Grundlagen
Das Master Oscillator Fiber Amplifier (MOFA)-Konzept erlaubt die Kombination der Vorteile vom Microchiplasern (kurze Pulsdauer, gute Strahlqualität) mit denen von Faserlasern (hohe mittlere Leistung, gute Kühlung). Es lassen sich Strahlquellen mit hoher Pulsenergie, kurzer Pulsdauer und hoher Wiederholrate realisieren, die mit herkömmlichen Festkörperlaser-Systemen nicht zu erreichen wären.
In einer sogenannten "aktiven Faser" (einer mit seltenen Erden dotierten Glasfaser) lässt sich durch optisches Pumpen ähnlich wie in einem
Laserkristall eine Besetzungsinversion erzeugen. Als Pumplichtquelle werden fasergekoppelte Diodenlaser eingesetzt. Ytterbium(Yb)-dotierte
aktive Fasern werden im Spektralbereich um 980 nm gepumpt.
Laserpulse eines Seedlasers werden in die Faser eingekoppelt und durchlaufen die gepumpte aktive Faser. Dabei werden sie durch stimulierte
Emission verstärkt, die Pulsenergie, Pulsspitzenleistung und mittlere Leistung steigen, Wiederholrate und Pulsdauer bleiben jedoch erhalten.
Ein weiterer Vorteil des MOFA-Konzeptes ist, dass die hohe Pulsspitzenleistung erst innerhalb der Faser entsteht. Es können in sogenannten
"Large Mode Area (LMA)"-Fasern sehr hohe Pulsspitzenleistungen bei guter Strahlqualität aus einer Faser heraus bereitgestellt werden. Die
Kopplung eines Lasers mit den gleichen Parametern an eine derartige Faser wäre hingegen nicht zu realisieren.
Insbesondere für fasergekoppelte LIBS-Systeme, wie das LIBS-PROD System, ist das MOFA-Konzept als Strahlquelle
daher in idealer Weise geeignet.
