HELIKS: Versuchsanlage für Hochenergielaser

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Hochenergielaser als komplexe Gesamtsysteme

Die Leistungsfähigkeit eines Hochenergielasers hängt nicht allein von seiner Ausgangsleistung ab. Entscheidend ist, wie Laserquelle, Strahlkopplung, Strahlsteuerung, Atmosphäre, Zielverfolgung und Sicherheit zusammenwirken. Turbulenz, Absorption, Streuung und die Erwärmung der Luft können einen Laserstrahl auf dem Weg zum Ziel verformen und abschwächen. Mit HELIKS baut das Fraunhofer IOSB eine mobile, modulare Versuchsanlage auf, um Hochenergielasersysteme und ihre Teilsysteme unter realitätsnahen Bedingungen zu untersuchen, vorhandene Simulationsmodelle anhand experimenteller Daten zu überprüfen und neue Verfahren zu entwickeln.

Kohärente Strahlkopplung mit mehr als 90 Kanälen

HELIKS koppelt mehr als 90 einzeln phasensteuerbare Laserstrahlen zu einer nominellen Gesamtleistung von über 100 Kilowatt. Durch die kontrollierte Phasenlage lassen sich die Strahlen formen, ausrichten und zu einem gemeinsamen Strahl überlagern. Die Versuchsanlage umfasst Container für Laserquelle, Energieversorgung, Kühlung, Steuerung und Sicherheit sowie ergänzende Messstationen. Ihre modulare Architektur ermöglicht unterschiedliche Versuchskonfigurationen und perspektivisch auch Messkampagnen außerhalb fest installierter Laborumgebungen. Wir verbinden diese experimentelle Infrastruktur mit unserer Kompetenz in Strahlausbreitung, adaptiver Optik, Target Tracking, Laser-Materie-Wechselwirkung und Lasersicherheit.

Plattform für Systembewertung und ­Kooperation

Die Spezialcontainer für HELIKS wurden im Juni 2026 auf dem Gelände des Fraunhofer IOSB in Ettlingen positioniert; die Versuchsanlage befindet sich weiterhin im Aufbau. Vorgesehen sind Untersuchungen zur kohärenten Strahlkopplung und Strahlformung, zur Ausbreitung durch unterschiedliche atmosphärische Bedingungen, zur Kompensation von Turbulenzen sowie zur Laserwirkung und zu möglichen Gefährdungen durch direkte Strahlung, Streulicht und Reflexionen. HELIKS schafft damit eine einzigartige experimentelle Grundlage für künftige Forschungsprojekte und Kooperationen mit öffentlichen Auftraggebern, Systemherstellern und Anbietern von Laser- und Optronikkomponenten.

Technische Eckdaten

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  • Mobile, modulare Containeranlage
  • Mehr als 90 phasensteuerbare Laserkanäle
  • Kohärente Strahlkopplung
  • Nominelle Gesamtleistung über 100 kW
  • Komplett autarke Energieversorgung und Messinfrastruktur mit
    • Integrierte Energieversorgung, Kühlung, Steuerung und Laserschutzinfrastruktur
    • Messstationen für kurze und lange Distanzen

Was bedeutet kohärente Strahlkopplung?

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Schematische Darstellung der Funktionsweise von kohärenter Strahlkopplung

Bei der kohärenten Strahlkopplung werden mehrere Laserkanäle so geregelt, dass ihre elektromagnetischen Wellen mit einer gezielt eingestellten Phasenlage überlagert werden. Dadurch kann im Fernfeld ein gemeinsamer, formbarer Intensitätsschwerpunkt erzeugt werden. Über die Phasensteuerung lassen sich außerdem Strahlrichtung und Korrekturen atmosphärischer Störungen untersuchen.

Welche Fragestellungen können mit HELIKS untersucht werden?

  • Strahlkopplung und Strahlformung
  • Nichtlineare und lineare atmosphärische Ausbreitung und Turbulenz
  • Adaptive Optik und Atmosphärenkompensation
  • Tracking und Strahlsteuerung
  • Laser-Materie-Wechselwirkung
  • Lasersicherheit und Gefährdungsbewertung
  • Validierung von Simulationsmodellen

Beteiligte Abteilungen

Die folgenden wissenschaftlichen Abteilungen sind an HELIKS beteiligt: 

Projektdetails

HELIKS – Hochenergielaser-Investigationssystem mit kohärenter Strahlkopplung (high-energy laser investigation system with coherent beam coupling)

Projektstatus: im Aufbau

Standort: Ettlingen

Rolle des Fraunhofer IOSB: Konzeption, Aufbau, Integration, Versuchsbetrieb und wissenschaftliche Auswertung

Militärische optronische Systeme und Laser

Einer der Schwerpunkte des Geschäftsfelds Verteidigung und Sicherheit liegt in diesem Bereich.