弗劳恩霍夫研究所将开发20kW USP激光器

2018-07-09 10:15

日前，在德国亚琛国际激光技术大会颁奖仪式(AKL)上，德国弗劳恩霍夫激光技术研究所( Fraunhofer ILT)公布了一个全新精英集群-Advanced Photon Sources。

弗劳恩霍夫激光技术研究所主任Reinhart Poprawe表示：“我们将在这里与12家研究机构合作，为工业和研究开发全新激光产品。其中包括改善超精密加工，为基础研究开放新的脉冲宽度和波长范围等。”

在大会上，他还展示了该项目的进度表：从2018年的1 kW和1 mJ系统开始，2020年将开发出5 kW（10 mJ）和10 kW（1 mJ）系统，最后也就是2022年将开发出10 kW（20 mJ）以及20kW（1 mJ）系统。同时，他们还计划在2020年通过高次谐波产生，将相干EUV光源从1010个光子/秒提升到1012个光子/秒。

这些技术背后的是在耶拿和亚琛进行了长达十年的研究。亚琛团队开发了基于平板的放大技术，耶拿团队则专门负责光纤放大器和相干组合技术。

极端强度脉冲大规模生产取得突破

USP激光器的优势在于其独特的强度。举个例子：波长为500 fs、能量为1 mJ的脉冲具有2 GW的峰值功率。当聚焦在100微米的光点上时，可以产生约20,000 GW / cm2的强度。APS项目针对100 GW脉冲，强度相应也较高。显然，这种脉冲可以瞬间移除每种材料。由于它们的脉冲长度短，它们通常会在不影响相邻材料的情况下实现非常干净的切割。由于这种性能，USP激光器已经成为眼科手术（LASIK）或玻璃加工的理想工具。

虽然基础研究需要更高的功率，但该新型激光系统的高重复率将使工业相关工艺达到更高的吞吐量。切割碳纤维增强塑料（CFRP）是一个经过了深入研究的案例，新光源可能为汽车行业轻量化部件的批量生产带来突破。

此外，新的kHz和MHz技术可以实现USP X射线形成系统或更小的粒子加速器，进而能推动粒子物理学、医学物理学或材料科学等领域的研究。