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Lexikon der Optik: Impulskompression

Impulskompression, ein Verfahren zur weiteren Verkürzung ultrakurzer Lichtimpulse. Es ist anwendbar auf Impulse, die ein chirping zeigen. Das Prinzip der I. besteht darin, daß man in einer dispersiven Verzögerungsleitung die Vorderflanke des Impulses langsamer laufen läßt als die Rückflanke, und zwar so lange, bis die Rückflanke die Vorderflanke gewissermaßen eingeholt hat. Für diesen Kompressionsvorgang eignet sich im Falle eines down chirps ein Medium mit positiver zweiter Ableitung der Brechzahl n nach der Wellenlänge λ (d2n/dλ2>0), z.B. eine Glasplatte, in dem also die langwelligen Anteile des Impulses schneller laufen als die kurzwelligen, im Falle eines up chirps ein Gitterpaar. So konnten unter Verwendung einer Glasplatte die von einem modensynchronisierten Farbstofflaser ausgesandten Subpikosekundenimpulse, die bereits im Prozeß ihrer Erzeugung einen down chirp erhalten, von 40 auf 6 fs verkürzt werden.

Ihre größte Bedeutung hat die I. jedoch als ein Verfahren zur weiteren drastischen Verkürzung von Femtosekundenimpulsen erlangt. Diese werden zwar chirp-frei erzeugt, man kann ihnen jedoch einen up chirp dadurch aufprägen, daß man sie durch einen Einmoden-Lichtwellenleiter hindurchschickt. Infolge der Selbstphasenmodulation (Selbstfokussierung) tritt dann eine starke spektrale Verbreiterung des Impulses auf. Dank der Dispersion (Wellenlängenabhängigkeit) der Gruppengeschwindigkeit in der Faser läuft der Impuls auseinander und wird damit zunächst beträchtlich länger als der Eingangsimpuls (Abb.). Er läßt sich jedoch anschließend durch ein Gitterpaar so stark komprimieren, daß er im Endeffekt beträchtlich kürzer ist als der ursprüngliche Impuls.



Impulskompression: Experimentelle Anordnung zur Impulskompression.

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