Passiv modengekoppelter Faseroszillator, Lasereinrichtung und nichtlineares CPA- Verstärkungssystem mit einem solchen Faseroszillator

Die Erfindung betrifft einen passiv modengekoppelten Faseroszillator, eine Lasereinrichtung mit einem solchen Faseroszillator und ein nichtlineares CPA-Verstärkungssystem mit einem solchen Faseroszillator oder mit einer solchen Lasereinrichtung.

Es gibt zwei Hauptklassen von optischen Pulslasern, nämlich modengekoppelte und gütegeschaltete Laser. Modengekoppelte Laser können ultrakurze optische Pulse mit hohen Repetitionsraten erzeugen, während gütegeschaltete Laser im Allgemeinen für die Erzeugung hochenergetischer Pulse bei relativ niedrigen Wiederholraten verwendet werden. Will man Sub- ps Pulse erzeugen, fällt die Wahl typischerweise auf ein modengekoppeltes Oszillatorsystem. In der Regel wird dann die Repetitionsrate nach dem Oszillator über eine Pulsauswahlvorrichtung, d.h. einen Pulse Picker, z.B. einen akustooptischen Modulator (AOM) oder einen elektrooptischen Modulator (EOM) auf den gewünschten Wert eingestellt.

Passiv modengekoppelte Faseroszillatoren weisen typischerweise Repetitionsrate von mehr als 10 MHz auf, wobei es insbesondere bei Faseroszillatoren, die ausschließlich aus Faserkomponenten gebildet sind und keine Frei strahl strecken umfassen, schwierig ist, kleinere Repetitionsrate zu verwirklichen. Insbesondere gibt es keine einfache Möglichkeit zur Anpassung der Repetitionsrate, wenn der Faseroszillator ausschließlich Faserkomponenten und keine Frei strahl strecke aufweist. Dies gilt umso mehr, wenn hohe Qualitätsanforderungen an das Spektrum der erzeugten Laserpulse gestellt werden, wie beispielsweise bei einer Verwendung der Laserpulse als Seed-Pulse für ein nichtlineares CPA-Verstärkungssystem. Spektren solcher Laserpulse sollen eine möglichst geringe Restwelligkeit, insbesondere keine Ripples oder Modulationen aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen passiv modengekoppelten Faseroszillator, eine Lasereinrichtung mit einem solchen Faseroszillator und ein nichtlineares CPA- Verstärkungssystem mit einem solchen Faseroszillator oder mit einer solchen Lasereinrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest reduziert sind, vorzugsweise nicht auftreten. Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein passiv modengekoppelter Faseroszillator zur Erzeugung von Seed-Pulsen geschaffen wird, wobei die durch den Faseroszillator erzeugten Seed- Pulse geeignet sind für nichtlineare CPA-Verstärkungssysteme. Der Faseroszillator weist eine bidirektionale Schleife und eine unidirektionale Schleife auf, wobei die bidirektionale Schleife und die unidirektionale Schleife durch einen Schleifenkoppler miteinander gekoppelt sind, und wobei die bidirektionale Schleife eine erste Verstärkungsfaser aufweist. Der Faseroszillators weist eine Gesamtfaserlänge auf, bei der eine Repetitionsrate des Faseroszillators höchstens 10 MHz beträgt. Außerdem weist der Faseroszillator wenigstens ein Dispersionskompensationselement auf, wobei das wenigstens eine Dispersionskompensationselement derart ausgebildet ist, dass der Faseroszillator eine Gesamtdispersion in einem vorbestimmten Bereich von 0,04 ps ² bis 0,1 ps ² aufweist. Durch geeignete Wahl der Gesamtfaserlänge kann insbesondere auch unter Verzicht auf eine Frei strahl strecke eine Repetitionsrate bereitgestellt werden, die höchstens 10 MHz beträgt, insbesondere kleiner ist als 10 MHz. Zugleich wird vorteilhaft durch die Abstimmung der insgesamt normalen Gesamtdispersion auf den vorbestimmten Bereich von 0,04 ps ² bis 0,1 ps ² gewährleistet, dass das Spektrum der erzeugten Seed-Pulse geeignet ist, um diese als Eingangspulse zur Verstärkung in einem nichtlinearen CPA-Verstärkungssystem zu verwenden. Insbesondere weisen die mit dem erfindungsgemäßen Faseroszillator erzeugten Seed-Pulse ein Spektrum mit geringer Restwelligkeit auf, insbesondere mit geringen Ripples. Auch werden vorteilhaft Doppelpulse vermieden. Die Einstellung der Gesamtdispersion in dem vorbestimmten Bereich ist dabei für das Spektrum der erzeugten Laserpulse und die Funktionsweise des Faseroszillators wichtig: Bei zu niedriger Dispersion ist ein reproduzierbar stabiler Betrieb des Faseroszillators nicht zu gewährleisten, bei zu großer Dispersion wird für den stabilen Betrieb ein spektral schmaler Filter benötigt. Kurze Pulse und damit breitere Spektren können folglich nur durch den Einfluss von bedeutender nichtlinearer Verbreiterung pro Oszillatorrundlauf erzeugt werden, wodurch spektrale Ripples/Modulationen erzeugt werden. Insbesondere in dem hier vorgeschlagenen Bereich für die Gesamtdispersion ergeben sich glatte Spektren, die insbesondere mit Blick auf eine nachfolgende Verstärkung in einem CPA-Verstärkungssystem ausreichend breit sind. Durch geeignete Wahl der Faserlänge kann insbesondere die Repetitionsrate des Faseroszillators auf eine industrielle Anwendung zugeschnitten werden. Dabei bedarf es insbesondere keiner Pulsauswahlvorrichtung. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Komplexität des Gesamtsystems gesenkt und außerdem Degradationseffekte vermieden und damit die Qualität der erzeugten Laserpulse zumindest auf längere Sicht verbessert werden können.

Insbesondere weist das Spektrum der erzeugten Seed-Pulse weniger als 20 % Ripples auf.

Dass die durch den Faseroszillator erzeugten Seed-Pulse geeignet sind für nichtlineare CPA- Verstärkungssysteme bedeutet insbesondere, dass der Faseroszillator geeignet ist, um solche Seed- Pulse zu erzeugen, die geeignet sind zur Verwendung in nichtlinearen CPA- Verstärkungssystemen, das heißt die insbesondere geeignet sind, um in nichtlinearen CPA- Verstärkungssystemen verstärkt zu werden.

Insbesondere ist der Faseroszillator eingerichtet, um Laserpulse mit einer bandbreitenbegrenzten Pulsdauer von weniger als 1 ps zu erzeugen.

Insbesondere ist das Dispersionskompensationselement als Faserkomponente ausgebildet.

Unter einem Faseroszillator wird insbesondere ein Laseroszillator verstanden, der mindestens eine optische Komponente, insbesondere zur Lichtleitung und/oder Lichtbeeinflussung, aufweist, die eine Faser aufweist oder aus einer Faser besteht. In bevorzugter Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass alle optischen Komponenten des Faseroszillators Faserkomponenten sind, das heißt Komponenten, die insbesondere eine Faser aufweisen oder aus einer Faser bestehen, insbesondere faserbasierte Komponenten oder fasergekoppelte Komponenten.

Unter einer Schleife wird ein optischer Teil des Faseroszillators verstanden, der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei sowohl das erste Ende als auch das zweite Ende mit einer selben Anschlusskomponente des Faseroszillators, hier insbesondere mit dem Schleifenkoppler, gekoppelt sind. Dies bedeutet insbesondere, dass Lichtpulse, die die Schleife ausgehend von der Anschlusskomponente durchlaufen, entlang der Schleife wieder zurück zu der Anschlusskomponente gelangen. Eine solche Schleife kann insgesamt als Ring ausgebildet sein; insbesondere besteht die Schleife in diesem Fall aus einem Ringteil. Es ist aber auch möglich, dass eine solche Schleife mindestens einen Ringteil und mindestens einen mit dem Ringteil lichtleitend verbundenen linearen Ast aufweist, insbesondere genau einen Ringteil und genau einen linearen Ast. Unter einer bidirektionalen Schleife wird insbesondere eine Schleife verstanden, bei der Lichtpulse sowohl von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende hin, als auch von dem zweiten Ende zu dem ersten Ende hin - also in beide Richtungen - propagieren können.

Unter einer unidirektionalen Schleife wird insbesondere eine Schleife verstanden, bei der Lichtpulse nur in einer ausgezeichneten Richtung, entweder von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende hin oder von dem zweiten Ende zu dem ersten Ende hin, entlang der Schleife propagieren können. Bevorzugt ist in der unidirektionalen Schleife eine Isolatoreinrichtung, insbesondere ein Isolator, angeordnet, wobei die Isolatoreinrichtung eingerichtet ist, um Lichtpulse nur in einer Richtung durchzulassen, in der anderen Richtung aber zu blockieren, beispielsweise durch Ausnutzung des Faraday -Effekts, oder in anderer geeigneter Weise. Die Isolatoreinrichtung ist bevorzugt in einem Ringteil der unidirektionalen Schleife angeordnet.

Die bidirektionale Schleife ist bevorzugt eine erste Faserschleife.

Unter einer Faserschleife wird dabei eine Schleife verstanden, die zumindest bereichsweise eine Faser aufweist oder aus einer Faser besteht. In bevorzugter Ausgestaltung besteht die Faserschleife insgesamt aus einer Faser oder ist aus einer Mehrzahl miteinander verbundener Fasern zusammengesetzt.

Die unidirektionale Schleife ist bevorzugt eine zweite Faserschleife. Insbesondere ist die unidirektionale Schleife bevorzugt als unidirektionaler Ring ausgebildet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gesamtfaserlänge derart ausgebildet ist, dass der Faseroszillator eine Repetitionsrate von höchstens 5 MHz aufweist.

Die Repetitionsrate f _rep des Faseroszillators hängt von der Gesamtfaserlänge l gemäß folgender Gleichung ab: mit der optischen Weglänge nl, die sich als Produkt aus dem Brechungsindex n der Faserkomponenten des Faseroszillators und der Gesamtfaserlänge l ergibt. Gleichung (1) kann insbesondere verwendet werden, wenn die Faserkomponenten alle denselben Brechungsindex aufweisen, oder wenn zumindest die Brechungsindices der verschiedenen Faserkomponenten nicht zu stark voneinander abweichen, wobei dann insbesondere auch ein mittlerer Brechungsindex n verwendet werden kann. Unterscheidet sich der Brechungsindex einzelner

Faserkomponenten stark, kann dagegen übergegangen werden zu folgender Betrachtung: wobei zur Bestimmung der optischen Gesamtweglänge über die optischen Teil-Weglängen n _t l _t der einzelnen Faserkomponenten z aufsummiert wird.

Zur Bestimmung der Gesamtfaserlänge werden die Faserlänge der unidirektionalen Schleife und der bidirektionalen Schleife addiert. Weist der Faseroszillator zusätzlich einen reflektierenden Arm - insbesondere als Teil der unidirektionalen Schleife - auf, wird die Faserlänge des reflektierenden Arms mit dem Faktor 2 multipliziert und zu der Summe aus der Faserlänge der bidirektionalen Schleife und der Faserlänge der unidirektionalen Schleife oder der Faserlänge des nicht auf den reflektierenden Arm verfallenden Teils der unidirektionalen Schleife hinzuaddiert.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gesamtfaserlänge mindestens 20 m beträgt. Insbesondere auf diese Weise kann eine Repetitionsrate von höchstens 10 MHz, insbesondere höchstens 5 MHz, erreicht werden.

In einer Ausführungsform ist der Faseroszillator selbststartend ausgebildet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schleifenkoppler als 3x3- Koppler ausgebildet ist. Insbesondere ermöglicht diese Ausgestaltung in einfacher Weise einen Selbststart des Faseroszillators.

Der 3x3-Koppler weist bevorzugt eine Mehrzahl von Ports, insbesondere sechs Ports, auf. In einer Ausführungsform der Laservorrichtung ist der 3x3-Koppler symmetrisch ausgebildet, was insbesondere bedeutet, dass Lichtpulse zu gleichen Anteilen auf die verschiedenen Ports des 3x3- Kopplers aufgeteilt werden. Insbesondere weist somit der 3x3-Koppler eine symmetrische Leistungsaufteilung auf. Unter einem Port wird dabei ein Anschluss des 3x3-Koppler verstanden, der als Eingang oder als Ausgang wirken, insbesondere mit einer Faser lichtleitend verbunden werden kann.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der 3x3-Koppler eine erste Kopplerseite und eine zweite Kopplerseite mit jeweils - pro Kopplerseite - drei Ports aufweist, wobei die unidirektionale Schleife mit der ersten Kopplerseite und die bidirektionale Schleife mit der zweiten Kopplerseite verbunden ist.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der 3x3-Koppler auf der ersten Kopplerseite von zwei Kopplerseiten des 3x3 -Kopplers einen ersten Port, einen zweiten Port und einen dritten Port aufweist, wobei der 3x3-Koppler auf der zweiten Kopplerseite der beiden Kopplerseiten einen vierten Port, einen fünften Port und einen sechsten Port aufweist. Der erste Port ist unmittelbar über einen Faserabschnitt mit dem vierten Port lichtleitend verbunden, wobei der zweite Port unmittelbar über einen Faserabschnitt mit dem fünften Port lichtleitend verbunden ist, wobei der dritte Port unmittelbar über einen Faserabschnitt mit dem sechsten Port lichtleitend verbunden ist. Lichtpulse, die zwischen zwei unmittelbar miteinander verbundenen Ports propagieren, erfahren insbesondere keinen Phasensprung. Der 3x3-Koppler ist insbesondere so eingerichtet, dass Lichtpulse zwischen den unmittelbaren Verbindungen der Ports übersprechen können, wobei sie eine Phasenverschiebung erfahren, die bevorzugt - unabhängig davon, zwischen welchen zwei Verbindungen ein Lichtpuls überspricht - 2TC/3 beträgt.

In einer Ausführungsform des Faseroszillators ist der 3x3-Koppler allgemein eingerichtet, um Lichtpulsen, die zwischen verschiedenen unmittelbaren Verbindungen der Ports des 3x3-Kopplers übersprechen, eine Phasenverschiebung von 2TC/3 ZU vermitteln. Es ist auch eine andere Ausführungsform möglich, bei welcher der 3x3-Koppler asymmetrisch ausgestaltet ist, wobei sich dann andere Phasenverschiebungen für die zwischen verschiedenen unmittelbaren optischen Verbindungen der Ports üb er sprechenden Lichtpulse ergeben.

In einer ersten Ausführungsform der Laservorrichtung ist ein erstes Ende der bidirektionalen Schleife mit dem vierten Port lichtleitend verbunden, wobei ein zweites Ende der bidirektionalen Schleife mit dem fünften Port lichtleitend verbunden ist. Der zweite Port und/oder der sechste Port können bevorzugt verwendet werden, um zusätzlich Lichtpulse aus dem Faseroszillator auszukoppeln, sei es als Nutzlicht oder zur Überwachung.

In einer anderen, zweiten Ausführungsform der Laservorrichtung ist das erste Ende der bidirektionalen Schleife mit dem fünften Port lichtleitend verbunden, wobei das zweite Ende der bidirektionalen Schleife mit dem sechsten Port lichtleitend verbunden ist. Der zweite Port und/oder vierte Port können bevorzugt verwendet werden, um Lichtpulse aus dem Faseroszillator auszukoppeln, sei es als Nutzlicht oder zur Überwachung. Ein erstes Ende der unidirektionalen Schleife ist mit dem dritten Port lichtleitend verbunden, wobei ein zweites Ende der unidirektionalen Schleife mit dem ersten Port lichtleitend verbunden ist. Die unidirektionale Schleife ist bevorzugt derart eingerichtet - insbesondere durch die Isolatoreinrichtung dass ein Lichtpuls entlang der unidirektionalen Schleife nur von dem dritten Port zu dem ersten Port gelangen kann - oder umgekehrt.

In der vorliegenden Beschreibung werden insbesondere bestimmte Ausführungsformen des 3x3- Kopplers unter Berücksichtigung bestimmter möglicher Anordnungen und Verknüpfungen von Ports des 3x3 -Kopplers beschrieben. Der Fachmann erkennt dabei ohne weiteres, dass andere Ausführungsformen existieren, die zu den beschriebenen Anordnungen äquivalent, nahezu äquivalent oder zumindest funktionsgleich sind, jedenfalls aber denselben Zweck erfüllen.

Ohne an die Theorie und die konkrete Ausführungsform gebunden sein zu wollen, wird im Folgenden die Funktion des Faseroszillators in Zusammenhang mit der zuvor genannten zweiten Ausführungsform näher erläutert: Ein aus der unidirektionalen Schleife über den ersten Port in den 3x3-Koppler eintretender Lichtpuls wird dort in drei Lichtpulse mit gleicher Pulsenergie auf den vierten Port, den fünften Port und den sechsten Port aufgeteilt. Die Lichtpulse am fünften Port und am sechsten Port erfahren jeweils gegenüber dem am ersten Port eintretenden Lichtpuls die Phasenverschiebung von 2TC/3. Der Lichtpuls am fünften Port wird im Folgenden als erster Lichtpuls bezeichnet, der Lichtpuls am sechsten Port als zweiter Lichtpuls. Der erste Lichtpuls durchläuft nun die bidirektionale Schleife ausgehend von dem ersten Ende hin zu dem zweiten Ende - nämlich vom fünften Port zum sechsten Port, wobei der zweite Lichtpulse die bidirektionale Schleife in umgekehrter Richtung durchläuft - nämlich vom sechsten Port zum fünften Port.

Insbesondere bei einer asymmetrischen Ausgestaltung der bidirektionalen Schleife erfahren nun der erste Lichtpuls und der zweite Lichtpuls verschiedene Phasenverschiebungen bzw. B-Integrale während ihrer Propagation entlang der bidirektionalen Schleife. Der Unterschied in den B- Integralen bzw. die Phasenverschiebung zwischen dem ersten Lichtpuls und dem zweiten Lichtpuls hängt insbesondere ab von der Ursprungsintensität der Lichtpulse - vor Durchlaufen der bidirektionalen Schleife - und der Verstärkung und/oder Abschwächung in einem Asymmetrieelement, insbesondere der Verstärkung in der ersten Verstärkungsfaser, insbesondere also von einem Pumpniveau der ersten Verstärkungsfaser. Auch die Abschwächung kann gegebenenfalls variabel ausgestaltet sein, um die Phasenverschiebung zu beeinflussen. An dem fünften Port angekommen spricht nun der zweite Lichtpuls teilweise über in die unmittelbare optische Verbindung zwischen dem sechsten Port und dem dritten Port und erfährt dabei erneut eine Phasenverschiebung von 2TC/3. Der am sechsten Port ankommende erste Lichtpuls wird teilweise unmittelbar zu dem dritten Port weitergeleitet, ohne dabei eine Phasenverschiebung zu erfahren. Ein sich durch Superposition - insbesondere konstruktive Interferenz - des ersten Lichtpulses und des zweiten Lichtpulses ergebender Ausgangspuls am dritten Port hängt damit insbesondere von den B-Integralen ab, die die Lichtpulse bei ihrer Propagation entlang der bidirektionalen Schleife erfahren.

Dabei ist der 3x3-Koppler so eingerichtet, dass sich bereits bei verschwindender nichtlinearer Phasenverschiebung zwischen dem ersten Lichtpuls und dem zweiten Lichtpuls eine endliche Transmission von vorzugsweise ungefähr 10 % der Eingangspulsenergie sowie eine nicht verschwindende Steigung des phasenabhängigen Transmissionsverlaufs ergibt, was einen Laserpulsaufbau aus dem Rauschen heraus deutlich vereinfacht. Insbesondere erleichtert dies den Start, insbesondere einen Selbststart, des modengekoppelten Betriebs. Bei zunehmender Phasenverschiebung erhöht sich die Transmission. Somit favorisiert die bidirektionale Schleife Lichtpulse mit größerer Spitzenleistung und kann damit die Funktion eines sättigbaren Absorbers erfüllen.

Durch Variation der Pumpleistung für die erste Verstärkungsfaser in der bidirektionalen Schleife lässt sich die nichtlineare Phasenverschiebung zwischen dem ersten Lichtpuls und dem zweiten Lichtpuls variabel einstellen.

Zugleich wird der nicht in die unmittelbare optische Verbindung zwischen dem sechsten Port und dem dritten Port übersprechende Anteil des an dem fünften Port ankommenden zweiten Lichtpulses teilweise unmittelbar zu dem zweiten Port übergeleitet, wobei ein Teil des an dem sechsten Port ankommenden ersten Lichtpulses in die unmittelbare optische Verbindung zwischen dem fünften Port und dem zweiten Port überspricht und dabei wiederum eine Phasenverschiebung von 2TC/3 erfährt.

Die Funktionsweise der zuvor genannten ersten Ausführungsform ergibt sich analog.

Alternativ zu der Ausgestaltung des Schleifenkopplers als 3x3-Koppler ist es auch möglich, dass der Schleifenkoppler als 2x2-Koppler ausgebildet ist. Um den Faseroszillator selbststartend auszubilden, ist in diesem Fall vorzugsweise zusätzlich ein Phasenschieber vorgesehen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Verstärkungsfaser mit Ytterbium dotiert ist. Dies ermöglicht in besonders einfacher Weise eine Abstimmung der insgesamt normalen Gesamtdispersion des Faseroszillator auf den vorbestimmten Bereich.

Alternativ oder zusätzlich ist die erste Verstärkungsfaser dotiert mit wenigstens einem Element, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Neodym, Erbium, Thulium, und Holmium.

In einer Ausführungsform ist die erste Verstärkungsfaser mit genau einem der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ytterbium, Neodym, Erbium, Thulium, und Holmium dotiert. In einer anderen Ausführungsform ist die erste Verstärkungsfaser mit einer Kombination von wenigstens zwei der genannten Elemente, insbesondere mit einer Kombination von genau zwei der genannten Elemente, dotiert. In einer Ausführungsform ist die erste Verstärkungsfaser mit Erbium und Ytterbium (Er/ Yb) dotiert. In einer anderen Ausführungsform ist die erste Verstärkungsfaser mit Thulium und Holmium (Tm/Ho) dotiert.

Das Dotierungselement oder gegebenenfalls die Kombination von Dotierungselementen bestimmt insbesondere eine optische Wellenlänge für den Faseroszillator: Umfasst die erste Verstärkungsfaser Ytterbium oder Neodym als Dotierungselement, liegt die Wellenlänge ungefähr bei 900 nm bis 1100 nm. Umfasst die erste Verstärkungsfaser Erbium als Dotierungselement, liegt die Wellenlänge ungefähr bei 1500 nm. Umfasst die erste Verstärkungsfaser Thulium oder Holmium als Dotierungselement, liegt die Wellenlänge ungefähr bei 1900 nm bis 2100 nm.

Dass der Faseroszillator insgesamt eine normale Gesamtdispersion aufweist, oder dass - anders formuliert, jedoch gleichbedeutend - die Gesamtdispersion des Faseroszillators im normalen Dispersionsbereich liegt, bedeutet insbesondere, dass ein den Faseroszillator durchlaufender Lichtpuls nach einem Durchlauf durch den Faseroszillator - das heißt jede Komponente des Faseroszillators wurde einmal passiert - eine normale Dispersion erfahren hat. Dies wiederum bedeutet, dass im Vergleich zu einer zeitlichen Form des Lichtpulses vor dem Durchlauf durch den Faseroszillator in der zeitlichen Form des Lichtpulses nach dem Durchlauf durch den Faseroszillator höhere Frequenzen nacheilen, während niedrigere Frequenzen voreilen. Höhere Frequenzen durcheilen den Faseroszillator also langsamer als niedrigere Frequenzen. Dies bedeutet nicht notwendig, dass jede optische Komponente des Faseroszillators eine normale Dispersion aufweist; vielmehr ergibt sich der Effekt zumindest für die Summe der optischen Komponenten. Während es also bei einer bevorzugten Ausgestaltung möglich ist, dass alle optischen Komponenten des Faseroszillators eine normale Dispersion aufweisen, ist es bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ebenso möglich, dass zumindest eine erste optische Komponente des Faseroszillators eine anomale Dispersion aufweist, wobei der Faseroszillator mindestens eine andere, zweite optische Komponente aufweist, die eine normale Dispersion aufweist, welche die anomale Dispersion der ersten optischen Komponente überkompensiert, sodass die Dispersion des Faseroszillators insgesamt normal ist.

Liegt die Wellenlänge des Faseroszillators im normalen Dispersionsbereich, beispielsweise bei der Verwendung von Ytterbium oder Neodym als Dotierungselement, ist das Dispersionskompensationselement vorgesehen und eingerichtet, um die Gesamtdispersion des Faseroszillators in dem für den Faseroszillator vorbestimmten Bereich zu halten. Liegt die Wellenlänge des Faseroszillators dagegen im anomalen Dispersionsbereich, beispielsweise bei der Verwendung von Erbium, Thulium oder Holmium als Dotierungselement, ist das Dispersionskompensationselement zusätzlich vorgesehen und eingerichtet, um die Gesamtdispersion in den normalen Bereich und dabei in den vorbestimmten Bereich zu bringen.

In einer Ausführungsform weist der Faseroszillator eine Mehrzahl von Dispersionskompensationselementen als das Dispersionskompensationselement auf. Es kommt dann insbesondere darauf an, dass der Gesamteffekt der verschiedenen Dispersionskompensationselemente in Summe derart ist, dass die Gesamtdispersion des Faseroszillators in dem vorbestimmten Bereich liegt.

In einer Ausführungsform ist das Dispersionskompensationselement in der unidirektionalen Schleife angeordnet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Dispersionskompensationselement ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einem gechirpten Faser-B ragg-Gitter und einer dispersionskompensierenden Faser. Alternativ oder zusätzlich ist die erste Verstärkungsfaser dispersionskompensierend ausgebildet ist. Die dispersionskompensierende Faser oder die dispersionskompensierend ausgebildete erste Verstärkungsfaser wird auch als Dispersionskompensationsfaser oder dispersionsangepasste Faser bezeichnet. Eine solche Dispersionskompensationsfaser kann beispielsweise einen Faserkern aufweisen, der Ringe mit unterschiedlichen Brechungsindices umfasst.

In einer Ausführungsform weist die dispersionskompensierende Faser eine anomale Dispersion auf, insbesondere wenn der Faseroszillator im Übrigen zumindest im Wesentlichen, insbesondere insgesamt - insbesondere mit Ausnahme der dispersionskompensierenden Faser - eine normale Dispersion aufweist, die größer ist als die vorbestimmte Gesamtdispersion. Dabei ist die anomale Dispersion der dispersionskompensierenden Faser derart auf die normale Dispersion der übrigen Komponenten des Faseroszillators abgestimmt, dass die Gesamtdispersion in dem vorbestimmten Bereich liegt.

In einer anderen Ausführungsform ist das als gechirptes Faser-B ragg-Gitter ausgebildete Dispersionskompensationselement als Reflektorelement eines reflektierenden Arms der unidirektionalen Schleife ausgebildet.

In einer Ausführungsform weist die bidirektionale Schleife eine Asymmetrie auf. Insbesondere ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass die bidirektionale Schleife für zwei die bidirektionale Schleife in entgegengesetzte Richtungen durchlaufende Lichtpulse asymmetrisch ausgestaltet ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die bidirektionale Schleife ein Asymmetrieelement aufweist.

In einer Ausführungsform ist das Asymmetrieelement ein in der bidirektionalen Schleife asymmetrisch angeordnetes - insbesondere variabel einstellbares - Verstärkungselement für eine asymmetrische Verstärkung der in entgegengesetzte Richtungen entlang der bidirektionalen Schleife propagierenden Lichtpulse.

Alternativ oder zusätzlich ist das Asymmetrieelement ein in der bidirektionalen Schleife asymmetrisch angeordnetes - insbesondere variabel einstellbares - Abschwächelement für eine asymmetrische Abschwächung der in entgegengesetzte Richtungen entlang der bidirektionalen Schleife propagierenden Lichtpulse.

Das Asymmetrieelement ist allgemein eingerichtet und/oder angeordnet, um einen Unterschied in der jeweiligen Selbstphasenmodulation zwischen einem in einer bestimmten ersten Richtung entlang der bidirektionalen Schleife propagierenden Lichtpuls und einem in der anderen, zweiten Richtung entlang der bidirektionalen Schleife propagierenden Lichtpuls zu erzeugen.

Das asymmetrisch angeordnete Verstärkungselement ist bevorzugt bezüglich der Verstärkung variabel einstellbar. Insbesondere wenn die erste Verstärkungsfaser als das Verstärkungselement ausgebildet ist, kann durch Variation der Pumpleistung eine variable Verstärkung verwirklicht werden. Alternativ oder zusätzlich ist das asymmetrisch angeordnete Abschwächelement bevorzugt bezüglich der Abschwächung variabel einstellbar.

Allgemein kann über eine variable Einstellung des Asymmetrieelements eine variable Phasenverschiebung zwischen den beiden gegenläufigen Lichtpulsen in der bidirektionalen Schleife verwirklicht werden; insbesondere kann die Phasenverschiebung durch variable Ansteuerung des Asymmetrieelements eingestellt werden.

Insbesondere kann gemäß einer Ausführungsform die erste Verstärkungsfaser asymmetrisch in der bidirektionalen Schleife angeordnet sein. Dies bedeutet insbesondere, dass die erste Verstärkungsfaser näher an dem ersten Ende der bidirektionalen Schleife angeordnet ist als an dem zweiten Ende, oder umgekehrt. Alternativ kann gemäß einer anderen Ausführungsform vorgesehen sein, dass in der bidirektionalen Schleife ein asymmetrisch angeordnetes Abschwächelement, insbesondere ein asymmetrisch angeordnetes Auskoppelelement, beispielsweise ein Tap-Koppler, oder ein Filter, ein Polarisationsabschwächer oder dergleichen, angeordnet ist. Die genannten Ausführungsformen können auch miteinander kombiniert werden.

Insbesondere ist die bidirektionale Schleife bevorzugt als nichtlinearer, verstärkender Schleifenspiegel (Nonlinear Amplifying Loop Mirror - NALM) ausgebildet. In diesem Fall weist die bidirektionale Schleife eine Asymmetrie auf, sodass verschiedene Lichtpulse, welche die bidirektionale Schleife in verschiedenen Richtungen durchlaufen, abhängig von ihrer Umlaufrichtung einen längeren Teil der bidirektionalen Schleife mit verschiedenem Intensitätsniveau passieren, da sie - bezogen auf die Laufstrecke der bidirektionalen Schleife - früher oder später verstärkt und/oder abgeschwächt werden. Dies führt aufgrund der Selbstphasenmodulation in der bidirektionalen Schleife zu einer Phasenverschiebung zwischen zwei die bidirektionale Schleife einander entgegengesetzt durchlaufenden Lichtpulsen, wobei diese Phasenverschiebung selbst wiederum intensitätsabhängig ist. Die Phasenverschiebung zwischen den beiden Lichtpulsen wiederum beeinflusst deren Koppelverhalten an dem Schleifenkoppler. Auf diese Weise werden Lichtpulse nur oberhalb einer bestimmten Intensitätsschwelle effektiv in der passenden Propagationsrichtung über den Schleifenkoppler aus der bidirektionalen Schleife in die unidirektionale Schleife eingespeist, wodurch insbesondere die als NALM ausgebildete bidirektionale Schleife die Funktion eines sättigbaren Absorbers erfüllen kann. Insbesondere ist die NALM-Faserlänge so angepasst, dass die Phasendifferenz im NALM zu konstruktiver Interferenz am Faserausgang führt. Die Schleifenanordnung aus der bidirektionalen Schleife und der unidirektionalen Schleife, die über den Schleifenkoppler miteinander gekoppelt sind, und damit auch insgesamt der Faseroszillator, weist bevorzugt eine sogenannte Ziffer-8-Konfiguration (Figure-8-configuration) auf.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die unidirektionale Schleife kein Verstärkungsmedium aufweist. In diesem Fall ist vorteilhaft die erste Verstärkungsfaser das einzige Verstärkungsmedium des Faseroszillators, insbesondere die einzige Verstärkungsfaser. Der Faseroszillator kann somit einen sehr einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweisen.

In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die unidirektionale Schleife ein - zusätzliches - Verstärkungsmedium, insbesondere eine zweite Verstärkungsfaser, aufweist, wobei ein Isolatorelement - in bevorzugter Ausgestaltung die ohnehin vorgesehene Isolatoreinrichtung der unidirektionalen Schleife - in Propagationsrichtung eines Lichtpulses - vorzugsweise in der unidirektionalen Schleife - zwischen dem Verstärkungselement und der ersten Verstärkungsfaser angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt ein Isolatorelement in Propagationsrichtung des Lichtpulses zwischen der ersten Verstärkungsfaser und dem Verstärkungselement angeordnet. Mithilfe des Verstärkungselements können vorteilhaft insbesondere Verluste ausgeglichen werden, indem eine Verstärkung von Lichtpulsen in dem Faseroszillator nicht nur in der ersten Verstärkungsfaser, sondern auch in dem zusätzlichen Verstärkungsmedium erfolgt. Zugleich ermöglicht dies eine größere Freiheit in der Wahl der Verstärkung für die erste Verstärkungsfaser und damit eine freiere Anpassung der Phasenverschiebung zwischen dem ersten Lichtpuls und dem zweiten Lichtpuls, da eine Veränderung der Gesamtverstärkung des Faseroszillators bei Variation der Verstärkung in der ersten Verstärkungsfaser entsprechend mittels des zusätzlichen Verstärkungsmediums ausgeglichen werden kann. Insbesondere ermöglicht diese Ausgestaltung einen unten näher erläuterten, ineffizienten Betrieb der bidirektionalen Schleife, der vorteilhaft für die Qualität der Spektren der erzeugten Seed-Pulse ist.

Das Isolatorelement kann in bevorzugter Ausgestaltung als Isolator oder als Zirkulator ausgebildet sein.

Die zweite Verstärkungsfaser ist vorzugsweise mit demselben Element dotiert wie die erste Verstärkungsfaser. Bevorzugt weist die bidirektionale Schleife eine Einkoppeleinrichtung auf, die eingerichtet ist, um Pumplicht in die erste Verstärkungsfaser einzukoppeln. Die in der bidirektionalen Schleife angeordnete Einkoppeleinrichtung kann zugleich auch zur Einkopplung von Pumplicht in das zusätzliche Verstärkungsmedium, insbesondere in die zweite Verstärkungsfaser, dienen. Außerdem kann die bevorzugt asymmetrisch angeordnete Einkoppeleinrichtung als Asymmetrieelement, insbesondere als asymmetrisch angeordnetes Abschwächelement, dienen.

Alternativ ist es bevorzugt möglich, dass in der unidirektionalen Schleife eine Einkoppeleinrichtung angeordnet ist, die eingerichtet ist, um Pumplicht in das zusätzliche Verstärkungsmedium, insbesondere die zweite Verstärkungsfaser, einzukoppeln. Bevorzugt dient die Einkoppeleinrichtung zugleich auch zur Einkopplung von Pumplicht in die erste Verstärkungsfaser.

Alternativ ist es bevorzugt auch möglich, dass die bidirektionale Schleife eine erste Einkoppeleinrichtung zur Einkopplung von Pumplicht in die erste Verstärkungsfaser aufweist, wobei die unidirektionale Schleife eine zweite Einkoppeleinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um Pumplicht in das zusätzliche Verstärkungsmedium einzukoppeln.

Die Einkoppeleinrichtung, sei es die erste Einkoppeleinrichtung oder die zweite Einkoppeleinrichtung oder eine einzige Einkoppeleinrichtung, ist bevorzugt als Wellenlängenmultiplex-Koppler (Wavelength Division Multiplexer - WDM) ausgebildet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die unidirektionale Schleife einen reflektierenden Arm aufweist, wobei ein Reflektorelement in dem reflektierenden Arm angeordnet ist. Über das Reflektorelement können gemäß einer Ausführungsform auch zusätzliche optische Funktionen verwirklicht werden, insbesondere die Funktion eines Bandbreitenbegrenzungselements und/oder eines Dispersionskompensationselements. Der reflektierende Arm bietet Vorteile insbesondere mit Blick auf die Anordnung und beidseitige Isolation eines zusätzlichen Verstärkungsmediums in dem reflektierenden Arm.

Der reflektierende Arm weist bevorzugt wenigstens eine Faser auf oder besteht bevorzugt aus wenigstens einer Faser.

Das Reflektorelement ist bevorzugt an einem Reflexionsende des reflektierenden Arms angeordnet. Der reflektierende Arm ist bevorzugt als linearer Ast der unidirektionalen Schleife ausgebildet, der mit einem Ringteil der unidirektionalen Schleife lichtleitend verbunden ist. Der reflektierende Arm, insbesondere der lineare Ast, weist an dem Reflexionsende das Reflektorelement auf und ist an einem dem Reflexionsende gegenüberliegenden Anschlussende mit dem Ringteil lichtleitend verbunden. Ein die unidirektionale Schleife durchlaufender Lichtpuls durchläuft den reflektierenden Arm zweifach, einmal von dem Anschlussende zu dem Reflexionsende, und dann zurück von dem Reflexionsende zu dem Anschlussende.

Das Reflektorelement ist bevorzugt teiltransparent - bzw. umgekehrt formuliert teilreflektierend - ausgebildet, sodass ein vorbestimmter Anteil von Licht über das Reflektorelement aus dem Faseroszillator ausgekoppelt wird.

Bei einer Ausführungsform des Faseroszillators ist vorgesehen, dass das Reflektorelement als Wellenlängenfixierelement ausgebildet ist, das heißt insbesondere als ein Element, das eingerichtet ist, um eine Zentralwellenlänge für den Faseroszillator festzulegen. Somit ermöglicht das Reflektorelement vorteilhaft eine eindeutige Festlegung der Zentralwellenlänge, mit welcher der Faseroszillator betrieben wird. Dies bietet den großen Vorteil einer hohen Reproduzierbarkeit bei gleichzeitig erhöhter Variabilität, um eine bestimmte, gewünschte Wellenlänge als Zentralwellenlänge zu erhalten. Dies kann insbesondere in nachfolgenden Prozessen, deren Effizienz von der Wellenlänge abhängt, entscheidend sein, beispielsweise bei Materialbearbeitungsprozessen, in einer Verstärkungskette, und/oder bei der Frequenzkonversion.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Reflektorelement als Faser-B ragg-Gitter ausgebildet ist. Das Faser-B ragg-Gitter kann bevorzugt als das Dispersionskompensationselement, als Wellenlängenfixierelement, und/oder als Bandbreitenbegrenzungselement fungieren. Um als das Dispersionskompensationselement fungieren zu können, ist das Faser-B ragg-Gitter bevorzugt als gechirptes Faser-B ragg-Gitter ausgebildet. Als Wellenlängenfixierelement oder als Bandbreitenbegrenzungselement kann das Faser-B ragg-Gitter auch wirken, wenn es als ungechirptes Faser-B ragg-Gitter ausgebildet ist.

In einer Ausführungsform ist das Dispersionskompensationselement durch das Reflektorelement gebildet, indem das Reflektorelement als gechirptes Faser-B ragg-Gitter ausgebildet ist.

Insbesondere ist das Reflektorelement das Dispersionskompensationselement. In einer Ausführungsform ist der reflektierende Arm über ein Zirkulatorelement mit einem Ringteil der unidirektionalen Schleife lichtleitend verbunden. Das Zirkulatorelement dient dabei bevorzugt zugleich als Isolatoreinrichtung der unidirektionalen Schleife. Der Ringteil weist einen ersten Ringast auf, der an einem ersten Ringastende mit dem Schleifenkoppler - insbesondere mit dem dritten Port des 3x3 -Kopplers - und an einem zweiten Ringastende mit dem reflektierenden Arm lichtleitend verbunden ist. Der Ringteil weist außerdem einen zweiten Ringast auf, der an einem ersten Ringastende mit dem reflektierenden Arm und an einem zweiten Ringastende mit dem Schleifenkoppler- insbesondere mit dem ersten Port des 3x3 -Kopplers - lichtleitend verbunden ist. Eine über den Schleifenkoppler in den ersten Ringast eintretender Lichtpuls durchläuft diesen bis zu dem Zirkulatorelement, wird von diesem in das Anschlussende des reflektierenden Arms eingekoppelt, durchläuft den reflektierenden Arm bis zu dem an dem Reflexionsende angeordneten Reflektorelement, wird dort zumindest teilweise reflektiert, läuft entlang des reflektierenden Arms zurück zu dem Anschlussende, wird dort durch das Zirkulatorelement in den zweiten Ringast eingekoppelt, und durchläuft diesen wiederum bis zu dem Schleifenkoppler. Somit werden der erste Ringast und der zweite Ringast von dem Lichtpuls jeweils einmal durchlaufen, während der reflektierende Arm - hin und zurück - zweifach durchlaufen wird.

Insbesondere ist in der unidirektionalen Schleife, insbesondere in dem reflektierenden Arm, eine zweite Verstärkungsfaser angeordnet, insbesondere als das oben bereits erwähnte zusätzliche Verstärkungsmedium. Bevorzugt ist die zweite Verstärkungsfaser in dem reflektierenden Arm angeordnet. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft, da so die zweite Verstärkungsfaser durch einen in der unidirektionalen Schleife propagierenden Lichtpuls zweifach durchlaufen wird, sodass der Lichtpuls doppelt verstärkt wird. Des Weiteren ist die zweite Verstärkungsfaser vorteilhaft durch das Zirkulatorelement - insbesondere in beide Richtungen - von der ersten Verstärkungsfaser getrennt, sodass sich die beiden Verstärkungsfasern nicht nachteilig gegenseitig beeinflussen.

Die zweite Verstärkungsfaser ist vorzugsweise mit demselben Element dotiert wie die erste Verstärkungsfaser.

Der Faseroszillator weist bevorzugt außerhalb der unidirektionalen Schleife, insbesondere außerhalb der Schleifenanordnung, - in Propagationsrichtung eines durch das Reflektorelement ausgekoppelten Lichtpulses - hinter dem ersten Reflektorelement eine Koppeleinrichtung zur Einkopplung von Pumplicht in den Faseroszillator, insbesondere in die unidirektionale Schleife auf. Auf diese Weise kann vorteilhaft Pumplicht über das Reflektorelement in die unidirektionale Schleife eingekoppelt werden. Die Koppeleinrichtung kann aber auch innerhalb der unidirektionalen Schleife, insbesondere in dem reflektierenden Arm, angeordnet sein.

In einer Ausführungsform weist der Faseroszillator ein Bandbreitenbegrenzungselement auf. Vorzugsweise ist das Bandbreitenbegrenzungselement in der unidirektionalen Schleife angeordnet. Durch das Zusammenspiel aus normaler Dispersion und Selbstphasenmodulation werden stark gechirpte Lichtpulse im Faseroszillator erzeugt, die sich bei ihrer Propagation spektral und zeitlich verbreitern. Das Bandbreitenbegrenzungselement schneidet vorteilhaft Anteile auf beiden Seiten des Spektrums ab und verkürzt damit - aufgrund des starken Chirps - die Lichtpulse nicht nur spektral, sondern auch zeitlich. Insbesondere auf diese Weise lässt sich die Randbedingung der Periodizität für einen im Faseroszillator umlaufenden Lichtpuls erfüllen.

Das Bandbreitenbegrenzungselement weist bevorzugt eine Bandbreite von mindestens 4 nm bis höchstens 100 nm, insbesondere bis höchstens 30 nm, insbesondere von mindestens 5 nm bis höchstens 20 nm, auf.

In einer Ausführungsform ist das Bandbreitenbegrenzungselement als Bandpassfilter ausgebildet. Dies stellt eine geeignete Ausgestaltung des Bandbreitenbegrenzungselements dar.

Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass das Reflektorelement, insbesondere das Faser-B ragg-Gitter, als Bandbreitenbegrenzungselement ausgebildet ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da es dann keiner zusätzlichen Komponente zur Bandbreitenbegrenzung bedarf. In diesem Fall kann das Faser-B ragg-Gitter als ungechirptes Faser-B ragg-Gitter, aber auch als gechirptes Faser-B ragg-Gitter ausgebildet sein.

Das Faser-B ragg-Gitter kann zusätzlich oder alternativ als das Dispersionskompensationselement fungieren, insbesondere wenn es als gechirptes Faser-B ragg-Gitter ausgebildet ist.

Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt in der unidirektionalen Schleife eine dispersionskompensierende Faser als das Dispersionskompensationselement angeordnet.

In einer Ausführungsform ist in der unidirektionalen Schleife eine zusätzliche Verstärkungsfaser angeordnet, die hier zum Zweck der sprachlichen Unterscheidung als dritte Verstärkungsfaser bezeichnet wird, unabhängig davon, ob zusätzlich eine zweite Verstärkungsfaser vorhanden ist. Diese Ausgestaltung wird insbesondere bevorzugt bei einem Ausführungsbeispiel des Faseroszillators, bei welchem die unidirektionale Schleife aus einem Ringteil besteht, wobei die unidirektionale Schleife insbesondere keinen linearen Ast, insbesondere keinen reflektierenden Arm, aufweist. Somit ist die dritte Verstärkungsfaser insbesondere in dem Ringteil der unidirektionalen Schleife angeordnet. Mit der dritten Verstärkungsfaser können vorteilhaft Verluste des Faseroszillators und/oder ein gezielt ineffizienter Betrieb der bidirektionalen Schleife ausgeglichen werden.

Es ist aber gemäß einer anderen Ausführungsform vorgesehen, dass die dritte Verstärkungsfaser zusätzlich zu einer in dem reflektierenden Arm vorgesehenen zweiten Verstärkungsfaser vorgesehen ist, wobei auch in diesem Fall die dritte Verstärkungsfaser bevorzugt in dem Ringteil der unidirektionalen Schleife angeordnet ist.

Die dritte Verstärkungsfaser ist vorzugsweise mit demselben Element dotiert wie die erste Verstärkungsfaser - und vorzugsweise wie die zweite Verstärkungsfaser.

Vorzugsweise weist der Faseroszillator in der unidirektionalen Schleife eine Auskoppeleinrichtung zur Auskopplung von Lichtpulsen auf. Auf diese Weise ist es möglich, Lichtpulse - sei es als Nutzlicht oder zur Überprüfung des Faseroszillators - nicht nur über den Schleifenkoppler, insbesondere den zweiten Port oder den vierten oder sechsten Port des 3x3- Kopplers, auszukoppeln, sondern zusätzlich oder alternativ über die Auskoppeleinrichtung. Aufgrund des Zusammenspiels von Dispersion einerseits und Selbstphasenmodulation andererseits entlang des Faseroszillators weisen die ausgekoppelten Lichtpulse abhängig vom Ort ihrer Auskopplung verschiedene zeitliche Breiten auf. Es können also insbesondere aus dem Schleifenkoppler, insbesondere aus dem zweiten Port des 3x3 -Kopplers, dem vierten Port des 3x3- Kopplers, und über die Auskoppeleinrichtung Lichtpulse mit verschiedenen zeitlichen Breiten ausgekoppelt werden.

Die Auskoppeleinrichtung ist bevorzugt als Tap-Koppler ausgebildet.

Das Bandbreitenbegrenzungselement, insbesondere das Reflektorelement oder der Bandpassfilter, ist bevorzugt bezüglich seiner Bandbreite verstellbar ausgebildet, vorzugsweise als temperaturabhängiges Gitter, oder als Gitter, das gegenüber Dehnung oder Stauchung bezüglich seiner Bandbreite empfindlich ist. In einer Ausführungsform sind alle optischen Komponenten des Faseroszillators polarisationserhaltend ausgebildet. Dies erweist sich als besonders vorteilhafte Ausgestaltung für den Faseroszillator.

In einer Ausführungsform sind alle optischen Komponenten des Faseroszillators durch Fasern gebildet oder bestehen aus Fasern, wobei sie insbesondere faserbasierte Komponenten oder fasergekoppelte Komponenten sind. Insbesondere weist der Faseroszillator bevorzugt keine Freistrahlkomponenten auf. In diesem Fall ergibt sich kein Justieraufwand in Zusammenhang mit dem Faseroszillator.

Es ist aber in einer anderen Ausführungsform auch möglich, dass der Faseroszillator mindestens eine optische Komponente aufweist, die als Freistrahlkomponente ausgebildet ist.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Lasereinrichtung geschaffen wird, die eine Pumplichtquelle und einen erfindungsgemäßen Faseroszillator oder einen Faseroszillator nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen aufweist, wobei die Pumplichtquelle und der Faseroszillator miteinander lichtleitend verbunden sind, sodass Pumplicht der Pumplichtquelle in den Faseroszillator eingekoppelt werden kann. In Zusammenhang mit der Lasereinrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Faseroszillator beschrieben wurden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lasereinrichtung eine Steuereinrichtung aufweist.

Die Steuereinrichtung ist bevorzugt mit einem variabel ansteuerbaren Asymmetrieelement der bidirektionalen Schleife wirkverbunden, um das variable Asymmetrieelement einzustellen, insbesondere um die nichtlineare Phasenverschiebung zwischen den die bidirektionale Schleife in umgekehrter Richtung durchlaufenden Lichtpulsen einzustellen, insbesondere so, dass ein Unterschied in den B-Integralen zweier die bidirektionale Schleife gegenläufig durchlaufender Laserpulse ungefähr 1 rad beträgt. Vorteilhaft wird dabei - entgegen der Intuition - der Faseroszillator und insbesondere die bidirektionale Schleife, das heißt der NALM, gezielt ineffizient betrieben, um trotz der geringen Repetitionsrate die gesamte nichtlineare Phase pro Oszillatorrundlauf zu begrenzen. Insbesondere bei dieser Ausgestaltung weist bevorzugt die unidirektionale Schleife ein zusätzliches Verstärkungsmedium, insbesondere eine zweite und/oder dritte Verstärkungsfaser, auf, wodurch vorteilhaft der ineffiziente Betrieb des NALM ausgeglichen werden kann.

Insbesondere ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um das variable Asymmetrieelement so einzustellen, dass der Unterschied in den B-Integralen zweier die bidirektionale Schleife gegenläufig durchlaufender Laserpulse 1 rad beträgt.

Alternativ ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um das variable Asymmetrieelement so einzustellen, dass die nichtlineare Phasenverschiebung zwischen den die bidirektionale Schleife in umgekehrter Richtung durchlaufenden Lichtpulsen höchstens 2TT/3 , vorzugsweise 2 /3, beträgt. Bevorzugt kann hierdurch ein größerer Pulsdauerbereich abgedeckt werden, als - gegebenenfalls nur - durch Wahl der Pumpleistung.

Insbesondere ist die Steuereinrichtung bevorzugt mit einem variabel ansteuerbaren Verstärkungselement wirkverbunden, um das variabel ansteuerbare Verstärkungselement bezüglich seiner Verstärkung einzustellen.

In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung mit der Pumplichtquelle wirkverbunden und eingerichtet, um eine Pumpleistung der Pumplichtquelle so einzustellen, dass ein Unterschied in den B-Integralen zweier die bidirektionale Schleife gegenläufig durchlaufender Laserpulse ungefähr 1 rad beträgt.

Insbesondere ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um die Pumpleistung der Pumplichtquelle so einzustellen, dass der Unterschied in den B-Integralen zweier die bidirektionale Schleife gegenläufig durchlaufender Laserpulse 1 rad beträgt

Alternativ ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um die Pumpleistung der Pumplichtquelle so einzustellen, dass die nichtlineare Phasenverschiebung zwischen den die bidirektionale Schleife in umgekehrter Richtung durchlaufenden Lichtpulsen höchstens 2 /3, vorzugsweise 2 /3, beträgt.

Alternativ oder zusätzlich ist die Steuereinrichtung bevorzugt mit einem variabel ansteuerbaren Abschwächelement wirkverbunden, um das variabel ansteuerbare Abschwächelement bezüglich seiner Abschwächung einzustellen, insbesondere um einen der zuvor genannten Effekte bezüglich der B-Integrale oder der Phasenverschiebung zu erzielen. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung mit dem bezüglich seiner Bandbreite verstellbar ausgebildeten Bandbreitenbegrenzungselement, insbesondere dem Reflektorelement oder dem Bandpassfilter, gegebenenfalls in Zusammenspiel mit einem weiteren optischen Element, insbesondere einem weiteren Bandbreitenbegrenzungselement, wirkverbunden und eingerichtet ist, um eine Bandbreite des Bandbreitenbegrenzungselements einzustellen, insbesondere auf mindestens 4 nm bis höchstens 100 nm, insbesondere bis höchstens 30 nm, insbesondere von mindestens 5 nm bis höchstens 20 nm.

Bevorzugt weist der Faseroszillator zusätzlich zu dem verstellbaren Bandbreitenbegrenzungselement noch ein weiteres Filterelement auf, wobei durch Verstellen der Bandbreite des verstellbaren Bandbreitenbegrenzungselements ein Überlappungsbereich zwischen dem Bandbreitenbegrenzungselement und dem Filterelement eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann sehr effizient eine effektive Bandbreite der Kombination aus dem Bandbreitenbegrenzungselement und dem Filterelement eingestellt werden, insbesondere auf mindestens 4 nm bis höchstens 100 nm, insbesondere bis höchstens 30 nm, insbesondere von mindestens 5 nm bis höchstens 20 nm.

Das Bandbreitenbegrenzungselement kann insbesondere thermisch oder mechanisch verstellbar sein, beispielsweise durch Erwärmen oder Abkühlen, oder durch Dehnen oder Stauchen.

Eine verstellbare Bandbreitenbegrenzung kann auch mit einem Fabry -Perot-Filter bewirkt werden, bei dem ein Abstand zwischen zwei Flächen, die für die Fabry -Perot-Eigenschaft verantwortlich sind, verändert wird.

Die Steuereinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um in einer Startbetriebsart durch Ansteuerung des variabel ansteuerbaren Asymmetrieelements eine erste, höhere Asymmetrie in der bidirektionalen Schleife zu erzeugen, um ein schnelles Starten der Laseraktivität in dem Faseroszillator zu begünstigen, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um in einer Dauerbetriebsart das variabel ansteuerbare Asymmetrieelement anzusteuern, um eine zweite, geringere Asymmetrie in der bidirektionalen Schleife zu erzeugen, um einen stabilen Dauerbetrieb des Faseroszillators zu gewährleisten. Insbesondere ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um ein variabel ansteuerbares Abschwächelement entsprechend anzusteuern, insbesondere um in der Startbetriebsart eine erste, höhere Abschwächung einzustellen, und um in der Dauerbetriebsart eine zweite, geringere Abschwächung einzustellen. Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein nichtlineares CPA-Verstärkungssystem geschaffen wird, das einen erfindungsgemäßen Faseroszillator oder einen Faseroszillator einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen zur Erzeugung von Seed-Pulsen aufweist. Alternativ weist das CPA-Verstärkungssystem eine erfindungsgemäße Lasereinrichtung oder eine Lasereinrichtung nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen zur Erzeugung von Seed-Pulsen auf. Optional weist das Verstärkungssystem eine Pulsauswahlvorrichtung zum Auswählen oder Verwerfen von Seed-Pulsen auf. Diese kann insbesondere vorgesehen sein, obwohl dies an sich aufgrund der beschriebenen Ausgestaltung des Faseroszillators nicht notwendig ist, insbesondere um die Repetitionsrate bei Bedarf zusätzlich verändern zu können. Das Verstärkungssystem weist einen Pulsstrecker zum zeitlichen Strecken der Seed-Pulse, eine Verstärkeranordnung zum Verstärken der zeitlich gestreckten Seed-Pulse, und eine Kompressionsvorrichtung zum zeitlichen Komprimieren der verstärkten, zeitlich gestreckten Seed-Pulse auf. In Zusammenhang mit dem Verstärkungssystem ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Faseroszillator oder der Lasereinrichtung beschrieben wurden.

Dass das Verstärkungssystem als CPA-Verstärkungssystem ausgebildet ist, bedeutet im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere, dass die Verstärkung in dem Verstärkungssystem nach dem Prinzip der „Chirped Pulse Amplification“ (CPA) erfolgt. Unter einem nichtlinearen CPA-System wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere ein CPA-System verstanden, das eine bestimmte nichtlineare Phase während der Verstärkung bzw. Propagation in der Faser zulässt.

Optional weist das Verstärkungssystem eine Pulsauswahlvorrichtung zum Auswählen oder Verwerfen von zeitlich gestreckten Seed-Pulsen, von verstärkten, zeitlich gestreckten Seed- Pulsen, und/oder von komprimierten verstärkten Seed-Pulsen auf.

In einer Ausführungsform weist die Verstärkeranordnung mindestens einen Vorverstärker und mindestens einen Hauptverstärker auf. Insbesondere weist die Verstärkeranordnung in einer Ausführungsform eine Mehrzahl von Vorverstärkern und einen Hauptverstärkern auf.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine gesamte nichtlineare Phase des Verstärkungssystems mindestens % rad, vorzugsweise mehr als % rad, beträgt. Dies bedeutet insbesondere, dass das Verstärkungssystem so eingerichtet ist, dass seine gesamte nichtlineare Phase mindestens % rad, vorzugsweise mehr als % rad, beträgt. Das hat den Vorteil, dass bei gegebenem Streckfaktor die maximal extrahierbare Pulsenergie aus dem Verstärkungssystem erhöht werden kann. Die Komprimierbarkeit der verstärkten Pulse leidet zwar unter der nichtlinearen Phase, kann aber insbesondere durch eine geeignete Wahl des Eingangsspektrums stark beeinflusst werden. Um eine möglichst hohe Pulsenergie bei gleichzeitig guter Komprimierbarkeit der Pulse zu erreichen sind daher die Anforderungen an die Form der Eingangsspektren sehr hoch, wobei der hier vorgeschlagene Faseroszillator vorteilhaft geeignet ist, diese hohen Anforderungen zu erfüllen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines passiv modengekoppelten Faseroszillators;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines passiv modengekoppelten Faseroszillators;

Figur 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines passiv modengekoppelten Faseroszillators;

Figur 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines passiv modengekoppelten Faseroszillators, und

Figur 5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines nichtlinearen CPA- Verstärkungssystems mit einem passiv modengekoppelten Faseroszillator.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines passiv modengekoppelten Faseroszillators E Der Faseroszillator 1 weist eine bidirektionale Schleife 3 und eine unidirektionale Schleife 5 auf, wobei die bidirektionale Schleife 3 und die unidirektionale Schleife 5 durch einen Schleifenkoppler 7, hier einen 3x3 -Koppler, miteinander gekoppelt, insbesondere lichtleitend verbunden, sind. In der bidirektionalen Schleife 3 ist eine erste Verstärkungsfaser 9 angeordnet. Der Faseroszillator 1 weist eine Gesamtfaserlänge auf, bei der eine Repetitionsrate des Faseroszillators höchstens 10 MHz beträgt, und insgesamt eine normale Gesamtdispersion von 0,04 ps ² bis 0,1 ps ² . In vorteilhafter Weise kann dabei die bidirektionale Schleife 3 die Funktion eines sättigbaren Absorbers übernehmen. Durch spezifische Abstimmung der Gesamtdispersion des Faseroszillators 1 in dem vorbestimmten Bereich werden vorteilhaft wohldefinierte Dispersionseigenschaften bereitgestellt. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Verstärkungsfaser 9 als Dispersionskompensationselement 60 - und optional zusätzlich als Bandbreitenbegrenzungselement 59 - ausgebildet. Insbesondere kann die Verstärkungsfaser 9 die Funktion der Bandbreitenbegrenzung aufgrund ihrer Gain-Bandbreite übernehmen.

Die erste Verstärkungsfaser 9 ist bevorzugt mit wenigstens einem Element dotiert, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Ytterbium, Neodym, Erbium, Holmium, und Thulium. Die erste Verstärkungsfaser 9 kann auch mit einer Kombination von wenigstens zwei der genannten Elemente dotiert sein, insbesondere mit einer Kombination von genau zwei dieser Elemente.

Vorzugsweise weist die bidirektionale Schleife 3 eine Asymmetrie für zwei Lichtpulse auf, welche die bidirektionale Schleife 3 in entgegengesetzte Richtungen durchlaufen, insbesondere in Form eines Asymmetrielements 4. Diese Asymmetrie kann insbesondere durch ein asymmetrisch angeordnetes Verstärkungselement 6 und/oder ein asymmetrisch angeordnetes Abschwächelement 8 in der bidirektionalen Schleife 3 bewirkt werden. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Verstärkungsfaser 9 als Verstärkungselement 6 asymmetrisch in der bidirektionalen Schleife 3 angeordnet. Insbesondere ist die bidirektionale Schleife 3 als nichtlinearer, verstärkender Schleifenspiegel (NALM) ausgebildet.

Vorzugsweise ist in der bidirektionalen Schleife 3 eine Einkoppeleinrichtung 11 zur Einkopplung von Pumplicht angeordnet. Die Einkoppeleinrichtung 11 ist bevorzugt als Wellenlängenmultiplex- Koppler (WDM) ausgebildet. Die Einkoppeleinrichtung 11 kann hier auch als Abschwächelement 8 wirken. Es kann als Abschwächelement 8 auch beispielsweise ein Tap-Koppler in der bidirektionalen Schleife 3 angeordnet sein.

In der unidirektionalen Schleife 5 ist vorzugsweise eine Isolatoreinrichtung 13, insbesondere ein Isolator 15, angeordnet.

Der als 3x3-Koppler ausgebildete Schleifenkoppler 7 ist bevorzugt eingerichtet, um Lichtpulsen, die zwischen verschiedenen unmittelbaren Verbindungen einer Mehrzahl von Ports 17 des 3x3- Kopplers übersprechen, eine Phasenverschiebung von 2TC/3 ZU vermitteln. Gegenläufigen Lichtpulsen in dem NALM wird dann insbesondere eine entsprechende Phasenverschiebung vermittelt.

Im Folgenden wird anhand von Figur 1 eine bestimmte Ausführungsform des 3x3-Kopplers unter Berücksichtigung einer bestimmten möglichen Anordnung und Verknüpfung der Ports 17 des 3x3- Kopplers beschrieben. Es sind zahlreiche andere Ausführungsformen möglich, die zu der beschriebenen Anordnung äquivalent, nahezu äquivalent oder zumindest funktionsgleich sind, jedenfalls aber denselben Zweck erfüllen.

Der 3x3-Koppler weist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere einen ersten Port 17.1, einen zweiten Port 17.2, ein dritten Port 17.3, einen vierten Port 17.4, einen fünften Port 17.5 und einen sechsten Port 17.6 auf. Ein erstes Ende 19 der unidirektionalen Schleife 5 ist mit dem dritten Port 17.3 lichtleitend verbunden. Ein zweites Ende 21 der unidirektionalen Schleife 5 ist mit dem ersten Port 17.1 lichtleitend verbunden. Durch die Ausgestaltung und Anordnung der Isolatoreinrichtung 13 können Lichtpulse entlang der unidirektionalen Schleife 5 nur von dem dritten Port 17.3 zu dem ersten Port 17.1 propagieren. Ein erstes Ende 23 der bidirektionalen Schleife 3 ist mit dem fünften Port 17.5 lichtleitend verbunden. Ein zweites Ende 25 der bidirektionalen Schleife 3 ist mit dem sechsten Port 17.6 lichtleitend verbunden. Der zweite Port 17.2 und der vierte Port 17.4 werden bevorzugt verwendet, um Lichtpulse aus dem Faseroszillator 1 auszukoppeln, sei es als Nutzlicht oder zur Überwachung.

Ein aus der unidirektionalen Schleife 5 über den ersten Port 17.1 in den 3x3-Koppler eintretender Lichtpuls wird durch den 3x3-Koppler in drei Lichtpulse mit gleicher Pulsenergie auf den vierten Port 17.4, den fünften Port 17.5 und den sechsten Port 17.6 aufgeteilt. Die Lichtpulse am fünften Port 17.5 und am sechsten Port 17.6 erfahren jeweils gegenüber dem am ersten Port 17.1 eintretenden Lichtpuls eine Phasenverschiebung von 2TC/3. Der Lichtpuls am fünften Port 17.5 wird im Folgenden als erster Lichtpuls bezeichnet, der Lichtpuls am sechsten Port 17.6 als zweiter Lichtpuls. Der erste Lichtpuls durchläuft nun die bidirektionale Schleife 3 ausgehend von deren ersten Ende 23 hin zu deren zweiten Ende 25, wobei der zweite Lichtpulse die bidirektionale Schleife 3 in umgekehrter Richtung durchläuft.

Aufgrund der in der bidirektionalen Schleife 3 asymmetrisch angeordneten ersten Verstärkungsfaser 9 erfahren nun der erste Lichtpuls und der zweite Lichtpuls verschiedene Phasenverschiebungen bzw. B-Integrale während ihrer Propagation entlang der bidirektionalen Schleife 3. Der Unterschied in den B-Integralen bzw. die Phasenverschiebung zwischen dem ersten Lichtpuls und dem zweiten Lichtpuls hängt insbesondere ab von der Ursprungsintensität der Lichtpulse - vor Durchlaufen der bidirektionalen Schleife 3 - und der Verstärkung in der ersten Verstärkungsfaser 9, insbesondere also von einem Pumpniveau der ersten Verstärkungsfaser 9. An dem fünften Port 17.5 angekommen spricht nun der zweite Lichtpuls teilweise über in eine unmittelbare optische Verbindung zwischen dem sechsten Port 17.6 und dem dritten Port 17.3 und erfährt dabei erneut eine Phasenverschiebung von 2TC/3. Der am sechsten Port 17.6 ankommende erste Lichtpuls wird unmittelbar zu dem dritten Port 17.3 weitergeleitet, ohne dabei eine Phasenverschiebung zu erfahren. Ein sich durch Superposition des ersten Lichtpulses und des zweiten Lichtpulses ergebender Ausgangspuls am dritten Port 17.3 hängt damit insbesondere von den B-Integralen ab, die die Lichtpulse bei ihrer Propagation entlang der bidirektionalen Schleife 3 erfahren.

Lichtanteile, die zurück in den ersten Port 17.1 gelangen, werden durch die Isolatoreinrichtung 13 getilgt. Es werden nur Lichtpulse durchgelassen, die über den dritten Port 17.3 in die unidirektionale Schleife 5 eintreten. Die bidirektionale Schleife 3 fungiert als sättigbarer Absorber.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel des Faseroszillators 1 weist die unidirektionale Schleife 5 kein Verstärkungsmedium auf. Insbesondere ist hier die erste Verstärkungsfaser 9 das einzige Verstärkungsmedium, insbesondere die einzige Verstärkungsfaser des Faseroszillators 1.

Figur 1 zeigt zugleich ein Ausführungsbeispiel einer Lasereinrichtung 27, die eine Pumplichtquelle 29 und den Faseroszillator 1 aufweist, wobei die Pumplichtquelle 29 mit dem Faseroszillator 1, insbesondere mit der Einkoppeleinrichtung 11, lichtleitend verbunden ist, sodass Pumplicht der Pumplichtquelle 29 in den Faseroszillator 1 eingekoppelt werden kann.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Faseroszillators 1.

Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern jeweils auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die unidirektionale Schleife 5 einen reflektierenden Arm 31 auf, in dem bei dem hier dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ein als Faser-B ragg-Gitter 33 ausgebildetes Reflektorelement 35 angeordnet ist. Der reflektierende Arm 31 ist über ein Zirkulatorelement 37 lichtleitend mit einem Ringteil 39 der unidirektionalen Schleife 5 verbunden. Insbesondere weist der Ringteil 39 einen ersten Ringast 41 auf, der mit einem ersten Ringastende 43 mit dem dritten Port 17.3 des 3x3-Kopplers verbunden ist, wobei er mit einem zweiten Ringastende 45 mit dem Zirkulatorelement 37 verbunden ist. Der Ringteil 39 weist außerdem einen zweiten Ringast 47 auf, der mit einem ersten Ringastende 49 mit dem Zirkulatorelement 37 und mit einem zweiten Ringastende 51 mit dem ersten Port 17.1 des 3x3-Kopplers verbunden ist. Das Zirkulatorelement 37 wirkt hier als Isolatoreinrichtung 13. Ein die unidirektionale Schleife 5 ausgehend von dem dritten Port 17.3 zu dem ersten Port 17.1 durchlaufender Lichtpuls durchläuft die Ringäste 41, 47 jeweils einmal, den reflektierenden Arm 31 jedoch zweimal, nämlich einmal zu dem Reflektorelement 35 hin, und einmal von dem Reflektorelement 35 zurück.

In dem reflektierenden Arm 31 ist als ein zusätzliches Verstärkungsmedium 52 eine zweite Verstärkungsfaser 53 angeordnet, die vorzugsweise mit demselben Element dotiert ist, mit dem auch die erste Verstärkungsfaser 9 dotiert ist. Das Verstärkungsmedium 52, insbesondere die zweite Verstärkungsfaser 53, kann aber auch an anderer Stelle in dem Faseroszillator 1 angeordnet sein.

Das Reflektorelement 35 ist bevorzugt teiltransmittierend oder teilreflektierend ausgebildet, wobei zum einen ein vorbestimmter Anteil von Licht über das Reflektorelement 35 aus dem Faseroszillator 1 ausgekoppelt wird, wobei zum anderen bevorzugt Pumplicht für die zweite Verstärkungsfaser 53 über das Reflektorelement 35 in die unidirektionale Schleife 5 eingekoppelt wird.

Das Zirkulatorelement 37 wirkt insbesondere als Isolatorelement 57 in der unidirektionalen Schleife 5.

Das Reflektorelement 35 ist bevorzugt als Bandbreitenbegrenzungselement 59 ausgebildet; insbesondere ist das - gemäß einer Ausgestaltung ungechirpte - Faser-B ragg-Gitter 33 bevorzugt als Bandbreitenbegrenzungselement 59 ausgebildet. In bevorzugter Ausgestaltung ist es möglich, dass das Bandbreitenbegrenzungselement 59 - insbesondere thermisch oder mechanisch - bezüglich seiner Bandbreite verstellbar ausgebildet ist.

Das Bandbreitenbegrenzungselement 59 weist bevorzugt eine Bandbreite von mindestens 4 nm bis höchstens 100 nm, insbesondere bis höchstens 30 nm, insbesondere von mindestens 5 nm bis höchstens 20 nm, auf.

Insbesondere wenn das Faser-B ragg-Gitter 33 als gechirptes Faser-B ragg-Gitter 33 ausgebildet ist, kann es zusätzlich oder alternativ als das Dispersionskompensationselement 60 fungieren. Figur 2 zeigt außerdem ein zweites Ausführungsbeispiel der Lasereinrichtung 27, die in bevorzugter Ausgestaltung eine Steuereinrichtung 61 aufweist, wobei die Steuereinrichtung 61 mit der Pumplichtquelle 29 wirkverbunden und vorzugsweise eingerichtet ist, um eine Pulsdauer des Faseroszillators 1 durch Wahl der Pumpleistung der Pumplichtquelle 29 einzustellen.

Die Steuereinrichtung 61 ist alternativ oder zusätzlich eingerichtet, um durch geeignete Ansteuerung der Pumplichtquelle 29 die nichtlineare Phasenverschiebung zwischen den die bidirektionale Schleife in umgekehrter Richtung durchlaufenden Lichtpulsen einzustellen, insbesondere so, dass ein Unterschied in den B-Integralen zweier die bidirektionale Schleife gegenläufig durchlaufender Laserpulse ungefähr 1 rad beträgt. Vorteilhaft wird dabei - entgegen der Intuition - der Faseroszillator 1 und insbesondere der NALM gezielt ineffizient betrieben, um bei geringer Repetitionsrate glatte Spektren zu erhalten. Dieser ineffiziente Betrieb wird dabei vorteilhaft durch das zusätzliche Verstärkungsmedium 52, insbesondere die zweite Verstärkungsfaser 53, ausgeglichen.

Die Steuereinrichtung 61 ist alternativ oder zusätzlich mit dem vorzugsweise bezüglich seiner Bandbreite - insbesondere thermisch oder mechanisch - verstellbar ausgebildeten Bandbreitenbegrenzungselement 59 wirkverbunden und eingerichtet, um eine Bandbreite des Bandbreitenbegrenzungselements 59 einzustellen, insbesondere um bevorzugt einen größeren Pulsdauerbereich abdecken zu können, als - gegebenenfalls nur - durch Wahl der Pumpleistung.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des Faseroszillators 1.

Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel besteht die unidirektionale Schleife 5 aus dem Ringteil 39 - sie weist entsprechend keinen reflektierenden Arm 31 auf - und weist in dem Ringteil 39 das zusätzliche Verstärkungsmedium 52, hier eine dritte Verstärkungsfaser 63, auf, wobei die dritte Verstärkungsfaser 63 bevorzugt mit demselben Element dotiert ist wie die erste Verstärkungsfaser 9. Die Isolatoreinrichtung 13 ist als das Isolatorelement 57 in Propagationsrichtung hinter der dritten Verstärkungsfaser 63 angeordnet.

Die Isolatoreinrichtung 13 ist hier zugleich als eine zweite Einkoppeleinrichtung 65 - zusätzlich zu der Einkoppeleinrichtung 11, die insofern eine erste Einkoppeleinrichtung ist - zur Einkopplung von Pumplicht für die dritte Verstärkungsfaser 63 ausgebildet, insbesondere als W eil enl ängenmultipl ex-Koppl er. Außerdem ist optional in der unidirektionalen Schleife 5 in Propagationsrichtung vor der dritten Verstärkungsfaser 63 ein - vorzugsweise verstellbarer - Bandpassfilter 67 als das Bandbreitenbegrenzungselement 59 angeordnet.

Weiterhin ist optional in der unidirektionalen Schleife 5 eine Auskoppeleinrichtung 69 angeordnet, die vorzugsweise Tap-Koppler ausgebildet ist. Über die Auskoppeleinrichtung 69 kann insbesondere wahlweise Nutzlicht oder Licht zur Überwachung des Faseroszillators 1 ausgekoppelt werden. Auch bei diesem dritten Ausführungsbeispiel kann insbesondere die erste Verstärkungsfaser 9 als das Dispersionskompensationselement 60 fungieren.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des Faseroszillators 1. Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ist in der unidirektionalen Schleife 5 eine dispersionskompensierende Faser 71 als Dispersionskompensationselement 60 angeordnet.

Mithilfe des Dispersionskompensationselements 60, unabhängig von dessen Ausgestaltung - insbesondere gemäß Figur 2 oder Figur 4 - ist es möglich, die - normale - Gesamtdispersion des Faseroszillators 1 auf den vorbestimmten Bereich einzustellen.

Bevorzugt ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel ein Bandbreitenbegrenzungselement 59 vorgesehen. Insbesondere kann die erste Verstärkungsfaser 9 als Bandbreitenbegrenzungselement 59 ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch beispielsweise ein Bandpassfilter als Bandbreitenbegrenzungselement 59 vorgesehen sein.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des Faseroszillators 1 - insbesondere gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele -, sind vorzugsweise alle optischen Komponenten des Faseroszillators 1 polarisationserhaltend ausgebildet.

Bevorzugt sind alle optischen Komponenten des Faseroszillators 1 Faserkomponenten, oder faserbasierte Komponenten, oder fasergekoppelte Komponenten. Insbesondere weist der Faseroszillator 1 bevorzugt keine Freistrahlkomponente auf.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines nichtlinearen CPA- Verstärkungssystems 73 mit einem passiv modengekoppelten Faseroszillator 1.

Das nichtlineare CPA-Verstärkungssystem 73 weist den Faseroszillator 1, insbesondere die Lasereinrichtung 27, zur Erzeugung von Seed-Pulsen auf. Optional weist das CPA- Verstärkungssystem 73 einen Pulsstrecker 75 zum Auswählen oder Verwerfen von Seed-Pulsen auf, außerdem eine Pulsauswahlvorrichtung 77 zum zeitlichen Strecken der Seed-Pulse, eine Verstärkeranordnung 79 zum Verstärken der zeitlich gestreckten Seed-Pulse, insbesondere mit mindestens einem Vorverstärker 81 und mindestens einem Hauptverstärker 83, und eine Kompressionsvorrichtung 85 zum zeitlichen Komprimieren der verstärkten, zeitlich gestreckten Seed-Pulse. Eine gesamte nichtlineare Phase des CPA-Verstärkungssystems 73 beträgt bevorzugt mindestens % rad.