Robuste Laserquellen für herausfordernde Einsatzbedingungen

Festkörperlaser mit hoher Leistung und hoher Pulsenergie

Teilansicht eines Hochleistungs-Festkörperlaser-Testaufbaus auf dem optischen Tisch.
Teilansicht eines Hochleistungs-Festkörperlaser-Testaufbaus auf dem optischen Tisch.
Dotierte oxidische und fluoridische Laserstäbe.
© Fraunhofer IOSB, indigo
Dotierte oxidische und fluoridische Laserstäbe.
Mitarbeiterin bei der Charakterisierung eines Hochleistungs-Festkörperlasers.
© Fraunhofer IOSB, indigo
Mitarbeiterin bei der Charakterisierung eines Hochleistungs-Festkörperlasers.

Das Fraunhofer IOSB erforscht und entwickelt Hochleistungs-Festkörperlaser basierend auf mit Ionen der seltenen Erden (Er3+, Tm3+, Ho3+) dotierten Kristallen sowie nichtlineare Lichtquellen auf der Basis von nichtlinearen optischen Konver-termaterialien wie ZGP (ZnGeP2), CSP (CdSiP2) oder orientiert gewachsenem Galliumarsenid (OP-GaAs), die den Spektral-bereich vom kurzwelligen bis langwelligem Infrarot von 

1,5 µm bis 12 µm abdecken. Derartige Lichtquellen können in vielfältigen technologischen Anwendungen genutzt werden, beispielsweise in den Bereichen Molekülspektroskopie, LIDAR, optische Freistrahlkommunikation, Fernerkundung und optronische Gegenmaßnahmen gegen hitzesuchende Flugkörper.

Festkörper-Laserlichtquellen

Neben der Untersuchung zugrundeliegender physikalischer Zusammenhänge stellt die Konzeption und Realisierung von robusten und kompakten Laserdesigns einen wesentlichen Teil der Forschungs- und Entwicklungstätigkeit am IOSB dar. Diese umfasst die kontinuierliche Verbesserung der Hochleistungs-Festkörperlaser, ihre Erweiterung um zusätzliche Funktionalitäten sowie insbesondere die Hochskalierung von Laserausgangsleistung und Pulsenergie. 

Mit Thulium-dotierten Faserlasern gepumpte Ho3+:YAG-Laser stellen hierfür ein gutes Beispiel dar, wo durch Optimierung der Resonatorgeometrie äußerst kompakte und robuste gepulste Laserquellen mit einer Spitzenleistung von mehr als 1,2 MW realisiert werden konnten.

Eine Kernkompetenz des IOSB ist hierbei das Erreichen bester Strahlqualität sowie eines zuverlässigen und störungsfreien Betriebs bei hoher mittlerer Leistung oder hoher Pulsenergie über eine lange Lebensdauer. Dies umfasst eine detaillierte Modellierung von Hochleistungslasern bereits in einer frühen Designphase sowie die Anwendung neuartiger Laserarchitekturen für low-SWaP Lasersysteme wie selbststabilisierende Resonatortopologien, nichtplanare Ringresonatoren, neuartige resonatorinterne Komponenten sowie die Verwendung speziell angepasster Steuer- und Regelungselektronik.

Forschung für Partner und Kunden

Kunden und Partnern ermöglicht das IOSB im Rahmen gemeinsamer Forschungsprojekte die Entwicklung von kundenangepassten Lösungen, insbesondere im Bereich von Laserquellen im kurzinfraroten Spektralbereich und optisch-parametrischen Oszillatoren (OPO) im mittel- und langinfraroten Spektralbereich für Applikationen wie LIDAR und Fernerkundung, Kunststoffbearbeitung und medizinischem Materialabtrag bis hin zu Anwendungen im Verteidigungsbereich.

Im Rahmen gemeinsamer Forschungsprojekte wird Partnern und Kunden in Kürze auch die Bestimmung der laserinduzierten Zerstörschwelle (LIDT) von Optiken ermöglicht, was eine gezielte Verbesserung von Herstellungsprozessen und Veredelungsschritten optischer Komponenten erlauben wird.

 

Weitere Informationen

 

Abteilung LAS

Sie wollen mehr über unsere Projekte und spezifischen Kompetenzen im Bereich Lasertechnologie erfahren? 

Interesse an einer Kooperation?

 

Sie haben Interesse an einer Kooperation mit unserer Abteilung oder Fragen zu unseren aktuellen Forschungsthemen? Dann nehmen Sie Kontakt zu uns auf!