Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme IRS

Forschungsschwerpunkt Lasertechnologie und Optronik

Die Schwerpunkte des Forschungsbereichs Lasertechnologie und Optronik liegen in grundlagen- und angewandter Forschung auf den Themengebieten Laser und photonische Komponenten im nahen und mittleren Infrarot und zugeordneter Laser-Messtechnik. Insbesondere wird auf die spezifischen Anforderungen in der Optronik im Wellenlängenbereich 1,5 µm – 12 µm eingegangen (short-wave (SWIR), mid-wave (MWIR), long-wave (LWIR) infrared).

Die Herausforderungen sind dabei vielschichtig und liegen beispielsweise in Leistungs- und Performanzsteigerung, der effizienten Erzeugung neuer Wellenlängen oder der Realisierung neuer Laserkonzepte und –Architekturen für das Erreichen spezifischer Betriebsdaten unter besonderen Randbedingungen (Größe, Gewicht, reduzierte Kühlmöglichkeiten, intermittierender Betrieb etc.). Dies erfordert die weitreichende Erforschung laser-aktiver Materialien und Komponenten, von der photonischen Einzelkomponente bis hin zu Systemaspekten.

Laserarchitekturen / nichtlineare Optik / faseroptischen Komponenten

 

Neue Laserarchitekturen
Wir untersuchen neue Resonatoranordnungen zur Verbesserung von Strahlqualität und Robustheit von Lasern. Dies umfasst auch die Laserdynamik und thermische Effekte in Lasern basierend auf Ratengleichungen und resonatorinterner Feldpropagation. Zur Erforschung und Optimierung neuer Laserarchitekturen und nichtlineare Konverter werden Laserstrukturen dreidimensional modelliert und mittels Feldpropagation untersucht. Dabei hat auch die Entwicklung geeigneter Simulationstools eine besondere Bedeutung.

Laser und nichtlineare Optik im SWIR/MWIR/LWIR Bereich
In enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IOSB untersuchen und entwickeln wir neue Laserquellen und nichtlineare Konverter. Dies beinhaltet Festkörper- und Faserlaser auf Seltenerd- und Übergangsmetallbasis (Er3+, Tm3+, Ho3+, Cr2+) als Direktemitter oder als Pumplaser sowie nichtlineare Konverter auf Basis von Mid-IR Materialien (ZnGeP2, GaAs, etc.). Wir untersuchen dazu auch neue Lasermaterialien und nichtlineare Materialien mit spektroskopischen Methoden um ihre Eignung als aktives Material zu bewerten und entwickeln und untersuchen miniaturisierte Resonatorstrukturen und opto-mechanische Realisierungen für robuste und integrierte Lasersysteme.

Design und Entwicklung von faseroptischen Komponenten im SWIR/MWIR
Wir erforschen gespleißte Faserkomponenten zur Leistungssteigerung von Faserlasern und Faserverstärkern, wie beispielsweise Faserendflächenterminierungen (End-Caps).

Freiraum-Laserkommunikation
Wir erforschen atmosphärische Ausbreitung und Laserkommunikation und betreiben KIT-intern Messtrecken über einige hundert Meter und in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IOSB eine Propagationsstrecke von ca. 8 km Länge.

Professur für Optronik
Kontakt:
Prof. Marc Eichhorn