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高功率激光:成就及挑战

来源:科技部  访问: 时间:2012/12/14 [ ] [ 打印 ] [ 关闭 ] [ 收藏 ]

  Bohn,本科毕业于比利时列日大学,1964年获德国亚琛理工大学物理学硕士。1970年代中期,获得斯图加特大学博士学位,随后成为DLR高能激光项目负责人。首创RF激励CO2激光器并成功实现成果产业化。在国防领域,主要的研究领域为燃烧驱动HF激光器和化学氧碘激光器(COIL)。1989年到1990年,在美国新墨西哥州Albuquerque的美国空军研究实验室从事COIL的研究工作。回到德国后,担任DLR技术物理研究所副所长,2000年开始任所长。主持德国COIL示范项目,最终在德国北部的Meppen部署了一个具有行业领先水平的激光武器样机。成功地将研究所的研究领域拓展到固态薄板激光器和相干光纤耦合领域。其他相关研究领域还包括:用于跟踪瞄准的自适应光学系统以及大气传输及其易损性。2008年退休前,共发表150余篇论文,获得20多项专利。

  【报告摘要】

  气体激光器,尤其是化学激光器的功率现已达到MW量级。最近,固体激光器的进展同样令人注目,其功率已达到100kW量级,光纤激光器的功率也达到同样量级。为了促进其在远距离传播领域(包括国防、高功率光束、激光驱动、空间碎片清除以及遥感等)中的应用,需要进一步提升激光器的功率和光束质量。本报告的第一部分对现有的高能量激光器及其光束质量进行总体介绍。重点介绍美国JHPSSL(JointHighPowerSolidStateLaser,联合高能固态激光器)的最新研究成果,包括NorthropGrumman空间技术研究中心的基于板条的方法研究成果以及Textron公司锯齿形薄板条单孔径技术方案。此外,还要着重介绍目前机载平台上最高功率的激光器,即机载激光器测试平台(AirBorneLaserTestBed,ABLTB),包括其在今年2月进行的“击落”(shoot-down)演示。同时,光纤激光器的功率也得到了显著的提升,但是许多光纤耦合的技术方法的研究成果却相对进展不大。

  在报告的第二部分结合相关应用场景要求,对激光亮度及其不同的定义方法进行总结和讨论。报告中介绍的定义方法包括:光束参数乘积、M2因子、光谱亮度、Strehl比值、外围功率、腔内功率(powerinthebucket)及总亮度等。在报告中,结合不同应用场景的特定的要求,对这些定义方法进行讨论。

  在报告的第三部分阐述,在未来远程应用中激光亮度的影响。在本部分同时涉及的还包括现有高功率激光技术的发展前景以及用于光束成形和发射的自适应光学等。此外,还要介绍一些代表性的激光系统及其功率和光束质量。这些激光器表现出来的不足之处,正好是目前我们面临的挑战,需要我们进一步研发。

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