Laseraktivität und selbst-gepumpte Frequenzkonversion in optischen Mikroresonatoren

Optische Flüstergalerie-Mikroresonatoren (FGR) aus nicht-zentrosymmetrischen Materialien haben sich innerhalb der letzten 15 Jahre in zahlreichen Experimenten als effiziente und äußerst kompakte parametrische Frequenzkonverter erwiesen. Jedoch fußen alle bisherigen Realisierungen auf externen schmalbandigen Lasern, deren Licht resonant in MHz-breite Resonatormoden eingekoppelt wird, was eine teure und technisch anspruchsvolle Lösung ist. In dieser Arbeit wurde untersucht, wie nichtlinear-optische Frequenzkonversion in FGR ohne die Notwendigkeit einer externen schmalbandigen Pumplichtquelle bewerkstelligt werden kann. Im Zuge dessen wurden zwei bisher vollkommen unabhängige Forschungsfelder erstmals zusammengeführt: FGR-basierte Laser und FGR-basierte parametrische Frequenzkonverter. Schlüsselelemente dabei waren laseraktive FGR, deren hohe Güte nicht nur zur Generation von schmalbandigem Laserlicht genutzt wurde, sondern auch gleichzeitig zur effizienten parametrischen Frequenzkonversion. Neben der erfolgreichen Zusammenführung beider Forschungsfelder durch die Demonstration selbst-gepumpter Frequenzverdopplung sowie selbst-gepumpter optisch-parametrischer Oszillation konnten auch in den jeweiligen Feldern signifikante Fortschritte erzielt werden wie etwa LED-angeregtes Lasing, modensprungfrei durchstimmbare einfrequente Laseremission sowie selbst-gepumpte Frequenzkonversion in Wenigmoden-FGR.