Das Erfordernis eines sättigbaren Absorbers zur Konstruktion von Ultrakurzpuls-Faserlasern stellt einen kritischen Flaschenhals dar, der ihre Flexibilität, Energiebeständigkeit und Leistungsskalierung beschränkt. Mit anderen Worten, es besteht ein dringender Bedarf an verbesserten sättigbaren Absorbern oder neuen ultraschnellen Modulationsverfahren. Die Selbstmodenkopplung könnte hier Abhilfe schaffen, da außer der ohnehin als aktives Lasermedium benötigten Seltenerd-dotierten Faser keine weiteren Komponenten erforderlich sind. In der Arbeit wurde ein fortschrittliches Konzept für einen selbstmodengekoppelten Thulium-dotierten Faserlaser ohne sättigbaren Absorber oder Modulator vorgestellt, der 350 fs kurze Solitonen erzeugt. Diese sind innerhalb eines 90 nm breiten Wellenlängenbereichs um 1900 nm abstimmbar, wobei neben einer durchschnittlichen Leistung von 80 mW auch eine hervorragende Langzeitstabilität besteht. Das einzigartige Design der Thulium-dotierten optischen Fasern mit gesteigerter Ionenpaarkonzentration gewährleistet die Erzeugung ultrakurzer Pulse, welche die Pikosekundengrenze durchbrechen. Darüber hinaus kann die einzigartige Niveaustruktur der Thulium-dotierten Faser so ausgenutzt werden, dass ihr Absorptions- und Emissionswellenlängenspektrum durch Veränderung des Grades der angeregten Thulium-Ionen verschoben wird. Durch Änderung der Leistung im Resonator über ein variables Verhältnis der Ausgangskopplung kann die Wellenlänge der Laserstrahlung ohne Spektralfilter eingestellt werden. Die Erzeugung ultrakurzer Pulse wurde innerhalb des gesamten Wellenlängenbereichs von 90 nm sichergestellt.

Es konnte gezeigt werden, dass eine einzelne mit seltenen Erden dotierte Faser in einem Ultrakurzpuls-Laserresonator drei Funktionen erfüllen kann: Verstärkungsmedium, sättigbarer Absorber und WellenlängenAbstimmer. Ein solches Laserdesign stellt eine vielversprechende Plattform für zuverlässige, kompakte und einfach zu bedienende UltrakurzpulsInstrumente mit einer Vielzahl von Anwendungen dar. Darüber hinaus kann die Übertragung des vorgeschlagenen Konzepts auf andere Seltenerd-Ionen die Forschung an Lasern im mittleren Infrarot vereinfachen.