Ученые Росатома предложили новаторскую систему сложения пучков для оптоволоконных лазеров. Новая технология может повысить мощность их излучения в 10 раз. Это открывает новые возможности для применения лазеров в научных, технологических и промышленных целях.
Сотрудники отделения «Оптические и информационные технологии» АО «НИИ НПО «ЛУЧ» (входит в научный дивизион Госкорпорации «Росатом») завершили научно-исследовательскую работу по спектральному сложению лазерных пучков с помощью специальных фильтров. Технология способна увеличить мощность излучения волоконных лазеров, широко использующихся в промышленности для резки, сварки, маркировки, обработки поверхностей и других работ, в 10 раз.
Ученые использовали технологию, основанную на спектральном уплотнении каналов WDM (Wavelength Division Multiplexing). В 90-е годы прошлого столетия она произвела революцию в оптических телекоммуникациях. Её применение позволило передавать по одному оптическому волокну десятки сигналов одновременно. В институте проанализировали технологию WDM и пришли к мнению, что аналогичный подход может использоваться в технологических лазерах, но на существенно более высоком уровне мощностей излучения – с учетом того, что пучки могут несколько раз проходить через фильтры, мощность суммарного излучения будет примерно равна мощности 10 лазеров.
«Основой современных технологических лазеров являются волоконные (в частности, иттербиевые) лазеры. Это компактные, надежные, сравнительно недорогие устройства с высокой эффективностью преобразования электрической энергии в излучение с КПД ~ 40 %, которые дают на выходе очень качественное излучение. Вместе с тем, волоконные лазеры имеют физические ограничения на единичную мощность. Вполне логичным стало сложение излучения от нескольких лазеров в единый пучок. Естественно, что нужно было принимать во внимание существенно более высокие мощности излучения, размеры пучков технологических лазеров, спектральное расстояние между каналами и спектры излучения отдельных лазеров», – отметил главный научный сотрудник АО «НИИ НПО «ЛУЧ» кандидат технических наук Виктор Федосеев.
Работа выполнялась в рамках аванпроекта частного учреждения по обеспечению научного развития атомной отрасли «Наука и инновации».
Акционерное общество «Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение «ЛУЧ» решает задачи по разработке и обеспечению атомной промышленности тепловыделяющими элементами и сборками для ядерных энергетических установок, а также создает топливные композиции для твэлов нового поколения. АО «НИИ НПО «ЛУЧ» является уникальным комплексом современных технологий на основе монокристаллических и высокотемпературных материалов. Ключевыми технологиями являются: изготовление плотного ядерного топлива, производство керамического ядерного топлива, электровакуумных приборов и источников тока, лазерной крупногабаритной оптики и адаптивных оптических систем; переработка необлученных ядерных материалов; создание контрольно-измерительных приборов для ядерных установок (термометров сопротивления, термопар, расходомеров, уровнемеров и др.); создание установок получения водорода для «зеленой» энергетики; создание топлива для перспективных реакторных установок (ВТГР, АСММ, ВВЭР-СКД).
