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visIT 2/2025
Technologies for High-Energy Lasers and Applications: From the laser source to the impact on the target
Hochenergielaser (HELs) entwickeln sich zu einer bahnbrechenden Technologie und einem entscheidenden Wendepunkt sowohl in der wissenschaftlichen Forschung als auch in Verteidigungsanwendungen. Entscheidend für diesen Fortschritt sind die Entwicklungen bei Faserlasern und der Strahlkombinierung. Ursprünglich auf die Telekommunikation beschränkt, haben sich Faserlaser dank ihrer Kompaktheit, hohen Effizienz und Robustheit rasch branchenübergreifend durchgesetzt. Darüber hinaus bieten sie eine hervorragende Strahlqualität und lassen sich problemlos kombinieren, wodurch Laserquellen mit einer Leistung von über 100 kW möglich werden. Dies eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten im Verteidigungsbereich. Im Gegensatz zu herkömmlichen Waffensystemen bekämpfen HEL-Systeme Ziele mit Lichtgeschwindigkeit und hoher Präzision, während sie lediglich elektrische Energie verbrauchen. Sie verfügen daher über ein nahezu unbegrenztes Munitionsmagazin und verursachen Kosten von nur wenigen Euro pro Schuss. Sie eignen sich ideal für Aufgaben, die hohe Genauigkeit erfordern, wie beispielsweise die Abwehr von Drohnen (UAVs/UAS).
In dieser Ausgabe von visIT geben wir Einblicke in diese Technologie und bieten einen Überblick über unser Fachwissen und unsere laufenden Projekte, die vom durchgängigen Systemdesign über die Integration und Modellierung bis hin zur Entwicklung neuartiger Werkstoffe und Komponenten für Laserquellen reichen.
Wir beginnen mit einem Artikel über unser mobiles Hochenergielasersystem HELIKS mit kohärenter Strahlkopplung (CBC), das als Testumgebung zur Untersuchung wissenschaftlicher Fragestellungen in den Bereichen Lasersicherheit, Laserausbreitung in der Atmosphäre und Laser-Materie-Wechselwirkung dient. In den folgenden Beiträgen werden die Verfolgung von Objekten wie Drohnen, die Ausbreitung von Laserstrahlen durch die Atmosphäre – einschließlich Experimenten in einer Wolkenkammer – die Strahlsteuerung mittels adaptiver Optik, die Untersuchung potenzieller Gefahren beim Betrieb von Hochenergielasern sowie schließlich die Entwicklung von Laserquellen in Verbindung mit der Entwicklung neuartiger Werkstoffe und Komponenten beleuchtet. Wir zeigen zudem, wie HELIKS Leistungsmessungen in realen Umgebungen ermöglicht, die wiederum in unsere Gesamtsystemsimulationen einfließen, welche alle Aspekte von HEL-Systemen integrieren. Nur auf diese Weise lässt sich das volle Potenzial der HEL-Technologie für vielfältige Verteidigungsanwendungen ausschöpfen.
Inhalt
Die Links führen Sie direkt auf die entsprechende Seite des ePapers (auf Englisch):
- HELIKS – Pioneering high-energy laser research with a unique mobile investigation system
Helge Bürsing, Michael Henrichsen - Optimizing target tracking for high-energy laser systems
Benjamin Göhler, Norbert Scherer-Negenborn - Comprehensive modeling of the propagation of high-energy laser beams
Adrian Azarian, Szymon Gladysz - Simulating atmospheric effects: A cloud chamber for laser propagation studies
Dirk Seiffer, Kathrin Kociok - Adaptive optics for high-energy lasers
Szymon Gladysz, Andreas Zepp - Coherent beam combining: Pushing the limits of HEL technology –Enhancing power and precision
Dieter Panitzek, Adrian Azarian - Laser safety assessment for high-energy laser applications
Michael Henrichsen, Adrian Azarian - Impact of directed high-energy lasers
Bastian Schwarz, Gunnar Ritt - Components for monolithic high-power fiber lasers
Michael Pisarik, Dieter Panitzek - Silica and fluoride glass fiber research and development for high power laser and optronic applications
Jennifer Hartwigs, Pantelis Bourazanis