Reinhart Poprawe：弗勞恩霍夫將研發20KW超快激光器

Fraunhofer（弗勞恩霍夫）在其12個研究所中組建了一個新的卓越團隊，該團隊在未來四年內將開發出一代平均功率高達20kW 的超快激光器。

新團隊所提出的激光系統的平均功率將超過所有以前的超快激光器一個數量級，可以在宏觀尺度上實現高通量微處理應用 - 例如表面的功能化。

在5 月初德國亞琛舉行的國際激光大會AKL 2018上，新的「高級光子源」團隊正式宣布成立了。它由弗勞恩霍夫研究所ILT和IOF領導，其中兩個專用應用實驗室將於2018年成立，領導機構還包括FEP，IAF，IIS，IKTS，IMWS，ISE，ISIT，ITWM，IWM和IWS等。該研究團隊前三年的預算約為1000萬歐元。

Fraunhofer ILT和新團隊的主管Reinhart Poprawe教授說，「我們的12個研究所正在逐步開發新一代激光器並展示工業和研究應用的挑戰。」「我們共同致力於開發顛覆性技術，這將有助於大幅擴展激光技術的應用 — 從超精密製造工藝的擴展到研究的新脈衝持續時間和波長範圍的發展。」

根據Poprawe的說法，目前ILT在亞皮秒範圍內的平均功率略低於2kW，兩年後該團隊計劃開發平均功率為5kW的超快激光器，最終目標是達到20kW。「我們和這個目標之間沒有任何物理定律，因此應該有可能證明這一點，」他在AKL期間評論道。

除了開發新型強力激光器外，該團隊還將探索其在工業中的潛在應用，例如太陽能電池的微結構化和表面功能化、超硬陶瓷和電池組件、或玻璃和輕質材料的切割。由於加工速度不足，目前這些工藝使用100W級超快激光器並不經濟。

在AKL宣布期間，Poprawe還描述了通過使用創新的多點技術，其中可以使用衍射光學元件或空間光調製器將單個強大的激光束分成具有較少脈衝的多個光束的大陣列能量—新的激光器能夠以更高的吞吐量處理更大的材料表面區域，而不會產生熱損傷。

這可能會促成一些應用，例如為風力渦輪機配備功能性表面結構以防止冰和昆蟲在其葉片上積聚—這兩者都被證明會降低渦輪機的效率。其他可能性包括在飛機機翼上鑽數十億個孔以減少飛行期間的阻力，在船體上形成抗菌表面以防止附著大量藻類。

新團隊還計劃產生低至軟X射線範圍的相干輻射 — 光子通量比先前達到的光通量高兩到三個數量級。 此外，在材料科學領域，該團隊旨在建立諸如新材料的生成和研究等應用。由於這個新團隊，生物成像、半導體工業和光刻技術也將預計出現新的機遇。

來源：激光製造網

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