Lasers

Tender description

Gekapselter, gepulster und Glasfaser gepumpter Watt-level single mode Alexandrit-Ringlaser in kompakter Bauform zur Integration in ein Doppler Lidar, inklusive Ersatz-Diodenpumpe und hochintegrierter Elektronik. Der mittels Glasfaser gepumpte Ringlaser samt Strahlformungsoptik und Technologie zum schnellen Frequenzwechsel (Advanced Ramp&Fire) sind in einem speziell an die Bauform des Lidar angepassten Gehäuse in kompakter Form zu realisieren. Für den Bau eines universellen Doppler Lidar für die mittlere Atmosphäre (Doppler Rayleigh-, Mie-, Resonanz-Streuung) soll ein hocheffizienter Alexandrite-Ringlaser gebaut werden, der alle notwendigen Spezifikationen für den Einbau in ein kompaktes Doppler-Lidar der Größe 1 x 1 x 1 m erfüllt. Für den Einsatz in polaren Regionen muss das Lasersystem gekapselt, kompakt und dem zur Verfügung stehenden Bauraum genau angepasst werden. Aufgrund des großen Teleskopes stehen an der schmalsten Stelle ca. 22 cm zur Verfügung, wobei die Gesamtlänge nur ca. 66 cm betragen kann. Der Ringlaser ist mittels Glasfaser zu pumpen, die in ein einer separaten Etage mit vergleichbaren Abmessungen unterzubringen ist. Der zur Verfügung stehende Platz für die Elektronik beträgt 3 HE. Das Lasersystem muss sowohl die Strahlformungsoptik zur Anpassung des Strahls an die Erfordernisse der nachfolgenden Optiken erfüllen (Strahldurchmesser 2,5 mm, M2<1.1). als auch mittels einer cavity-control für eine Frequenzstabilität von Puls zu Puls unterhalb 1 MHz ausgestattet sein (Advanced Ramp&Fire). Für Doppler-Messungen ist eine absolute Frequenzkontrolle von Puls zu Puls von < 1 MHz zu gewährleisten, wobei die Frequenz bis zu 106 MHz pro Sekunde von Puls zu Puls wechselt. Für Doppler-Mie Streuung muss die Linienbreite <10 MHz betragen, wobei eine Pulslänge von 500-1000 ns angestrebt wird. Doppler-Resonanzstreuung erfordert zusätzlich die genaue und absolute Abstimmung des Lasers auf eine atomare Linie (z. B. Kalium 770 nm, Eisen 772 nm, Rubidium 780 nm) mit <1 MHz (~2 fm) absoluter Frequenz-Genauigkeit. Das Lasersystem ist für den wartungsfreien Dauerbetrieb auszulegen und entsprechend zu kapseln. Die Messung der Energie von Puls zu Puls ist zu integrieren und die Leistung des nicht genutzten Seeders ist als separater Ausgang zur Verfügung zu stellen. Für spektroskopische Messungen ist eine hohe Leistungsstabilität (<<1 %) von Puls zu Puls als auch eine hohe spektrale Reinheit und Stabilität der Linienbreite (Lorentz-Profil, keine Nebenmoden, Breitband-Emission etc) von Puls zu Puls zu gewährleisten (>99.9 %) und nachzuweisen. Für Messungen in der mittleren Atmosphäre ist eine mittlere Leistung von ~1 W bei einer Pulswiederholrate von 500-800 Hz Grundvoraussetzung (>1 mJ pro Puls). Die Lieferung muss eine Ersatz-Diodenpumpe zur Sicherstellung des Betriebes in entlegensten Gegenden der Erde, wie z. B. der Antarktis umfassen. Ein Austausch der Diodenpumpe muss vor Ort ohne Nach-Justage des gepumpten Ringlasers durchführbar sein. Das System ist für den Dauerbetrieb mit hoher Effizienz auszulegen. Aufgrund der begrenzten Infrastruktur steht für den Betrieb des Lasers inklusive aller Peripherien <150 W zur Verfügung. Die geplante Inbetriebnahme des Doppler-Lidar ist für Mitte 2020 geplant. Die Lieferung des Lasers hat zeitnah zu erfolgen.