Ultrahurtig fiberlaser producerer rekordhøj effekt

Forskere har udviklet en ultrahurtig fiberlaser, der leverer en gennemsnitlig effekt mere end ti gange, hvad der er tilgængelig fra nutidens højeffektlasere. Teknologien er klar til at forbedre materialebehandling i industriel skala og baner vejen for visionære anvendelser.

Michael Müller, en ph.d. studerende af prof. Jens Limpert fra Friedrich Schiller University's Institute of Applied Physics og Fraunhofer Institute of Institute for Applied Optics and Precision Engineering i Jena, Tyskland, vil præsentere den nye laser på den helt virtuelle 2020 OSA Laser Congress, der afholdes 12.-16. oktober. Præsentationen er planlagt til tirsdag d. 13. oktober kl. 14:30 EDT.

Høj effekt uden varmen

I lasere, spildvarme genereres i processen med lysudsendelse. Lasergeometrier med et stort overflade-til-volumen-forhold, såsom fibre, kan aflede denne varme meget godt. Dermed, en gennemsnitlig effekt på omkring 1 kilowatt opnås fra nutidens højeffektlasere. Ud over denne magt, varmebelastningen forringer strålekvaliteten og udgør en grænse.

For at omgå denne begrænsning, forskerholdet omkring Müller og Limpert skabte en ny laser, der eksternt kombinerer output fra 12 laserforstærkere. De viste, at laseren kan producere 10,4 kW gennemsnitseffekt uden forringelse af strålekvaliteten. Termografisk billeddannelse af den endelige strålekombiner afslørede en marginal opvarmning. Dermed, effektskalering til 100 kW-niveauet kunne opnås ved at tilføje endnu flere forstærkerkanaler.

"I fremtiden, højeffekt kombinerede lasere vil ikke kun accelerere industriel behandling, men muliggør også tidligere visionære applikationer såsom laserdrevet partikelacceleration og fjernelse af rumaffald, sagde Müller.

Undersøgelsen af ​​nye applikationer på det effektniveau samt overførslen af ​​laserteknologien til kommercielle systemer er i gang inden for rammerne af Fraunhofer Cluster of Excellence Advanced Photon Sources (CAPS), som først og fremmest involverer engineering af laboratorieopsætningen til et robust design. På forskningssiden, teamet i Jena fokuserer nu på multicore-fibre, der tilbyder potentialet til at levere endnu overlegen ydeevne i enklere og mindre systemer.