Laserlabor mit Freistrahlstrecke
Auf der Großanlage wird Forschenden die Durchführung von Messungen und Experimenten mit Lasern und optischen Technologien unter definierten, realen atmosphärischen Bedingungen ermöglicht.
Lasereffektoren großer Reichweite
Bei der Entwicklung von Lasereffektoren am Institut für Technische Physik steht die Optimierung der Strahlqualität von Hochleistungslasern im Dauerstrich- oder Pulsbetrieb sowie deren Leistungsskalierung in den Multi-Kilowatt-Bereich im Mittelpunkt. Je nach Leistung besitzen diese Lasereffektoren ein breites Einsatzspektrum für die Energieübertragung durch Laserstrahlung über große Distanzen.
Laserfreistrahlstrecke
Laserstrahl auf der Laserfreistrahlstrecke
Lasereffektoren
Laser
Im Gegensatz zu herkömmlichen Lichtquellen, ist die Strahlungsenergie eines Lasers vollständig in seinem schmalen Emissionsstrahl konzentriert. Dies ermöglicht eine gezielte Energieübertragung, auch über große Distanzen von vielen Kilometern – sofern eine hinreichend gute Strahlqualität und geeignete Sendeoptiken vorhanden sind.
Am Institut für Technische Physik werden dazu Forschungsarbeiten zur Leistungsskalierung von Laserkonzepten mit hoher Strahlqualität, zur Ausbreitung von Hochleistungslaserstrahlung in der Atmosphäre inklusive der Kompensation von optischen Störungen, zur Nachführung von Sendeoptiken auf schnell bewegte Objekte sowie zur Wirkung durchgeführt.
Atmosphärische Propagation
Bei den Untersuchungen zur Propagation von Laserstrahlung durch die Atmosphäre kommen auf der Laserfreistrahlstrecke Dauerstrichlaser (Milliwatt bis Multikilowatt) und gepulst betriebene Laser (Millijoule bis Multijoule) verschiedener Wellenlängen und Strahlqualitäten zum Einsatz. Neben der veränderlichen Transmission der Atmosphäre infolge unterschiedlicher Witterungsbedingungen werden auch die Einflüsse der optischen Turbulenz auf das Strahlwandern und die Strahldeformation betrachtet.
Numerische Studien zur Beschreibung der atmosphärischen Propagation begleiten die experimentellen Arbeiten. Die Simulationsmodelle werden vorrangig intern entwickelt und fortlaufend erweitert und beschreiben das Turbulenzverhalten der Atmosphäre auf Basis der Turbulenz-Phasenschirm-Methode und nutzen FFT-Methoden für die Berechnung. Numerische Methoden und experimentelle Untersuchungen ergänzen sich in der Beschreibung der Propagationseigenschaften.
Lasersicherheit
Bei der Anwendung von Hochleistungslaserstrahlung im Freiraum können sich durch gestreute und reflektierte Laserstrahlung Gefährdungen Dritter ergeben. Mit Entwicklung entsprechender numerischer Modelle, zum Teil unterstützt durch experimentelle Arbeiten, werden am Institut wichtige Daten für die Abschätzung der Gefährdung bzw. zur Risikobewertung generiert. Das Institut befasst sich ferner mit der Entwicklung von Laserkonzepten für Anwendungen, wie die Erfassung und Berechnung der Entfernung von Weltraumschrott oder auch lasergestützte Luftverteidigung, die aufgrund der verwendeten Wellenlänge ein verringertes Gefährdungspotential für das Auge haben.
Beteiligte Abteilungen
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Kontakt
Jochen Speiser
Abteilungsleiter
Institut für Technische Physik
Festkörperlaser und Nichtlineare Optik
Tel: +49 711 6862-451