بارهای لیزر دیودی پر توان با مونتاژ بهینه
تیمی از دانشمندان و کارشناسان در حال عملی کردن “نسل جدیدی از لیزرهای بسیار پر انرژی” هستند، در بیانیه‌ای که موسسه [۱](FBH) منتشر کرده است همچنین آمده است: ” این لیزرها وسیله‌ای برای علوم پایه، کاربردهای نوین پزشکی و به‌خصوص همجوشی القایی-لیزری هستند.”
آزمایشگاه تحقیق و توسعه اظهار داشته است: “سیستم‌های لیزری بسیار پر توان به لیزر بارهایی نیاز دارند که نه تنها قدرتمند بوده بلکه قابل ساخت با قیمت کم و در حجم زیاد باشند. به‌خصوص بارهای لیزر دیودی با طول موج ۹۳۰ تا ۹۷۰ نانومتر رکن اساسی منابع پمپاژ برای کریستال‌های با آلایش ایربیوم (Yb-doped) در تاسیسات لیزری بزرگ هستند، که در آن پالس‌هایی با حداکثر انرژی پتاوات و پهنای پالسی پیکوثانیه تولید می‌شوند. هر بار لیزر دیودی منابع پمپاژ، توان خروجی ۳۰۰ تا ۵۰۰ وات دارند.”
FBH می‌گوید در حال حاضر به‌عنوان بخشی از پروژه CryoLaser ، در حال بهینه سازی طراحی و تکنولوژی لازم است. FBH آخرین نتایج از پروژه CryoLaser را در CLEO 2015 ارائه داد و برای اولین بار نشان داد که یک بار لیزر دیودی ۱ سانتی متری زمانیکه تا ۲۰۳ درجه کلوین (۷۰- سانتیگراد) خنک شود، می‌تواند تا ۲ کیلووات توان خروجی بدهد.
پائول کرامپ که تیم FBH را هدایت می‌کند اخیراً اظهار داشته است: ” در صورتی هزینه کاهش می‌یابد که چگالی توان نوری بالاتری تولید شود و در نتیجه مقدار ماده مصرفی مورد نیاز کاهش یابد. همچنین بازده نوری باید بطور چشمگیری برای بهبود بازده سیستم پیشرفته، افزایش یابد. CryoLaser از یک طرح مفهومی جدیدی استفاده می‌کند که در آن ساختارهای جدیدی که برای عملکرد در ۲۰۳ درجه کلوین بهینه شده است را توسعه می‌دهند. عملکرد لیزر دیودها اساساً دراین دماها بهبود یافته است.”
آزمایشگاه تحقیق و توسعه اظهار داشته است: “سیستم‌های لیزری بسیار پر توان به لیزر بارهایی نیاز دارند که نه تنها قدرتمند بوده بلکه قابل ساخت با قیمت کم و در حجم زیاد باشند. به‌خصوص بارهای لیزر دیودی با طول موج ۹۳۰ تا ۹۷۰ نانومتر رکن اساسی منابع پمپاژ برای کریستال‌های با آلایش ایربیوم (Yb-doped) در تاسیسات لیزری بزرگ هستند، که در آن پالس‌هایی با حداکثر انرژی پتاوات و پهنای پالسی پیکوثانیه تولید می‌شوند. هر بار لیزر دیودی منابع پمپاژ، توان خروجی ۳۰۰ تا ۵۰۰ وات دارند.”
FBH می‌گوید در حال حاضر به‌عنوان بخشی از پروژه CryoLaser ، در حال بهینه سازی طراحی و تکنولوژی لازم است. FBH آخرین نتایج از پروژه CryoLaser را در CLEO 2015 ارائه داد و برای اولین بار نشان داد که یک بار لیزر دیودی ۱ سانتی متری زمانیکه تا ۲۰۳ درجه کلوین (۷۰- سانتیگراد) خنک شود، می‌تواند تا ۲ کیلووات توان خروجی بدهد.
پائول کرامپ که تیم FBH را هدایت می‌کند اخیراً اظهار داشته است: ” در صورتی هزینه کاهش می‌یابد که چگالی توان نوری بالاتری تولید شود و در نتیجه مقدار ماده مصرفی مورد نیاز کاهش یابد. همچنین بازده نوری باید بطور چشمگیری برای بهبود بازده سیستم پیشرفته، افزایش یابد. CryoLaser از یک طرح مفهومی جدیدی استفاده می‌کند که در آن ساختارهای جدیدی که برای عملکرد در ۲۰۳ درجه کلوین بهینه شده است را توسعه می‌دهند. عملکرد لیزر دیودها اساساً دراین دماها بهبود یافته است.”
مشخصات فنی
آخرین کار بر اساس پیشرفت طراحی رونشستی(epitaxial design) و تکنولوژی پکیج انجام شده است; بارهای FBH در طول موج ۹۴۰ نانومتر و دمای ۲۰۳ درجه کلوین خروجی می‌دهند. بنا بر گفته‌ها “بهترین دستیافت جهانی با پیک توانی ۲ کیلووات در هر بار در جریان ۲ کیلوآمپر با پهنای پالسی ۲۰۰ میکروثانیه و نرخ تکرار ۱۰ هرتز، متناظر با یک پالس انرژی ۴/۰ ژولی است. ماکزیمم توان به جریان موجود محدود می‌شود.”
تاکنون، چنین توانی فقط با ترکیب باریکه‌های نوری از ۴ تک بار قابل دستیابی بوده است. بازده تولیدی ۶۵ درصد در توان خروجی ۱ کیلووات و ۵۶ درصد در ۲ کیلووات است. چنین بارهایی پتانسیل این را دارند که نقش مهمی را در آینده دستاوردهای لیزری با کلاس انرژی بالا بازی کنند. امروزه تیم FBH روی افزایش بازده تبدیل الکترو-اپتیکی این بارها کار می‌کند.
FBH مسوول زنجیره کامل این پروژه ، از طراحی تا ساخت اولین نمونه است. منابع پمپاژ نهایی برای استفاده در سیستم‌های لیزری حالت جامد پمپاژ دیودی انرژی بالا همراه با گروه‌های جهانی-پیشرو در این زمینه درحال ارزیابی هستند.
تاکنون، چنین توانی فقط با ترکیب باریکه‌های نوری از ۴ تک بار قابل دستیابی بوده است. بازده تولیدی ۶۵ درصد در توان خروجی ۱ کیلووات و ۵۶ درصد در ۲ کیلووات است. چنین بارهایی پتانسیل این را دارند که نقش مهمی را در آینده دستاوردهای لیزری با کلاس انرژی بالا بازی کنند. امروزه تیم FBH روی افزایش بازده تبدیل الکترو-اپتیکی این بارها کار می‌کند.
FBH مسوول زنجیره کامل این پروژه ، از طراحی تا ساخت اولین نمونه است. منابع پمپاژ نهایی برای استفاده در سیستم‌های لیزری حالت جامد پمپاژ دیودی انرژی بالا همراه با گروه‌های جهانی-پیشرو در این زمینه درحال ارزیابی هستند.