Optikwissenschaftler haben einen neuen Weg gefunden, die Leistung von Faserlasern bei gleichbleibender Strahlqualität deutlich zu steigern und sie so zu einer zukünftigen Schlüsseltechnologie zur Verteidigung gegen kostengünstige Drohnen und für den Einsatz in anderen Anwendungen wie der Fernerkundung zu machen.
Forscher der University of South Australia (UniSA), der University of Adelaide (UoA) und der Yale University haben den potenziellen Einsatz von Multimode-Lichtwellenleitern demonstriert, um die Leistung von Faserlasern um das Drei- bis Neunfache zu steigern, ohne jedoch die Strahlqualität zu verschlechtern damit es auf entfernte Ziele fokussieren kann.
Der Durchbruch ist veröffentlicht In Naturkommunikation.
Co-Erstautor Dr. Linh Nguyen, Forscher am Future Industries Institute der UniSA, sagt, dass der neue Ansatz es der Industrie ermöglichen wird, weiterhin extrem hohe Leistung aus Faserlasern herauszuholen und sie für die Verteidigungsindustrie und für Fernerkundungsanwendungen nützlicher zu machen und Gravitationswellenerkennung.
„Hochleistungsfaserlaser sind in der Fertigung und Verteidigung von entscheidender Bedeutung und werden mit der Verbreitung billiger, unbemannter Luftfahrzeuge (Drohnen) auf modernen Schlachtfeldern immer wichtiger“, sagt Dr. Nguyen.
„Ein Schwarm billiger Drohnen kann die Raketenressourcen schnell erschöpfen, so dass militärische Anlagen und Fahrzeuge mit erschöpfter Feuerkraft für kampfkritischere Missionen zurückbleiben. Hochleistungs-Faserlaser mit ihren extrem niedrigen Kosten pro Schuss und Geschwindigkeit Leichte Maßnahmen sind auf Dauer die einzig mögliche Verteidigungslösung.
„Dies wird als asymmetrischer Vorteil bezeichnet: Ein billigerer Ansatz kann ein teureres High-Tech-System besiegen, indem er die große Zahl ausspielt.“
Durch die Bereitstellung eines asymmetrischen Vorteils hat diese fortschrittliche Fähigkeit das Potenzial, eine starke Abschreckungswirkung zu erzielen, was gut mit den Zielen der Verteidigungsstrategischen Überprüfung und den Zielen der AUKUS-Säule 2 übereinstimmt.
Dr. Ori Henderson-Sapir, Projektforscher am Institute for Photonics and Advanced Sensing der UoA, sagt, dass Australien auf eine lange Geschichte der Entwicklung innovativer Glasfasertechnologien zurückblickt.
„Unsere Forschung bringt Australien in eine weltweit führende Position bei der Entwicklung der nächsten Generation von Hochleistungsfaserlasern, nicht nur für Verteidigungsanwendungen, sondern auch zur Unterstützung neuer wissenschaftlicher Entdeckungen.“
Die Forscher haben die Technologie in Faserlasern demonstriert und werden über ihre Ergebnisse berichten Photonik West findet Anfang 2024 in San Francisco statt.
Mehr Informationen:
Chun-Wei Chen et al., Abschwächung der stimulierten Brillouin-Streuung in Multimode-Fasern mit fokussierter Ausgabe durch Wellenfrontformung, Naturkommunikation (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42806-1