Open Access

Nico Spahn

• To improve the quality of education in applied laser physics, a new and innovative educational platform was designed, realized and tested. The system focusses on the improvement of the theoretical, experimental and numerical skills in the topics of ultra-short pulsed fiber based laser systems and related measurement techniques. The main content of the platform is the fundamental understanding of the technologies of an ytterbium-doped fiber based Master-Oscillator Power-Amplifier and a 2nd order intensity autocorrelator. A wide range of system parameters are variable and metrologically accessible. Thus the underlying physical mechanisms are illustrated and, by this the fundamental understanding of the system, improved. To transfer actual industrial and scientific topics into the experimental education of students, the complex lab course aims for a full characterization of the system by experimental work and a numerical analysis by simulating the system dynamics. A state-of-the-art educational tool was created to demonstrate current industrial sys-tems. An amplification of 37.2 dB was achieved. The pulses with a temporal width of 30.6 picoseconds possessed a pulse peak power of 14.2 kW. By the analysis of the material specific spectral properties, the rate equation model can be applied and im-portant system parameters determined.
• Um die Qualität der Ausbildung in der angewandten Laserphysik zu verbessern, wurde eine neue innovative Lernplattform konzipiert, realisiert und getestet. Das entstandene System fokussiert sich auf die Verbesserung der theoretischen, experimentellen und numerischen Fähigkeiten in den Themen der faserbasierten ultrakurzpuls Lasersysteme und der damit verbundenen Messprinzipien. Hauptbestandteile der Lernplattform sind das Grundverständnis der Technologien eines Master-Oscillator Power-Amplifiers auf Basis einer Ytterbium-dotierten Faser und eines Intensitätsautokorrelators zweiter Ordnung. Ein weiter Bereich von Systemparametern ist variierbar und messtechnisch zugänglich. Damit werden die zugrundeliegenden physikalischen Mechanismen veranschaulicht und das Gesamtverständnis des Systems gefördert. Um aktuelle Thematiken aus Industrie und Wissenschaft in die experimentelle Ausbildung von Studenten zu transferieren, zielt der komplexe Versuchsaufbau auf eine vollständige Charakterisierung des Systems durch experimentelles Arbeiten und numerischer Analysen durch eine Simulation der Systemdynamik ab. Ein neues Lehrsystem wurde entwickelt, um ein industrielles System auf aktuellem Stand der Technik zu demonstrieren. Eine Verstärkung der Laserpulse von 37 dB wurde erreicht. Die Laserpulse mit einer zeitlichen Breite von 30,6 ps besitzen eine Pulsspitzenleistung von bis zu 14,2 kW. Durch die Analyse der materialspezifischen spektralen Eigenschaften des Systems kann das Ratengleichungs-Modell angewendet und wichtige Systemparameter bestimmt werden.