Numerische Modellierung und experimentelle Charakterisierung der physikalischen Eigenschaften von modengekoppelten Femtosekunden-Yb:YAG und Yb:KGW Lasern

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung von Ultrakurzpuls-Strahlquellen hoher mittlerer Leistung bei gleichzeitig hoher Repetitionsrate. Zur Erzeugung ultrakurzer Impulse wurden Yb:YAG und Yb:KGW Laser mit Hilfe der selbststabilisierenden Additiv-Puls-Modenkopplung kontinuierlich modengekoppelt. Die Charakterisierung der physikalischen Eigenschaften der Lasermaterialien diente als Grundlage für die Modellierung von ezient angeregten Yb:YAG und Yb:KGW Quasi-Drei-Niveau-Lasern. Die optische Anregung dieser Laser wurde anhand numerischer Simulationen optimiert. Aus der Verteilung der absorbierten Pumpleistung wurden die thermischen Eekte in den Laserkristallen berechnet. Die Ergebnisse der Simulationen bildeten die Grundlage zur Konzipierung der experimentellen Resonatoraufbauten. Für den kontinuierlich emittierenden Yb:YAG Laser wurde bei einer absorbierten Pumpleistung von 15.5W die maximale Ausgangsleistung von 6W erreicht. Dies entspricht einer optischen Konversionsezienz von ca. 40 %. Durch die Kombination zweier Yb:YAG Kristalle in einem Resonator wurde die Ausgangsleistung auf 11Wbei einer absorbierten Pumpleistung von 32W erhöht.