在2015年5月10-15日美國加州圣何塞市舉行的激光與光電子會議上，來自德國柏林費(fèi)迪南布勞恩研究所、萊布尼茨研究所和赫斯特頻率技術(shù)公司（FBH）的團(tuán)隊(duì)報告了從2012年1月運(yùn)行至2014年12月的低溫激光項(xiàng)目的最新結(jié)果，第一次證明當(dāng)溫度冷卻到203K時1厘米長激光棒可以提供至少2千瓦光輸出峰值功率。
超高能量激光器是基礎(chǔ)科學(xué)的工具，用于新興醫(yī)療，尤其用于激光誘導(dǎo)聚變。該系統(tǒng)需要的二極管激光器不僅具有能力，而且可以低成本大批量制造。具體來說，波長范圍930-970納米的二極管激光器棒是大型激光裝置中鐿摻雜晶體泵浦源的基本構(gòu)建塊，其產(chǎn)生的光脈沖峰值能量達(dá)到拍瓦（1015瓦）級和脈沖寬度為皮秒（10-12秒）。這些泵浦源的單個激光棒典型輸出功率為300-500瓦。
作為低溫激光項(xiàng)目的一部分，F(xiàn)BH目前在優(yōu)化必要設(shè)計和技術(shù)，此方向由德國萊布尼茨協(xié)會資助。如果每個光子的成本下降，必將生成更高的光功率密度，從而減少所需材料數(shù)量。轉(zhuǎn)換效率也必須顯著提高以增強(qiáng)系統(tǒng)效率。低溫激光采用新穎設(shè)計理念，開發(fā)創(chuàng)新結(jié)構(gòu)在遠(yuǎn)低于冰點(diǎn)（-70℃=203K）溫度下優(yōu)化運(yùn)行，在此低溫下可大幅度提高二極管激光器的性能。
依賴于外延設(shè)計和封裝技術(shù)進(jìn)展，在-70℃（203K）溫度下FBH的激光棒發(fā)光波長在940納米附近，輸出峰值功率2千瓦，每棒電流2千安，脈沖寬度200微秒，重復(fù)頻率10赫茲（相應(yīng)脈沖能量為0.4焦耳）。峰值功率受到最大可用電流的限制。到目前為止，這種功率只能通過至少4個激光棒的光束組合來實(shí)現(xiàn)。輸出功率1千瓦時光電轉(zhuǎn)換效率為65%，輸出功率2千瓦時光電轉(zhuǎn)換效率為56%。這樣的激光棒將在未來高能量激光設(shè)施發(fā)揮重要作用。目前該團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)一步提高激光棒轉(zhuǎn)換效率。
FBH負(fù)責(zé)開發(fā)低溫激光項(xiàng)目的全價值鏈，從設(shè)計到第一個原型構(gòu)建。正在評估的最終泵浦源可用于高能級二極管泵浦固體激光系統(tǒng)，由美國的LIFE和歐盟的歐洲高功率激光能源研究所（HiPER）現(xiàn)場評估。項(xiàng)目合作伙伴包括美國勞倫斯利物莫國家實(shí)驗(yàn)室和英國科學(xué)與技術(shù)設(shè)施理事會（STFC）盧瑟福-阿普爾頓實(shí)驗(yàn)室。
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