Os pesquisadores desenvolveram um laser de fibra ultrarrápido que fornece uma potência média mais de dez vezes maior do que a que está disponível nos lasers de alta potência de hoje. A tecnologia está pronta para melhorar o processamento de materiais em escala industrial e abre caminho para aplicações visionárias.

Michael Müller, um Ph.D. aluno do Prof. Jens Limpert do Instituto de Física Aplicada da Universidade Friedrich Schiller e do Instituto Fraunhofer do Instituto de Óptica Aplicada e Engenharia de Precisão em Jena, Alemanha, apresentará o novo laser no Congresso de Laser OSA 2020 totalmente virtual, que acontecerá de 12 a 16 de outubro. A apresentação está marcada para terça-feira, 13 de outubro às 14:30 EDT.

Alta potência sem o calor

Em lasers, o calor residual é gerado no processo de emissão de luz. Geometrias de laser com uma grande proporção de superfície para volume, como fibras, pode dissipar esse calor muito bem. Assim, uma potência média de cerca de 1 quilowatt é obtida dos lasers de alta potência de hoje. Além deste poder, a carga de calor degrada a qualidade do feixe e impõe um limite.

Para contornar essa limitação, a equipe de pesquisa em torno de Müller e Limpert criou um novo laser que combina externamente a saída de 12 amplificadores de laser. Eles mostraram que o laser pode produzir uma potência média de 10,4 kW sem degradar a qualidade do feixe. A imagem termográfica do combinador de feixe final revelou um aquecimento marginal. Assim, a escala de potência para o nível de 100 kW pode ser realizada adicionando ainda mais canais de amplificador.

"No futuro, lasers combinados de alta potência não só irão acelerar o processamento industrial, mas também permitem aplicações anteriormente visionárias, como aceleração de partículas movida a laser e remoção de detritos espaciais, "disse Müller.

A investigação de novas aplicações nesse nível de potência, bem como a transferência da tecnologia de laser para sistemas comerciais está em andamento no âmbito do Fraunhofer Cluster of Excellence Advanced Photon Sources (CAPS), que envolve principalmente a engenharia da configuração do laboratório em um design robusto. Do lado da pesquisa, a equipe em Jena agora se concentra em fibras multicore que oferecem o potencial de fornecer desempenho ainda superior em sistemas mais simples e menores.