Abbildung eines Laserstrahls (Foto: Interesting Engineering).
Chinesische Wissenschaftler haben gerade einen neuen Durchbruch auf dem Gebiet der Verteidigungstechnologie bekannt gegeben: Sie haben erfolgreich ein Hochleistungslasergerät entwickelt, das in einem extrem breiten Temperaturbereich – von -50 °C in der Arktis bis zu 50 °C in der Sahara – stabil arbeiten kann, ohne dass ein Kühl- oder Heizsystem erforderlich ist.
Man geht davon aus, dass diese Technologie sowohl im militärischen als auch im industriellen Bereich breite Anwendungsmöglichkeiten eröffnen und gleichzeitig Chinas Position im weltweiten Wettlauf um die Lasertechnologie festigen wird.
Kompaktes Design, hohe Leistung unter rauen Bedingungen
Das Gerät wurde von einem Forschungsteam der National University of Defense Technology (NUDT) unter der Leitung von Professor Chen Jinbao entwickelt, einem national preisgekrönten Experten für Hochenergielasertechnologie.
Dieses Lasersystem verfügt laut Ankündigung über eine Leistung von 2 Kilowatt, ist aber nur so groß wie ein Koffer und benötigt für seinen Betrieb nicht wie vergleichbare Geräte aus europäischer oder indischer Produktion einen ganzen Container.
Das französische Laserwaffensystem HELMA-P ist zur Bekämpfung unbemannter Luftfahrzeuge (UAVs) konzipiert (Foto: Edrmagazine).
Das Besondere an dem Gerät ist seine Fähigkeit, in einer Umgebung mit Temperaturschwankungen von bis zu 100 °C kontinuierlich und stabil zu arbeiten, was die größte Herausforderung in der Lasertechnologie darstellt.
Während aktuelle Systeme gezwungen sind, Kühl- oder Heizkomponenten einzubauen, kommt das chinesische Gerät dank seines optimierten optischen Designs und der internen Temperaturregelungsfunktionen ganz ohne derart sperrige Hardware aus.
Labortests, bei denen Bedingungen von der Arktis bis zur Wüste simuliert wurden, zeigten, dass das Gerät eine Leistung von über 2 kW aufrechterhielt und bei 20 °C sogar einen Spitzenwert von 2,47 kW erreichte, mit einer Energieumwandlungseffizienz von bis zu 71 % und nahezu perfekter Strahlqualität.
Geheimnisse aus seltenen Erden und bahnbrechendem Design
Der Durchbruch wurde durch eine Reihe wichtiger Designlösungen erreicht. Der Laser verwendet einen 940-Nanometer-Pumpstrahl mit geringer Drift, überträgt das Licht durch 27 Glasfaserdioden und verfügt über eine mit Ytterbium dotierte Faserspule, einem Seltenerdelement, dessen globale Reserven größtenteils von China kontrolliert werden.
Laut SCMP ermöglicht die spezielle Quantenstruktur von Ytterbium eine effiziente Energieumwandlung, ohne von der Umgebungstemperatur beeinflusst zu werden.
Die einzigartige Quantenstruktur des Seltenerdelements Ytterbium hilft dem Lasersystem, jahrzehntelange technische Barrieren zu überwinden (Foto: SE).
Die zentrale Struktur des Geräts ist ein zweischichtiger optischer Resonator, der ein reflektierendes Netzwerk an beiden Enden der Glasfaser verwendet, um den Photonenstrahl zu einem 1.080-Nanometer-Laser zu verstärken – eine Wellenlänge, die großen Schaden anrichten kann.
Dieses Design erhöht nicht nur die Emissionseffizienz, sondern verhindert auch Lichtinterferenzen und sorgt so für Stabilität während des Betriebs.
Laut dem Forschungsteam wird die Fähigkeit, in einem weiten Temperaturbereich zu arbeiten, in Zukunft eine Schlüsselrolle spielen, da Faserlaser zunehmend beim Präzisionsschneiden, bei optoelektronischen Gegenmaßnahmen und in anderen Industrie- und Verteidigungstechnologien eingesetzt werden.
„Wir werden den Umfang der experimentellen Forschung weiter ausbauen, mit dem Ziel, die Ausgangsleistung zu erhöhen und den Betriebstemperaturbereich zu erweitern, um den Anforderungen des Feldeinsatzes unter allen Umgebungsbedingungen gerecht zu werden“, sagten die Autoren.
Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/trung-quoc-che-tao-vu-khi-laser-sieu-nhe-sieu-manh-20250623081155594.htm
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