Velké aktivní prostředí pro vysoko-výkoné lasery? Monokrystaly nabízejí cestu

Pro vývoj našich vysoko-výkonových laserů potřebujeme vysoce kvalitní, opticky homogenní monokrystal velkých rozměrů.

 

Z tohoto velkého monokrystalu můžeme vyrobit velký laserový slab, který navíc můžeme opatřit absorpční vrstvou pro potlačení nežádoucího parazitního záření. Jak takový ideální slab vyrobit, to je předmětem nově vyvinuté a patentované technologie.

Extrémní požadavky

Fyzika si žádá extrémy. Zařízení se zvětšují nebo naopak zmenšují, zvyšuje se citlivost a potlačuje se již známé pozadí, děje se zrychlují nebo zpomalují. Nové poznání přináší pouze nové podmínky.

Tímto směrem jde i vývoj laserů. Množství energie se zvyšuje, časy se zkracují, materiálové problémy se projevují. Je potřeba zvětšit aktivní prostředí. Laserové elementy Yb:YAG ve formě disku jsou teď k dispozici až do průměru 80 mm; až 130 mm do dvou let.

Velké aktivní prostředí

Více energie v aktivním prostředí znamená větší zahřívání. Je potřeba lepšího chlazení. Jak nakonfigurovat systém, který se bude dobře chladit? Slibnou cestou jsou laserové elementy ve tvaru disků = slabů. Když se ale zvětšuje průměr těchto disků, více se projevují další nežádoucí jevy nehomogenit nebo depolarizace. Nároky na kvalitu laserových disků jsou velmi přísné. Nová generace monokrystalů je beze zbytku splňuje.

Parazitní záření

I v tom nejkvalitnějším materiálu bude vždy docházet ke vzniku tzv. parazitního záření, které se dále zesiluje (zesílená spontánní emise = ASE) a způsobuje problémy. Jak se ho co nejlépe zbavit? Můžeme třeba využít absorpční vrstvu, která ho pohltí. Přitom však nesmí být mezi touto vrstvou a samotným aktivním prostředím zjevné optické rozhraní, na kterém by mohlo docházet k odrazům. A také v žádném případě nesmí docházet k mechanickému pnutí mezi vrstvami, protože to může vést až k destrukci. Velké monokrystalické laserové slaby mohou přesně takovou vrstvu mít.

Hluboké znalosti našich vědců z ELI Beamlines se spojily s technologickou špičkou firmy Crytur spol. s r. o. a výsledkem jejich spolupráce je nová technologie slibující úžasné výsledky, o kterých určitě ještě uslyšíme.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *