弗勞恩霍夫研究所將開發20kW USP激光器

 導讀: USP激光器的優勢在于其獨特的強度。舉個例子:波長為500 fs、能量為1 mJ的脈沖具有2 GW的峰值功率。當聚焦在100微米的光點上時,可以產生約20,000 GW / cm2的強度。

日前,在德國亞琛國際激光技術大會頒獎儀式(AKL)上,德國弗勞恩霍夫激光技術研究所( Fraunhofer ILT)公布了一個全新精英集群-Advanced Photon Sources。

弗勞恩霍夫激光技術研究所主任Reinhart Poprawe表示:“我們將在這里與12家研究機構合作,為工業和研究開發全新激光產品。其中包括改善超精密加工,為基礎研究開放新的脈沖寬度和波長范圍等。”

在大會上,他還展示了該項目的進度表:從2018年的1 kW和1 mJ系統開始,2020年將開發出5 kW(10 mJ)和10 kW(1 mJ)系統,后也就是2022年將開發出10 kW(20 mJ)以及20kW(1 mJ)系統。同時,他們還計劃在2020年通過高次諧波產生,將相干EUV光源從1010個光子/秒提升到1012個光子/秒。

這些技術背后的是在耶拿和亞琛進行了長達十年的研究。亞琛團隊開發了基于平板的放大技術,耶拿團隊則專門負責光纖放大器和相干組合技術。

極端強度脈沖大規模生產取得突破

USP激光器的優勢在于其獨特的強度。舉個例子:波長為500 fs、能量為1 mJ的脈沖具有2 GW的峰值功率。當聚焦在100微米的光點上時,可以產生約20,000 GW / cm2的強度。APS項目針對100 GW脈沖,強度相應也較高。顯然,這種脈沖可以瞬間移除每種材料。由于它們的脈沖長度短,它們通常會在不影響相鄰材料的情況下實現非常干凈的切割。由于這種性能,USP激光器已經成為眼科手術(LASIK)或玻璃加工的理想工具。

雖然基礎研究需要更高的功率,但該新型激光系統的高重復率將使工業相關工藝達到更高的吞吐量。切割碳纖維增強塑料(CFRP)是一個經過了深入研究的案例,新光源可能為汽車行業輕量化部件的批量生產帶來突破。

此外,新的kHz和MHz技術可以實現USP X射線形成系統或更小的粒子加速器,進而能推動粒子物理學、醫學物理學或材料科學等領域的研究。