Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses von LDA-Streulichtsignalen für 1064 nm durch optische Verstärkung mit Neodym3+-dotierten Faserverstärkern

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Dietrich Dopheide
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 1997 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5364002

In den ersten beiden Jahren des Forschungsvorhabens wurde theoretisch und experimentell erstmals nachgewiesen, daß durch die optische Vorverstärkung mittels eines Neodym³+-dotierten Faserverstärkers das Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) von 1064 nm LDA-Signalen (LDA: Laser-Doppler-Anemometer) drastisch verbessert werden kann. Mit einer deutlichen Absenkung der unteren Detektionsgrenze konnten extrem schwache Signale, die bisher im Rauschen verschwanden, erstmalig ausgewertet werden. Da die experimentellen Aufbauten für diese Untersuchungen mit konventionellen, kommerziell erhältlichen Bauteilen durchgeführt wurden, ergaben sich in der Faserverstärkeanordnung erhebliche Transmissions- und Einkoppelverluste. Zu dem zeigten die eingesetzten Neodym³+-dotierten Fasern um eine Größenordnung schlechtere optische Gewinnwerte als die aus theoretischen Berechnungen vorhergesagten Werte. Erst durch eine Pumpleistungsverdoppelung mittels zweier Pumpdioden ließen sich genügend hohe Verstärkungsfaktoren erzielen, um die Vorteile der optischen Vorverstärkung gegenüber konventionellen Empfangsmodulen nutzen zu können. Im Rahmen des Fortsetzungsantrages sollen durch systmetische Grundlagenuntersuchungen die oben beschriebenen Verluste/Gewinneinbußen reduziert und somit die Basis geschaffen werden, ein kompaktes Empfangsmodul für extrem schwache 1064 nm LDA-Signale zu realisieren.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Dr. Harald Müller; Dr.-Ing. Helmut Többen