Skip to main content
Aller à la page d’accueil de la Commission européenne (s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)
français fr
CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
CORDIS

Functionalised Activated Sapphire Thin-disk (FAST)

Description du projet

Amélioration des performances de la technologie laser grâce au développement de disques minces en saphir activé

Les matériaux optiques sont essentiels pour la technologie. Une nouvelle méthode de dépôt rapide par laser pulsé permet de fabriquer du saphir dopé aux terres rares. En exploitant les propriétés thermo-optiques améliorées, il est possible d’augmenter la puissance laser de plus de dix fois dans les disques minces Yb:saphir par rapport aux disques minces Yb:YAG. Le projet FAST, financé par l’EIC, permettra de réaliser des percées qui amélioreront considérablement les performances de la technologie laser. Le projet vise également à résoudre le problème de l’émission spontanée amplifiée (ASE), qui limite la modularité des lasers à disque mince. En modifiant les surfaces clés des éléments actifs Yb:saphir à l’aide de la nano-ingénierie, leurs propriétés optiques seront modifiées afin d’atténuer l’ASE parasite. Cela permettra de développer une nouvelle génération d’éléments de gain à disque fin pour les moteurs à photons d’une puissance extrême. Les lasers FAST ouvriront de nouvelles perspectives dans le domaine des sciences spatiales.

Objectif

Optical materials are indispensable for modern society reliant upon technology to create and share information, fabricate advanced materials, and study the intricacies of our physical universe. Our Pathfinder science-to-technology breakthrough targets a paradigm shift for fabricating a novel optically active crystal – rare-earth (RE) doped sapphire. Sapphire is an exemplary material, second only to diamond in the Mohs hardness scale and 3rd in the list of the hardest natural minerals – importantly, 1st in this list that can incorporate RE ions into its lattice. In adopting a radically different non-thermal-equilibrium crystal-growth method, namely Rapid Pulsed Laser Deposition (RPLD) we capitalise on an order-of-magnitude higher deposition frequency than regular PLD and, in addition, exploit the ability to incorporate substantially more RE impurity than conventional crystal-growth techniques can achieve. With practically relevant doping concentrations RE-doped sapphire (REDS) promises a step change in critical properties for laser gain elements, especially Yb:sapphire thin disks. A greater than tenfold improvement in laser power is anticipated in like-for-like replacement of a state-of-the-art Yb:YAG thin disk with a Yb:sapphire one. However, we propose additional science-to-technology breakthroughs that will potentially offer a further order-of-magnitude performance enhancement. The first addresses Amplified Spontaneous Emission (ASE), a limit to power scaling thin-disk lasers, whereby we will nanoengineer key surfaces of the active elements to functionalise them and control their optical properties. Functionalising the activated sapphire promises ASE mitigation and aperture scaling opportunities for a new generation of thin-disk gain elements in extreme-power photon engines. FAST lasers, will open new technological opportunities in space science, high-value manufacturing, and transform future directions for laser technology for the rest of the 21st C.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-EIC - HORIZON EIC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-EIC-2025-PATHFINDEROPEN

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Coordinateur

UNIVERSITY OF SOUTHAMPTON
Contribution nette de l'UE
€ 1 280 367,25
Adresse
Highfield
SO17 1BJ SOUTHAMPTON
Royaume-Uni
Région
South East (England) Hampshire and Isle of Wight Southampton
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 280 367,25

Participants (4)