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Feasibility and performance study for a space-borne 1645nm OPO for French-German satellite mission MERLIN

Elsen, Florian und Heinzig, Matthias und Livrozet, Marie J. und Löhring, Jens und Wüppen, Jochen und Büdenbender, Christian und Fix, Andreas und Jungbluth, Bernd (2014) Feasibility and performance study for a space-borne 1645nm OPO for French-German satellite mission MERLIN. In: SPIE Proceedings Vol. 9135 Laser Sources and Applications II, 9135. Photonics Europe, 2014-04-14 - 2014-04-17, Brussels, Belgium. doi: 10.1117/12.2052396.

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Offizielle URL: http://spie.org/Publications/Proceedings/Paper/10.1117/12.2052396

Kurzfassung

We present a theoretical and experimental analysis of a pulsed 1645 nm optical parametric oscillator (OPO) to prove the feasibility of such a device for a spaceborne laser transmitter in an integrated path differential absorption (IPDA) lidar system. The investigation is part of the French-German satellite mission MERLIN (Methane Remote Sensing Lidar Mission). As an effective greenhouse gas, methane plays an important role for the global climate. The architecture of the OPO is based on a conceptual design developed by DLR, consisting of two KTA crystals in a four-mirror-cavity. Using numerical simulations, we studied the performance of such a setup with KTP and investigated means to optimize the optical design by increasing the efficiency of the OPO and decreasing the fluence on the optical components. For the experimental testing of the OPO, we used the INNOSlab-based ESA pre-development model ATLAS as pump laser at 1064 nm. The OPO obtained 9.2 mJ pulse energy at 1645 nm from 31.5 mJ of the pump and a pump pulse duration of 42 ns. This corresponds to an optical/optical efficiency of 29%. After the pump pulse was reduced to 24 ns, a similar OPO performance could be obtained by adapting the pump beam radius. In recent experiments with optimized optical design the OPO obtained 12.5 mJ pulse energy at 1645 nm from 32.0 mJ of the pump, corresponding to an optical/optical efficiency of 39%. Two different methods were applied to study the laser damage thresholds of the optical elements used.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/92946/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Feasibility and performance study for a space-borne 1645nm OPO for French-German satellite mission MERLIN
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Elsen, FlorianFraunhofer-Institut für LasertechnikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heinzig, MatthiasFraunhofer-Institut für LasertechnikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Livrozet, Marie J.Fraunhofer-Institut für LasertechnikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Löhring, JensFraunhofer-Institut für Lasertechnik, AachenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wüppen, JochenFraunhofer-Institut für LasertechnikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Büdenbender, ChristianDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fix, AndreasDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jungbluth, BerndFraunhofer-Institut für LasertechnikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 April 2014
Erschienen in:SPIE Proceedings Vol. 9135 Laser Sources and Applications II
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:9135
DOI:10.1117/12.2052396
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Mackenzie, Jacob I.Univ of SouthamptonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jelínková, HelenaCzech Technical Univ in PragueNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Taira, TakunoriNational Institutes of Natural Sciences, Institute for Molecular Science (IMS), Okazaki, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ahmed, Marwan AbdouNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Name der Reihe:SPIE Proceedings
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Frequency Conversion, Optical Parametric Oscillators, Lasers, Near Infrared, Methane, Lidar, Satellite
Veranstaltungstitel:Photonics Europe
Veranstaltungsort:Brussels, Belgium
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:14 April 2014
Veranstaltungsende:17 April 2014
Veranstalter :SPIE
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - LIDAR-Forschung und - Entwicklung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Hinterlegt von: Fix, Dr.rer.nat. Andreas
Hinterlegt am:02 Dez 2014 11:32
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:58

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