiedene Anwendungen in der Medizin, den Biowissenschaften, der Verteidigung und der Sicherheit von Bedeutung. Faserlaser, die im nahen Infrarotbereich bereits eine milliardenschwere Industrie darstellen, haben in diesem aufstrebenden Wellenlängenbereich aufgrund ihrer kompakten und flexiblen Konfiguration eine bessere Leistung als andere Arten von Lasern gezeigt. Allerdings enthalten sie immer noch sperrige Bauelemente, die unpraktisch sind. Ein Vollfaserformat, welches durch das in diesem Projekt untersuchte Phänomen potentiell möglich ist, ist für einen möglichst robusten und einfachen Betrieb höchst wünschenswert und hat das Potenzial, den Übergang von Faserlasern im mittleren Infrarotbereich von Labordemonstrationen zu weit verbreiteten Anwendungen zu erleichtern. Im Rahmen dieses Projekts wurde das Verständnis des Phänomens des nichtlinearen unidirektionalen Betriebs eines reziproken Faserringlaser vertieft und dessen Handhabung verfeinert. Das Phänomen präsentierte sich zunächst als Instabilität ohne vordefinierte Endrichtung. Jede der zwei Richtungen des Ringlasers konnte als Endrichtung auftreten. Davon ausgehend wurde das Phänomen zu einem deterministischen Verhalten mit einer vordefinierten Endrichtung weiterentwickelt. Außerdem konnte der Leistungsbedarf für das Auftreten dieses Phänomens erheblich gesenkt werden, und zwar um bis zu 85 %. Diese und weitere Entwicklungen erhöhen die Attraktivität des Verfahrens für potenzielle künftige Anwendungen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Influencing direction instability using loss management in a reciprocal all-fiber kilometer-long ring laser. OSA Advanced Photonics Congress 2021, JTu1A.38. Optica Publishing Group.
Arshad, Muhammad Assad; Pratiwi, Arni; Hartung, Alexander & Jäger, Matthias
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Influencing Unidirectionality Threshold and Final Direction by Loss Management in a Reciprocal Fiber Ring Laser. 2021 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe & European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-EQEC), 1-1. IEEE.
Arshad, Muhammad Assad; Hartung, Alexander & Jager, Matthias
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Unidirectional lasing using loss management in a reciprocal fiber ring laser. Fiber Lasers XVIII: Technology and Systems, 56. SPIE.
Arshad, Muhammad A.; Pratiwi, Arni; Hartung, Alexander & Jäger, Matthias
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Controlling Directionality and Threshold Powers in a Fully Reciprocal but Unidirectional Fiber Ring Laser.. Optica Advanced Photonics Congress 2022, SoTh2I.1. Optica Publishing Group.
Arshad, Muhammad Assad; Hartung, Alexander & Jäger, Matthias
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Controlling Directionality and Threshold Powers in Fiber Ring Laser by Tailoring Feedback in the Ring. Optica Advanced Photonics Congress 2022, JTu6A.20. Optica Publishing Group.
Arshad, Muhammad Assad; Hartung, Alexander & Jäger, Matthias
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Stabilization of the unidirectionality phenomenon observed in a fully reciprocal fiber ring laser by retarding the seeding of Raman stokes. EPJ Web of Conferences, 267, 02035.
Assad, Arshad Muhammad; Hartung, Alexander & Jäger, Matthias
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From instable directional switching to controlled unidirectional operation in a nonlinear fiber ring laser. Scientific Reports, 14(1).
Hartung, Alexander; Arshad, Muhammad Assad & Jäger, Matthias
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Induction and control of directionality in reciprocal fiber ring laser by simple fiber end face reflections, in Photonics West / SPIE LASE 2024: p. 12865-11
M.A. Arshad, A. Hartung & M. Jäger
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Investigating nonlinear unidirectional operation in a fiber ring laser, in Photonics Europe 2024: p. 13003-8
M.A. Arshad, A. Hartung & M. Jäger
