Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT) für Infrarotlasersysteme

Kohlenstoffnanomaterialien wie Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT) haben einzigartige optische Eigenschaften, die für einen sehr breiten Spektralbereich abhängig von der Größe und Form des Materials optimiert werden können. Sie sind sehr vielversprechend für die Verwendung in nicht-linearen optischen (NLO) Geräten für Faserlaser, um die Erzeugung ultrakurzer Pulse im Infrarotbereich (IR) zu ermöglichen. Der IR-Bereich bietet ein Fenster auf die molekulare Zusammensetzung, was für umwelttechnische oder biomedizinische Sensoranwendungen nützlich und auch in der Telekommunikation wichtig ist.

EU-finanzierte Wissenschaftler wollen mit dem Projekt TELASENS (Carbon nanotubes technologies in pulsed fibre lasers for telecom and sensing applications) Kohlenstoffnanomaterialien in NLO-Geräten von gepulsten Faserlaser nutzen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Verwendung in sättigbaren Absorbern, NLO-Geräte, die die Erzeugung von im Laserresonator zirkulierenden ultrakurzen Pulsen erleichtern.

Das Team machte beeindruckende Fortschritte. Eine Kombination aus Computermodellierung und experimenteller physikalischer Chemie führte zur Entwicklung neuartiger sättigbarer Absorber durch die Abscheidung von CNT im Fasermikrokanal und auf den optischen Spiegeln. Ferner wurden diese in Faserlasern mit verschiedenen aktiven Medien integriert, um ultrakurze Pulse im breiten IR-Spektralbereich zwischen 1.000 und 2.000 nm zu erreichen.

Die Forscher machen große Fortschritte in Bezug auf ihr Ziel: die Entwicklung von kostengünstigen Faserlaserquellen. Zu den möglichen Anwendungen gehören die personalisierte Gesundheitsversorgung, neuartige Sensoren für Fertigung und Verkehr sowie neue Faseroptikkommunikationssysteme. Auf dem Weg dorthin wird TELASENS eine neue Generation von Wissenschaftlern zu NLO-Geräten und Faserlasertechnologien schulen, damit die Ergebnisse die Projektlaufzeit langfristig überdauern.