Los investigadores han desarrollado un láser de fibra ultrarrápido que ofrece una potencia media diez veces superior a la disponible en los láseres de alta potencia actuales. La tecnología está preparada para mejorar el procesamiento de materiales a escala industrial y allana el camino para aplicaciones visionarias.

Michael Müller, un doctorado estudiante del profesor Jens Limpert del Instituto de Física Aplicada de la Universidad Friedrich Schiller y del Instituto Fraunhofer del Instituto de Óptica Aplicada e Ingeniería de Precisión en Jena, Alemania, presentará el nuevo láser en el Congreso de Láser OSA 2020 totalmente virtual que se celebrará del 12 al 16 de octubre. La presentación está prevista para el martes, 13 de octubre a las 14:30 EDT.

Alta potencia sin calor

En láseres, el calor residual se genera en el proceso de emisión de luz. Geometrías láser con una gran relación superficie-volumen, como fibras, Puede disipar este calor muy bien. Por lo tanto, se obtiene una potencia media de aproximadamente 1 kilovatio a partir de los láseres de alta potencia actuales. Más allá de este poder la carga de calor degrada la calidad de la viga y plantea un límite.

Para sortear esta limitación, El equipo de investigación de Müller y Limpert creó un nuevo láser que combina externamente la salida de 12 amplificadores láser. Demostraron que el láser puede producir una potencia media de 10,4 kW sin degradar la calidad del haz. Las imágenes termográficas del combinador de haces final revelaron un calentamiento marginal. Por lo tanto, El escalado de potencia al nivel de 100 kW podría lograrse agregando aún más canales de amplificación.

"En el futuro, Los láseres combinados de alta potencia no solo acelerarán el procesamiento industrial, pero también permiten aplicaciones anteriormente visionarias, como la aceleración de partículas impulsada por láser y la eliminación de desechos espaciales, "dijo Müller.

La investigación de nuevas aplicaciones a ese nivel de potencia, así como la transferencia de la tecnología láser a sistemas comerciales, está en curso dentro del marco del Fraunhofer Cluster of Excellence Advanced Photon Sources (CAPS). lo que principalmente implica la ingeniería de la configuración del laboratorio en un diseño resistente. Por el lado de la investigación, el equipo de Jena ahora se centra en fibras multinúcleo que ofrecen el potencial de ofrecer un rendimiento incluso superior en sistemas más simples y pequeños.