Descrizione del progetto
Laser in fibra a frequenza singola e basso rumore nella classe dei kilowatt
I laser a frequenza singola producono una luce quasi monocromatica con un basso rumore, il che risulta essenziale per applicazioni come la metrologia e il LIDAR. Gli attuali limiti di potenza si aggirano intorno ai 400 watt a causa di problemi come lo scattering Brillouin stimolato (SBS, stimulated Brillouin scattering) e l’instabilità modale trasversale (TMI, transverse modal instability). Con il sosteno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto KiLoS LASER si propone di sviluppare laser in fibra a frequenza singola e basso rumore nella classe dei kilowatt ottimizzando la progettazione, utilizzando fibre innovative drogate con itterbio e applicando tecniche volte a mitigare gli effetti non lineari e termici. In tal modo il progetto non solo migliorerà le prestazioni, ma approfondirà anche la nostra comprensione delle interazioni tra SBS e TMI, consentendo lo sviluppo di modelli di sistema migliorati per ottimizzare i parametri e le soglie.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- scienze naturaliscienze fisicheotticafisica dei laser
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2022-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Coordinatore
75794 Paris
Francia