Top-Hat Strahlformung für ein Laserdioden-Array

Abstract

Um der zunehmenden Anzahl an Weltraumschrott entgegenzuwirken, werden laserbasierte Konzepte angewendet. Um die benötigten Energien zu erreichen werden viele einzelne Emitter kohärent gekoppelt, um so einen kleinen Strahldurchmesser im Fernfeld zu erreichen. Zur Effizienzerhöhung soll in dieser Arbeit ein System zur Laserstrahlformung designt werden, welches ein Top-Hat Strahlprofil erzeugt. Dazu wird ein refraktives System mittels Zemax designt, optimiert und ausgewertet. Die Sensibilität des Systems hinsichtlich diverser Toleranzen wurde untersucht und zeigt eine besondere Empfindlichkeit des Systems gegenüber Justagetoleranzen. Außerdem wurde ein 3D gedruckter Strahlformer realisiert, der auf die Endfläche einer Faser gedruckt wurde. Das System wurde erneut mittels Zemax optimiert und analysiert und anschließend am 4. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart hergestellt. Die experimentellen Ergebnisse weichen stark von den simulierten ab, eine eindeutige Ursache der Diskrepanz muss jedoch in weiteren Arbeiten nachfolgend zu dieser Arbeit abschließend geklärt werden.