Rekord z roku 2016 byl překonán!
Na laseru BIVOJ bylo stabilně dosaženo energie 145 J a v maximu 146,5 J v 10 ns trvajícím pulzu při opakovací frekvenci 10 Hz na vlnové délce 1030 nm!
Týmu vědců ze skupiny Vysokoenergetické deskové lasery, vedenému Ing. Martinem Divokým, Ph.D. se 26.1. 2021 ve spolupráci s britskými partnery z Central Laser Facility STFC v rámci společného evropského projektu HiLASE Centre of Excellence podařilo významně posunout světový rekord z roku 2016. Projekt je spolufinancován programem H2020 „Widespread Teaming“ a Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy České republiky.
Laserový systém Bivoj vyvinutý v Central Laser Facility STFC využívá k dosažení vysokého průměrného výkonu technologii kryogenního chlazení. Jedná se o pulsní nanosekundový diodami čerpaný pevnolátkový laser, který se výkonnostně řadí do kW třídy. Na konci roku 2016 bylo demonstrováno zesílení laserových pulsů s délkou 10 ns, vlnovou délkou 1030 nm na energii 105 J při opakovací frekvencí 10 Hz. Bivoj si tak připsal světový rekord prvního kilowattového laserového zdroje v dané třídě vysokoenergetických laserů, který dosud nebyl překonán.
Nyní, se čtyřletým odstupem, bylo dosaženo maximální energie 146,5 J v 10 ns trvajícím pulzu při opakovací frekvenci 10 Hz na vlnové délce 1030 nm. Rekord z roku 2016 byl tedy překonán o téměř 40%!
„Je to poprvé, kdy vysokoenergetický DPSSL systém překonal hranici 146 J při opakovací frekvenci 10 Hz. Tento výsledek je na absolutní světové špičce a dokazuje, že laserové centrum HiLASE patří mezi světové leadery v oblasti laserových technologií. Zároveň si dovolím tvrdit, že v rámci vývoje pokročilých laserů, průmyslových a vědeckých aplikacích laserů již nyní určujeme směr a trendy využití laserových technologií,“ říká Ing. Tomáš Mocek, Ph.D. vedoucí centra HiLASE.
Dosažení světového rekordu komentuje i profesor John Collier, ředitel Central Laser Facility STFC: „Jsem potěšen nejnovějšími výsledky laserového centra HiLASE. Jedná se o nesmírně důležitý milník ve vývoji laserové technologie DiPOLE s vysokou energií a zároveň s vysokou opakovací frekvencí, a to nejen pro HiLASE samotné, ale i pro její budoucí aplikaci. Mezi takové patří např. laser, který STFC dodává v rámci zápůjčky do velké výzkumné infrastruktury European X-Ray Free-Electron Laser Facility (European XFEL), nebo laser, který bude jako zdroj optického buzení používat právě technologii DiPOLE, pro naše vlastní nově vznikající aplikační centrum, Extreme Photonics Applications Center, které je v současné době ve výstavbě v prostoru STFC v Harwellu. Srdečně blahopřeji týmu v HiLASE a CLF k tomuto skvělému výsledku.“
Navýšení energie se povedlo dosáhnout odstraněním problémů souvisejících s mezí poškození optických prvků, které jsou v laseru využívány. „Mez poškození optických prvků limitovala výstupní energii laseru Bivoj na hodnotu kolem 100 J“, upřesňuje Martin Divoký. Do řešení byli zapojeni jak britští partneři spolu s Manx Precision Optics (MPO), tak i zástupce českého optického průmyslu – turnovská firma Crytur, spol. s.r.o. „Společně se jim podařilo vyvinout nové vrstvy s dvojnásobnou mezí poškození oproti původnímu stavu, což nám umožnilo dosáhnout energie 146,5 J, která je nyní velmi blízko fyzikálně technickému limitu laseru Bivoj“, dodává Martin Divoký.
„Dosažených 146,5 J při opakovací frekvenci 10 Hz je zásadním milníkem, který opět posunuje diodově buzené výkonové lasery do popředí, výrazně za hranice laserů buzených výbojkami, konstatuje Tomáš Mocek a dodává: …získali jsme velký technologický náskok a otevírá se nám tak cesta k novým významným aplikacím laserů pro zpracování materiálů, zušlechťování povrchů a základní výzkum interakce laserového záření s hmotou.“
Doposud Bivoj nabízel využití například v leteckém či automobilovém průmyslu v oblasti laserového vyklepávání kovů. Nyní bude unikátní laser Bivoj využíván zejména pro uživatelské experimenty v rámci programu Open Access v rámci projektu integrované iniciativy evropských laserových infrastruktur Laserlab-Europe. Do budoucna se další výzkum a vývoj zaměří na zlepšení kvality vlnoplochy svazku pomocí metod adaptivní optiky a na kompenzaci nežádoucího jevu depolarizace vznikajícího při těchto vysokých výkonech v zesilovacích discích.
