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Chirped pulse amplification

Verstärkung des gechirpten Pulses (CPA) ist eine Technik, bei der a Kurzpulslaser zeitlich gedehnt, gefestigt und dann wieder verkürzt. Dadurch entstehen ultrakurze Laserpulse mit sehr hoher Lichtintensität. CPA wird unter anderem verwendet, um Laser-Augen und schnelle Prozesse in Atomen zu untersuchen.

Diese Lasertechnik wurde Mitte der 1980er Jahre von Donna Strickland und ihr Doktorvater Gerard Mourou zum Universität Rochester, und dafür wurden sie mit dem ausgezeichnet Nobelpreis für Physik.[1][2] Vor der Entwicklung von CPA war es nicht möglich, starke Laserpulse zu erzeugen: Die hohen Leistungen zerstörten das Verstärkermedium.

Prinzip

Chirped Pulse Amplification wurde ursprünglich 1960 als Technik zur Erhöhung der verfügbaren Leistung von . erfunden Radarsysteme erhöhen.[3] Es waren Strickland und Mourou, die mit der CPA-Technik begannen, um die Spitzenleistung von Lasern zu erhöhen.

Die CPA-Methode ist ein physikalischer Prozess, der in drei Schritten abläuft. Zuerst ein ultrakurzer Laserpuls, zum Beispiel 1 Femtosekunde, mit Spiegel oder in a Glasfaser zeitlich gestreckt, um die Intensität (Spitzenleistung) des Laserpulses über einen längeren Zeitraum zu verteilen. In diesem Fall wird der Laserpuls über Dispersion in verschiedene Frequenzen (innerhalb des bestehenden Frequenzbandes des Laserpulses) fragmentiert. Dieser Laserpuls kann dann problemlos mit vorhandenen verfügbaren Techniken verstärkt werden. Dem Puls wird zusätzliche Energie (Leistung) hinzugefügt. Im letzten Schritt wird der Laserpuls mit Spiegeln komprimiert, wodurch ein weiterer ultrakurzer Laserpuls entsteht, diesmal jedoch mit viel höherer Intensität.