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(nèi)將開發(fā)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(tǒng)的平均功率將超過所有以前的超快激光器一個數(shù)量級，可以在宏觀尺度上實現(xiàn)高通量微處理應(yīng)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(lǐng)導(dǎo)，其中兩個專用應(yīng)用實驗室將于2018年成立，領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)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(yù)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(fā)新一代激光器并展示工業(yè)和研究應(yīng)用的挑戰(zhàn)。”“我們共同致力于開發(fā)顛覆性技術(shù)，這將有助于大幅擴展激光技術(shù)的應(yīng)用 — 從超精密制造工藝的擴展到研究的新脈沖持續(xù)時間和波長范圍的發(fā)展。”

根據(jù)Poprawe的說法，目前ILT在亞皮秒范圍內(nèi)的平均功率略低于2kW，兩年后該團隊計劃開發(fā)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(yīng)該有可能證明這一點，”他在AKL期間評論道。

除了開發(fā)新型強力激光器外，該團隊還將探索其在工業(yè)中的潛在應(yīng)用，例如太陽能電池的微結(jié)構(gòu)化和表面功能化、超硬陶瓷和電池組件、或玻璃和輕質(zhì)材料的切割。由于加工速度不足，目前這些工藝使用100W級超快激光器并不經(jīng)濟。

在AKL宣布期間，Poprawe還描述了通過使用創(chuàng)新的多點技術(shù)，其中可以使用衍射光學(xué)元件或空間光調(diào)制器將單個強大的激光束分成具有較少脈沖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(qū)域，而不會產(chǎn)生熱損傷。

這可能會促成一些應(yīng)用，例如為風(fēng)力渦輪機配備功能性表面結(jié)構(gòu)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鉆數(shù)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(chǎn)生低至軟X射線范圍的相干輻射 — 光子通量比先前達到的光通量高兩到三個數(shù)量級。 此外，在材料科學(xué)領(lǐng)域，該團隊旨在建立諸如新材料的生成和研究等應(yīng)用。由于這個新團隊，生物成像、半導(dǎo)體工業(yè)和光刻技術(shù)也將預(yù)計出現(xiàn)新的機遇。