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

新團(tuán)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(tuán)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(jī)構(gòu)還包括FEP，IAF，IIS，IKTS，IMWS，ISE，ISIT，ITWM，IWM和IWS等。該研究團(tuán)隊前三年的預(yù)算約為1000萬歐元。

Fraunhofer ILT和新團(tuán)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(kuò)展激光技術(shù)的應(yīng)用 — 從超精密制造工藝的擴(kuò)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(tuán)隊計劃開發(fā)平均功率為5kW的超快激光器，最終目標(biāo)是達(dá)到20kW。 “我們和這個目標(biāo)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(qiáng)力激光器外，該團(tuán)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(jì)。

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(qiáng)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(jī)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(jī)的效率。其他可能性包括在飛機(jī)機(jī)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(tuán)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(dá)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(tuán)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(tuán)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(jī)遇。