 Ученые из Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB) представили последние результаты их проекта CryoLaser на выставке CLEO 2015, впервые продемонстрировав, что один односантиметровый лазерный стержень может обеспечивать по крайней мере 2 кВт оптической мощности при охлаждении до 203 градусов Кельвина.
Высокоэнергичный лазер является технологией будущего. Мировая команда ученых и технологов работает над новым поколением подобных лазеров. Новые лазеры будут представлять собой инструменты для фундаментальной науки, новых медицинских применений, и, не в последнюю очередь, для лазерного термоядерного синтеза. Сверхмощные лазерные системы требуют наличия диодных лазеров, являющихся не только чрезвычайно производительными, но и готовыми к массовому производству при низких затратах в очень больших объемах. В частности, диодные лазерные стержни в диапазоне длин волн от 930 нм до 970 нм являются основными составляющими для источников накачки иттербиевых кристаллов в больших лазерных установках, где оптические импульсы генерируются с энергией в пределах петаватт и длительностью импульса в пределах пикосекунд. Отдельные лазерные полосы в этих источниках накачки имеют типичную выходную мощность от 300 до 500 Вт.
FVB в настоящее время оптимизирует необходимую конструкцию и технологию лазеров в рамках проекта CryoLaser. Если стоимость за каждый фотон станет падать, то потребуется более высокая оптическая плотность мощности, позволяющая уменьшить количество необходимого материала. Эффективность преобразования также должны быть значительно улучшена для повышения эффективности системы. CryoLaser использует новую концепцию дизайна с инновационными структурами, оптимизированными для работы с температурами намного ниже точки замерзания (-70° C, 203 К). Производительность диодных лазеров существенно улучшается при этих температурах.
Недавно команда FVB во главе с Полом Крампом представила последние результаты CryoLaser в беседе и обучении на CLEO 2015 в Сан-Хосе, США. Опираясь на достижения в эпитаксиальном дизайне и технологии упаковки, лазерные стержни от FVB с длиной волны 940 нм обеспечивают 2 кВт пиковой мощности за каждый стержень при токе 2 кА, длительности импульса 200 мкс и частотой повторения 10 Гц, что соответствует энергии импульса 0,4 Дж. Ранее пиковая мощность была ограничена имеющимся током. На сегодняшний день такая мощность может быть достигнуты только путем объединения оптических пучков по крайней мере четырех отдельных стержней. Эффективность преобразования составила 65% при выходе 1 кВт и 56% на 2 кВт. Такие лазерный стержни имеют высокий потенциал, и могут сыграть важную роль в будущих лазерных установках класса высокой энергии. В настоящее время, команда FVB работает над дальнейшим увеличением электрооптической эффективности преобразования лазерных стержней.
|
