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Arbeitsgruppe Optische Fasertechnologien

Wissenschaftliches Profil

In der Arbeitsgruppe Optische Fasertechnologie werden grundlegende und applikationsorientierte Forschungsaktivitäten zur gesamten Technologiekette für die Herstellung optischer Spezialfasern auf der Basis von dotiertem Quarzglas durchgeführt. 

Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich sowohl auf Materialentwicklung- und optimierung zur Adressierung neuer Applikationsfelder als auch auf die Technologieentwicklung zur Sicherstellung von spezifischen Struktur- und Dotierungseigenschaften. 

Basis hierfür sind folgende Verfahren:

  • Preform-Gasphasenprozesse (MCVD + Lösungsdotierung, Seltenerd-Gasphasendotierung)
  • Pulver-Sinter-Verfahren (REPUSIL)
  • Plasmagestützte Prozesse zur Materialabscheidung und -homogenisierung  

Ein weiterer Schwerpunkt ist die Adaption der Faserziehtechnologie für mikrostrukturierte Fasern und nanoskalierte Hohlmantelstrukturen mittels Stack&Draw und Cane-Ziehteilschritten sowie die Erforschung multipler, neuartiger Faserbeschichtungsverfahren (wie Freeze-Coating) mit leistungsstabilen und speziell optisch funktionalisierten Materialien.

Forschungsthemen

  • Entwicklung, Realisierung und Charakterisierung laseraktiver Spezialfasern höchster Brillianz (erzielbare Ausgangsleistung, Langzeitbeständigkeit, Strahlqualität)
  • Design, Realisierung und Charakterisierung mikrostrukturierter Spezialfasern
  • Material- und Prozessentwicklung sowie Materialkombination (Hybridfasern)

Bei den Spezialfasern für Laser- und Verstärkeranwendungen liegt der Fokus bei den Forschungsarbeiten auf Seltenerd-dotierten Hochleistungs-Laserfasern (insbesondere Yb-dotierte, Emission um 1 µm) und der Entwicklung von geeigneten Fasern für den augensicheren Wellenlängenbereich (> 1,5 µm). 

Die Erforschung und technologische Umsetzung mikrostrukturierter Sonderfasern für biophotonische und umweltanalytische Anwendungen sowie die Kombination verschiedener Materialien in der Faser sind weitere Forschungsthemen. 

Anwendungsbereiche

  • Optische Spezialfasern für faserbasierte Lichtquellen (cw und gepulste Faserlaser/-verstärker, Breitband-Lichtquellen) für Materialbearbeitung, Messtechnik und Sensorik
  • Mikrostrukturierte Spezialfasern für medizinische und biologische Applikationen (Endoskopie, Gasanalytik, Sensorik und Spektroskopie)
  • Optische Hybridfasern für Erschließung neuer Laseremissions-Wellenlängen und/oder nichtlinear-optischer Effekte

Die adressierten Applikationsfelder werden sowohl durch hausinterne Anforderungen als auch durch interdisziplinäre Verbundprojekte und Direktaufträge von Kooperationspartnern und aus der Industrie ständig weiter entwickelt und angepasst.

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Faserziehtechnologie am IPHT – ein Überblick