TY - JOUR A1 - Unterhuber, Angelika A1 - Povazay, B. A1 - Bizheva, K. A1 - Hermann, B. A1 - Sattmann, Harald A1 - Stingl, A. A1 - Le, Trang A1 - Seefeldt, Michael A1 - Menzel, Ralf A1 - Preusser, Matthias A1 - Budka, Herbert A1 - Schubert, Christian A1 - Reitsamer, H. A1 - Ahnelt, Peter Kurt A1 - Morgan, J. E. T1 - Advances in broad bandwidth light sources for ultrahigh resolution optical coherence tomography N2 - Novel ultra-broad bandwidth light sources enabling unprecedented sub-2 pm axial resolution over the 400 nm-1700 nm wavelength range have been developed and evaluated with respect to their feasibility for clinical ultrahigh resolution optical coherence tomography (UHR OCT) applications. The state-of-the-art light sources described here include a compact Kerr lens mode locked Ti:sapphire laser (lambda(c) = 785 nm, Deltalambda = 260 nm, P-out = 50 mW) and different nonlinear fibre-based light sources with spectral bandwidths (at full width at half maximum) up to 350 nm at lambda(c) = 1130 nm and 470 nm at lambda(c) = 1375 run. In vitro UHR OCT imaging is demonstrated at multiple wavelengths in human cancer cells, animal ganglion cells as well as in neuropathologic and ophthalmic biopsies in order to compare and optimize UHR OCT image contrast, resolution and penetration depth Y1 - 2004 SN - 0031-9155 ER - TY - JOUR A1 - Seefeldt, Michael A1 - Heuer, Axel A1 - Menzel, Ralf T1 - Compact white-light source with an average output power of 2.4 W and 900 nm spectral bandwidth Y1 - 2003 ER - TY - THES A1 - Seefeldt, Michael T1 - Pikosekunden-Weißlichterzeugung in mikrostrukturierten Fasern unter Ausnutzung nichtlinear optischer Effekte T1 - Picosecond white-light generation in microstructured fibers by utilization of nonlinear optical effects N2 - Im Rahmen der vorliegenden Arbeit ist es erstmals gelungen, mit einem ps-Pumplaser (10 ps) Weißlicht mit einer spektralen Breite von mehr als einer optischen Oktave in einer mikrostrukturierten Faser (MSF) bei einer Pumpwellenlänge von 1064 nm zu generieren. Es ließ sich, abgesehen von nichtkonvertierten Resten der Pumpstrahlung, ein unstrukturiertes und zeitlich stabiles Weißlichtspektrum von 700 nm bis 1650 nm generieren. Die maximale Ausgangsleistung dieser Weißlichtstrahlung betrug 3,1 W. Es konnten sehr gute Einkoppeleffizienzen von maximal 62 % erzielt werden. Die an der Weißlichterzeugung beteiligten dispersiven und nichtlinear optischen Effekte, wie z.B. Selbstphasenmodulation, Vierwellenmischung, Modulationsinstabilitäten oder Solitoneneffekte, werden detailliert theoretisch untersucht und erläutert. Die Arbeit beinhaltet ebenfalls eine umfangreiche Beschreibung der Wirkungsweise und Eigenschaften von mikrostrukturierten Fasern mit einem festen Faserkern. Aufgrund der großen Variationsvielfalt des mikrostrukturierten Fasermantels und der damit verbundenen Wellenleitereigenschaften ergeben sich, insbesondere für die Anwendung in der nichtlinearen Optik, eine Reihe von interessanten Eigenschaften. Es wurden insgesamt vier verschiedene mikrostrukturierte Fasern experimentell untersucht. Für die Interpretation der experimentellen Ergebnisse ist die Pulsausbreitung der ps-Pumppulse in einer dispersiven, nichtlinear optischen Faser anhand der verallgemeinerten nichtlinearen Schrödinger-Gleichung berechnet worden. Durch einen Vergleich der Berechnungen mit den Messdaten ließen sich verstärkte Modulationsinstabilitäten und verschiedene Solitoneneffekte als hauptsächlich für die Weißlichterzeugung bei ps-Anregungspulsen verantwortlich identifizieren. Auf der Basis der durchgeführten Untersuchungen wurde in Kooperation mit der Fa. Jenoptik Laser, Optik, Systeme GmbH eine kompakte und leistungsstarke Weißlichtquelle entwickelt. Diese wurde erfolgreich in einer Kohärenztomographiemessung (Optical Coherence Tomography - OCT) getestet: Es konnte in ex vivo-Untersuchungen gezeigt werden, dass sich mit dieser ps-Weißlichtquelle eine hohe Eindringtiefe von ca. 400 µm in die Netzhaut eines Affen erreichen lässt. N2 - With the present work it succeeded for the first time to generate white-light with a spectral width of more than an optical octave in a microstructured fiber (MSF) with a pump wavelength of 1064 nm and ps-pump pulses (10 ps). Apart from non-converted remainders of the pumping radiation, an unstructured and temporally stable white-light spectrum from 700 nm to 1650 nm could be generated. The maximum output power of this white-light radiation amounted to 3.1 W. Very good coupling efficiencies of max. 62 % could be obtained. At the white light generation different dispersive and nonlinear optical effects took part, e.g. self-phase modulation, four-wave mixing, modulation instabilities and soliton effects. These processes are theoretically examined and described in detail. Likewise the work contained an extensive description of the principle of operation and characteristics of microstructured fibers with a solid fiber core. Due to the large variation variety of the microstructured fiber cladding and the associated wave-guiding characteristics arise, in particular for application in the nonlinear optics, a set of interesting properties. Altogether four different microstructured fibers were experimentally examined. For the interpretation of the experimental results the pulse propagation of ps-pump pulses in a dispersive, nonlinear optical fiber was computed on the basis of the generalized nonlinear Schroedinger equation. By a comparison of the calculation results with the measuring data amplified modulation instabilities and different soliton effects could be identified as main responsible for the white light generation with ps-pump pulses. With respect to the accomplished experimental and theoretical investigations in co-operation with the company Jenoptik laser, optics, systems GmbH a compact and high-performance white-light source was developed. This broadband light source was tested successfully in an optical coherence tomography measurement (OCT): It could be shown in ex vivo investigations that with this white-light source high penetration depths of approx. 400 µm into the retina of a monkey could be achieved. KW - Weißlichterzeugung KW - mikrostrukturierte Faser KW - nichtlineare Optik KW - breitbandige Lichtquelle KW - Frequenzkonversion KW - white-light generation KW - microstructured fiber KW - nonlinear optics KW - broadband light source KW - frequency conversion Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16461 SN - 978-3-940793-20-1 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Jechow, Andreas A1 - Seefeldt, Michael A1 - Kurzke, Henning A1 - Heuer, Axel A1 - Menzel, Ralf T1 - Enhanced two-photon excited fluorescence from imaging agents using true thermal light JF - Nature photonics N2 - Two-photon excited fluorescence (TPEF) is a standard technique in modern microscopy(1), but is still affected by photodamage to the probe. It has been proposed that TPEF can be enhanced using entangled photons(2,3), but this has proven challenging. Recently, it was shown that some features of entangled photons can be mimicked with thermal light, which finds application in ghost imaging(4), subwavelength lithography(5) and metrology(6). Here, we use true thermal light from a superluminescent diode to demonstrate TPEF that is enhanced compared to coherent light, using two common fluorophores and luminescent quantum dots, which suit applications in imaging and microscopy. We find that the TPEF rate is directly proportional to the measured(7) degree of second-order coherence, as predicted by theory. Our results show that photon bunching in thermal light can be exploited in two-photon microscopy, with the photon statistic providing a new degree of freedom. Y1 - 2013 U6 - https://doi.org/10.1038/NPHOTON.2013.271 SN - 1749-4885 SN - 1749-4893 VL - 7 IS - 12 SP - 973 EP - 976 PB - Nature Publ. Group CY - London ER -