Лазерный мир

Эффективные лазеры для широкого рынка

Рис. Механически стабильный, оптический параметрический генератор.

Фотоника вносит существенный вклад в решение важных задач будущего, от цифровой экономики и общества, через устойчивое управление и энергетику, до здоровой жизни. Одним из направлений фотоники является лазерная технология. Сегодня она является неотъемлемым компонентом многих ключевых секторов экономики Германии, от технологий производства до автомобилестроения, медицинских технологий, технологий измерения и защиты окружающей среды, а также информационных и коммуникационных технологий.

Чтобы в долгосрочной перспективе сохранить технологическое и экономическое лидерство Германии в области фотоники и расширить ее, источники света, оптика и материалы должны соответствовать требованиям пользователей. Это требует инноваций с точки зрения стоимости и энергоэффективности, а также производительности лазерных систем. В то же время новые разработки, например, в области лазерных систем, излучающих зеленый или синий или ультрафиолетовый свет, открывают принципиально новые возможности, которые необходимо использовать при проведении соответствующих исследований.

Поэтому основными целями «Эффективного лазера высокой мощности EffiLAS (EffiLAS)» являются повышение эффективности, выходной мощности, энергии импульсов, яркости и надежности, снижение затрат и сложности системы, а также разработка новых диапазонов длин волн для применений в производстве, метрологии или экологии и науки о жизни.

С синим мощным лазером для новых применений

Рис. Спонтанный свет синего лазерного стержня, припаянного на микроканальный кулер

Непрерывно работающие лазеры в диапазоне высокой мощности хорошо зарекомендовали себя, особенно в инфракрасном диапазоне, и эффективно служат для различных применений. При обработке материалов с высокой отражающей способностью, а также в подводных приложениях существующие системы достигают своих пределов. Чтобы открыть эти области применения, исследование новых лазерных источников является обязательным. Именно для этого специфические свойства синего света очень интересны. Он сравнительно хорошо поглощается материалами, обладающими высокой отражательной способностью, что позволяет добавлять важные материалы, такие как медь, в виде тонких слоев в стабильном процессе. Синий свет также имеет большую дальность в морской воде, что делает реалистичным развитие технологии лазерной обработки материалов под водой. Наконец, синий свет можно сравнительно легко преобразовать в белый. Таким образом, прожекторы и другие осветительные приборы могут быть реализованы чрезвычайно компактно с синим лазерным излучением.

Однако для применений в синем спектральном диапазоне сегодня доступны только одиночные лазерные диодные чипы в металлических корпусах с выходной мощностью в несколько ватт. Масштабирование мощности этих одиночных диодов в более высокие диапазоны мощности является чрезвычайно сложным и дорогостоящим. Чтобы раскрыть огромный потенциал применения голубого лазера, необходимы качественно новые подходы.

Поэтому амбициозной целью группы «Прямые синие киловаттные диодные лазеры BlauLas» является демонстрация первого в мире прямого диодного лазерного источника в синем спектральном диапазоне, который излучает более чем в десять раз больше мощности чем в доступных в настоящее время лазерных системах. Несколько отдельных лазерных диодов размещаются на пластине. Так называемая лазерная линейка создана. Интеграция в общую систему в конечном итоге открывает множество новых приложений.

Чтобы адекватно решать все технологические задачи, необходимы компетенции на самых разных уровнях. Например, OSRAM Optosemiconductors представляет один из крупнейших в мире производителей лазерных диодов в консорциуме. Это позволит реализовать высокоэффективные лазерные стержни на основе материала InGaN. Инновационная KMU Laserline является одним из технологических лидеров для непосредственно применяемых диодных лазеров. Совместно с Dilas Diodenlaser GmbH, которая опирается на более чем 20-летний опыт работы в области мощных диодных лазеров, реализуются различные подходы к интеграции в комплексную систему диодных лазеров, которые отвечают всем технологическим требованиям производительности, долговечности и качества луча. С научной и аналитической точки зрения проект сопровождается Институтом Макса Борна.

В дополнение к развитию партнеров проекта, можно ожидать межсекторального эффекта, если проект будет успешно продвигаться. В частности, немецкое машиностроение сможет гарантировать технологичность других материалов — даже под водой. Конечно, это также огромное преимущество для обрабатывающей промышленности. Наконец, светотехническая отрасль может использовать высококачественную лазерную технологию освещения — «сделано в Германии» — чтобы открыть новое направление.

Координатор проекта:

• BlauLas

Партнеры проекта:

• OSRAM Opto Semiconductors GmbH, Регенсбург
• Компания Лазерлайн по разработке и продаже диодных лазеров mbH, Мюльхайм-Керлих
• Dilas Diode Laser GmbH, Майнц
• Институт нелинейной оптики и короткоимпульсной спектроскопии им. Макса Борна в Forschungsverbund Berlin e. В., Берлин

© Fraunhofer ILT, Аахен.

Источник: https://www.effilas.de/de/verbuende/blaulas.html