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In Zukunft werden kompakte Faserverstärker mit besserer Effizienz die derzeit in Gravitationswellendetektoren (GWDs) verwendeten Festkörperlaser ersetzen. Um einfrequente Faserverstärker mit hoher Ausgangsleistung und niedrigem Rauschen zu realisieren, wird eine aktive Stabilisierung benötigt. Für diese aktive Stabilisierung ist ein gutes Verständnis der dynamischen Eigenschaften von Faserverstärkern notwendig. Deshalb werden in dieser Arbeit die zeitliche Dynamik von einfrequenten Faserverstärkern und deren kohärente Kopplung untersucht. Die Kenntnis der frequenzabhängigen Verstärkung von Signal- und Pumpleistungsfluktuationen ist essentiell für die Leistungsstabilisierung von Faserverstärkern. Diese dynamischen Prozesse wurden anhand der zeitabhängigen Laserratengleichungen modelliert. Der Einfluss der Verstärkerparameter wurde analysiert und durch experimentelle Daten bestätigt. Außerdem konnte gezeigt werden, dass dieses dynamische Modell verwendet werden kann, um aus dem Eingangsleistungsrauschen das Leistungsrauschen des verstärkten Signals zu bestimmen. Für interferometrische Präzisionsmessungen ist die Signalphase sogar noch bedeutender, weil das Phasenrauschen direkt in das Phasensignal des Interferometers koppelt. Die Signalphase eines Faserverstärkers hängt aufgrund thermischer Effekte und der frequenzabhängigen Verstärkung ebenfalls von der Pump- und Seedleistung ab. Die Temperatur beeinflusst die Signalphase, weil der Brechungsindex von Glas von der Temperatur abhängt. Es konnte gezeigt werden, dass im Frequenzbereich von 2-1000 Hz die radiale Wärmeleitung eine wichtige Rolle spielt, während bei niedrigen Frequenzen die Veränderung der mittleren Fasertemperatur dominiert. Die frequenzabhängige Verstärkung verändert aufgrund der Kramers-Kronig-Relationen (KKR) ebenfalls die Signalphase. Die Dynamik dieser KKR-induzierten Phasenverschiebung konnte mit dem dynamischen Verstärkermodell beschrieben werden, das für die Leistungsmodulation entwickelt wurde. Sowohl thermische als auch KKR-Effekte wurden in den untersuchten Faserverstärkern beobachtet; daher ist es von den Verstärkerparametern abhängig, welcher Prozess dominiert. Die mit einem einzelnen Faserverstärker erreichbare Ausgangsleistung ist möglicherweise nicht ausreichend für die GWDs der dritten Generation. Deshalb wurde die Leistungsskalierung durch relative Phasenstabilisierung - oder kohärente Kopplung - mehrerer Faserverstärker untersucht. Zwei Faserverstärker mit einer Ausgangsleistung von je 10 W wurden mit Freistrahloptiken kombiniert. Dabei wurde beugungsbegrenzte Strahlqualität erreicht. Leistungs- und Frequenzrauschen blieben bei der Kombination ebenfalls erhalten. Daher konnte gezeigt werden, dass kohärente Kopplung eine vielversprechende Methode ist, um die benötigten Ausgangsleistungen für GWDs der dritten Generation zu erreichen. Eine komplett faserbasierte kohärente Kopplung wurde ebenfalls realisiert. Langzeitstabilität wurde dabei mit Hilfe von Faserstreckern erreicht. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Faserverstärker als Phasenaktuatoren für kohärente Kopplung verwendet werden können. Auf diese Weise wurden erstmals zwei Ytterbium-Verstärker ohne einen dedizierten Phasenaktuator kombiniert.
Compact single frequency fiber amplifiers with superior efficiency will potentially supersede the bulk laser systems currently in use in gravitational wave detectors (GWDs). To realize high power fiber amplifiers with low noise, active stabilization is required. For an effective stabilization, a good comprehension of the amplifier's dynamic properties is necessary. Therefore, the temporal dynamics of single frequency fiber amplifiers and coherent beam combination are investigated in this thesis. Knowledge of the frequency dependent amplification of signal and pump power fluctuations is essential for power stabilization of fiber amplifiers. These dynamic processes were modeled by means of the time dependent laser rate equations. The impact of the amplifier parameters was analyzed and the obtained results were confirmed with experimental data. Furthermore, it was shown that this dynamic model can be applied to determine the power noise of the amplified signal from the input power noise. For interferometric precision measurements the signal phase is even more significant, as phase noise directly couples to the phase signal of the interferometer. The signal phase of a fiber amplifier also depends on the pump and seed power due to thermal effects and the frequency dependent gain. Since the refractive index of glass depends on the temperature, the fiber temperature influences the signal phase. In the frequency range from 2-1000 Hz the temperature induced phase shift was shown to be strongly influenced by the radial heat flow, while at the low frequencies the average temperature change is the dominating effect. The gain of the fiber amplifier changes the signal phase because of the Kramers-Kronig-Relations (KKR). It was shown that the temporal dynamics of this KKR phase shift can be described with the dynamic fiber amplifier model developed for power modulation. Both heat diffusion and KKR effects were observed in the investigated fiber amplifiers, therefore the prominence of each process depends on the fiber amplifier parameters. Since power scaling of single amplifiers might not be sufficient to realize the high power single frequency sources required for 3rd generation GWDs, the prospects of relative phase stabilization - or coherent beam combination - as a power scaling method was analyzed. Two fiber amplifiers with an output power of 10 W each were combined in free space with diffraction limited beam quality. The power noise and frequency noise could also be preserved. Therefore, it could be shown that coherent beam combining is a very promising power scaling method to reach the high power levels required for third generation GWDs. All-fiber coherent beam combining was realized as well. Using fiber stretchers as phase actuators a long term stable system could be demonstrated. Furthermore, it was shown that the phase shifting properties of fiber amplifiers can also be used as a phase actuator for coherent beam combining. In this way coherent beam combining of two 10 W ytterbium amplifiers without a dedicated phase actuator was demonstrated for the first time.