Projektbeschreibung
Rauscharme Einzelfrequenz-Faserlaser der Kilowattklasse
Einzelfrequenzlaser erzeugen quasi monochromatisches Licht mit geringem Rauschen, was für Anwendungen wie Metrologie und LIDAR unerlässlich ist. Aufgrund von Problemen wie der stimulierten Brillouin-Streuung (SBS) und der transversalen modalen Instabilität (TMI) liegen die derzeitigen Leistungsgrenzen bei etwa 400 Watt. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen werden im Projekt KiLoS LASER rauscharme Einzelfrequenz-Faserlaser der Kilowattklasse entwickelt, indem das Laserdesign mit innovativen Ytterbium-dotierten Fasern optimiert und Verfahren eingesetzt werden, um nichtlineare und thermische Effekte abzuschwächen. Dadurch wird nicht nur die Leistung gestärkt, sondern auch das Wissen zu den Wechselwirkungen zwischen SBS und TMI vertieft, sodass verbesserte Systemmodelle für optimierte Parameter und Grenzwerte zur Verfügung stehen.
Ziel
The focus of this project is the development of state-of-the-art kW-class, low noise, single frequency (SF) fiber laser. SF lasers operate with a single longitudinal mode, emitting quasi-monochromatic light with kHz-class linewidth and low intensity noise. This class of lasers are in great demand for precision time/frequency metrology, atom cooling, coherent LIDAR, and laser spectroscopy. However, power scaling SF fiber lasers, while maintaining its low noise properties and high beam quality has been a challenge due to the onset of stimulated Brillouin scattering (SBS) and transverse modal instability (TMI) that disrupt the stable system operation beyond a certain power level (known as threshold). But high-power (> 500 W) low-intensity noise, SF lasers with high beam quality are quintessential for building next generation interferometric gravitational wave detectors (GWDs) and efficient neutral beam injector systems for fusion reactors. The current state-of-the-art for these systems is limited to ~ 400 W in an all-fiber architecture. We intend to challenge it by developing kW-class, low-noise SF fiber laser by using optimized laser design, novel ytterbium-doped fibers (commercial and customized) and efficient techniques to suppress the undesirable nonlinear and thermal effects. Such a system would also be valuable in understanding the dynamics and interplay between SBS and TMI and developing an accurate system model for optimized laser parameters and threshold levels. For this, we seek to combine the expertise of the applicant (Roopa Prakash), in building kW-class, narrow linewidth (~10 GHz), polarization-maintaining fiber lasers with the expertise of Giorgio Santarellis group in developing state-of-the-art low-intensity noise, SF lasers using specialty fibers. The interdisciplinary nature of this project will generate advances beyond the state-of-the-art not only in the fields involved in its development, but also in those where this laser can be applied.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2022-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Koordinator
75794 Paris
Frankreich