Gasgefüllte Hohlwellenleiter optimiert für den UV Betrieb

Um die Hohlfaser-Kompressionstechnik für den Einsatz im UV-Spektralbereich zu optimieren, müssen die oben aufgelisteten Besonderheiten und Skalierungen berücksichtigt werden. Demnach ergeben sich folgende Konsequenzen:

hohe
Photoionisation niedrige Intensität große
Faserinnendurchmesser

niedrige Verluste lange Faser (große
Wechselwirkungslänge) große spektrale
Verbreiterung

lange Fokusgeometrie (f^#≈1000)
für die Lichteinkopplung gefaltete teleskopische Fokussierung

hohe nichtlineare Absorption gesamter fokussierter Strahlengang in Vakuum

niedrige kritische Leistung für Selbstfokussierung nur He oder Ne als nichtlineare Medien, Druckgefälle

Für den UV-Betrieb optimierter Hohlfaser-Aufbau

Die Kernkomponente der UV-Faseranordnung ist eine lange Hohlfaser hoher Transmission. Hier kommt eine kürzlich entwickelte gestreckte flexible Faservorrichtung zum Einsatz, die herausragende Eigenschaften zeigt.
Mit dem Einsatz der Hohlfaser-Kompressionstechnik in Kombination mit unserem Ti:Saphir KrF Excimer Hybrid-Lasersystem konnten wir die Erzeugung von ultrakurzen UV-Pulsen demonstrieren. Energetische Pulse bei 248 nm mit einer Dauer von 110 fs wurden in einer mit Neon gefüllten Hohlfaser durch Selbstphasenmodulation spektral verbreitert und anschließend mit einem Gitterkompressor komprimiert. Die so gewonnenen Pulse von 24 fs Dauer erreichten eine Energie von 200 μJ.
Dies ist um eine Größenordnung mehr, als je zuvor für ultrakurze UV-Pulse (< 50 fs) berichtet wurde.

FROG-Messung eines komprimierten UV-Pulses. Dargestellt sind die gemessenen (a) und zurückgerechneten (b) FROG-Signale, sowie die zurückgerechneten spektralen (c) und zeitlichen (d) Pulsformen. Die rote Kurve in (c) zeigt das Pulsspektrum, aufgenommen mit einem separaten Spektrometer.

Weiterführende Literatur:
          T. Nagy, P. Simon:
          Generation of 200-μJ, sub-25-fs deep-UV pulses using a noble-gas-filled hollow fiber
          Opt. Lett. 34, 2300 (2009)