Hohe Pulsenergien

Erfordert eine konkrete Anwendung die höchstmögliche Pulsenergie von UV-Femtosekunden­pulsen, so sollte die Energieausbeute von Excimer-Verstärkern optimiert werden. Abhilfe hierfür schafft ein sogenanntes interferometrisches Multiplexing-Schema.

Die Energiespeicherzeit eines KrF-Verstärkers beträgt etwa 2-3 ns. Innerhalb der Entladungsdauer (ca. 15 ns) kann folglich alle 3 ns ein Femtosekundenpuls verstärkt werden. Auf diese Weise ist es möglich, einen Pulszug von 2 oder 4 Pulsen zu verstärken, wobei jeder dieser Einzelpulse ungefähr die gleiche Energie aus dem Verstärker extrahiert. Die zeitlich relativ zueinander verzögerten Pulse werden anschließend wieder zusammengeführt. Dies muss sowohl zeitlich als auch räumlich mit interferometrischer Genauigkeit erfolgen, um die Dauer und die beugungsbegrenzte Eigenschaft der Pulse beizubehalten. Klassische Anordnungen zum optischen Multiplexing, wie in der Fachliteratur bekannt, können hierfür nicht eingesetzt werden. Daher wurde von uns speziell für diese Anwendung ein neues Schema eingeführt, das die interferometrische Vereinigung der zerlegten Teilpulse gewährleistet. Die von einem Polarisator zerlegten Pulse durchlaufen den Verstärker in entgegengesetzten Richtungen, wobei sie denselben optischen Weg zurücklegen, bevor sie am Polarisator wieder vereinigt werden.

Setzt man als Verstärker einen „LLG50“ ein (UV-Femtosekunden-Verstärker LLG 50), so erhält man mit dieser Anordnung am Ausgang eine Pulsenergie von bis zu 100 mJ bei einer Pulsdauer von unter 1 ps (UV-Femtosekunden-Verstärker LLG 100).

Abbildung 1: Polarisations-Multiplexing Schema