Faserlaser erzielt einen weiteren Durchbruch: 9-mal höhere Leistung ohne Beeinträchtigung der Strahlqualität!

Kürzlich haben Forscher der University of South Australia (UniSA), der University of Adelaide (UoA) und der Yale University (USA) gezeigt, dass sie die Leistung von Faserlasern mithilfe eines neuen Geräts um das 3-9-fache steigern können Art von Multimode-Faser, ohne die Qualität des Strahls zu beeinträchtigen, was es ihnen ermöglicht, auf entfernte Ziele zu fokussieren.
Die Entwicklung wurde in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht. Das für die Studie verantwortliche gemeinsame australisch-amerikanische Forscherteam sagt, dass die Wellenfrontformung des Eingangslichts die Leistungsschwelle für SBS-Streuung um eine ganze Größenordnung erhöht.
Dr. Linh Nguyen, ein Forscher von der University of Adelaide und der University of South Australia, sagte seinerseits, dass dieser neue Ansatz es der Industrie ermöglichen werde, weiterhin extrem hohe Leistungen aus Faserlasern zu erzeugen, was sie für die Verteidigungsindustrie nützlicher mache. Fernerkundungsanwendungen und Gravitationswellenerkennung.
„Hochleistungsfaserlaser sind in der Fertigung und Verteidigung von entscheidender Bedeutung, eine Rolle, die mit der Verbreitung kostengünstiger unbemannter Luftfahrzeuge oder Drohnen auf dem modernen Schlachtfeld noch wichtiger geworden ist“, sagte Dr. Nguyen.
„Ein Schwarm kostengünstiger Drohnen kann die Raketenressourcen schnell erschöpfen und die Feuerkraft militärischer Anlagen und Fahrzeuge für kampfkritischere Missionen erschöpfen. Auf lange Sicht sind leistungsstarke Faserlaser aufgrund ihrer geringen Kosten pro Schuss die einzig praktikable Verteidigungsoption.“ " Er erklärte: „Das nennt man asymmetrische Dominanz. Durch den Einsatz in großem Maßstab kann eine billigere Methode sogar teurere High-Tech-Systeme besiegen.“
Dr. Ori Henderson-Sapir, Projektforscher am Institute of Photonics and Advanced Sensing der UoA, sagte, Australien habe eine lange Geschichte in der Entwicklung innovativer Glasfasertechnologien.
„Unsere Forschung versetzt Australien in eine weltweit führende Position bei der Entwicklung der nächsten Generation von Hochleistungsfaserlasern, nicht nur für Verteidigungsanwendungen, sondern auch, um zu neuen wissenschaftlichen Entdeckungen beizutragen.“ sagte Dr. Henderson-Sapir.
Die Forscher haben die Technologie in Faserlasern demonstriert und werden ihre Ergebnisse konkret auf der Photonics West-Konferenz im Januar 2024 berichten und präsentieren.
In der Zusammenfassung des in Nature Communications veröffentlichten Artikels heißt es:
„Die größte Herausforderung bei der Erzielung einer Glasfaserübertragung mit höherer Leistung ist die Überwindung nichtlinearer optischer Effekte. Um den Ausgangsstrahl glatt zu halten, sind die meisten Techniken zur Abschwächung optischer Nichtlinearitäten auf Singlemode-Fasern beschränkt. Ausgehend vom Singlemode-Modus demonstrieren wir diese Wellenfront experimentell Die Formung kohärenten Eingangslichts aus einer High-Multimode-Faser kann die Leistungsschwelle der stimulierten Brillouin-Streuung (SBS) um eine Größenordnung erhöhen und gleichzeitig das Profil des Ausgangsstrahls steuern.
Die SBS-Unterdrückung beruht auf der effektiven Verbreiterung des Brillouin-Spektrums bei Multimode-Anregung ohne Verbreiterung des durchgelassenen Lichts. Die stärkste Unterdrückung wird durch selektive Modenanregung erreicht, die das breiteste Brillouin-Spektrum liefert.
„Unsere Methode ist sowohl für kontinuierliche Wellen als auch für Impulse effizient und robust. Diese Arbeit weist auf einen vielversprechenden Weg hin, schädliche nichtlineare Effekte in optischen Fasern abzuschwächen und einen weiteren Ausbau von Hochleistungsfasersystemen für gerichtete Energie, Fernerkundung und Gravitationswellenerkennung zu ermöglichen.“ ."