Adolf Giesen博士/教授的大名在激光界定是如雷貫耳的，因?yàn)樗梢运愕蒙鲜堑す馄鞯谋亲媪耍?986年到2007年，他主管德國(guó)斯圖加特大學(xué)光束工具研究院（IFSW）激光及激光光學(xué)系，在那期間確立了碟片激光器的基本原理。2002年他榮獲Berthold Leibinger創(chuàng)新獎(jiǎng)，2004年榮獲蘭克獎(jiǎng)，今年還非常榮幸地獲得了Charles Hard Towns獎(jiǎng)。
不過，在1991年開發(fā)碟片激光器之初，Adolf Giesen博士對(duì)于碟片激光器的想象可以說是天馬行空的。他曾預(yù)言可以讓激光達(dá)到宇宙星際，以此來清除地球軌道上的太空碎片。多年以后的事實(shí)證明，這是完全可能的。德國(guó)航空航天中心（DLR）已經(jīng)開始使用高能短脈沖激光器和超短脈沖激光來檢測(cè)太空垃圾。通過激光，可以精準(zhǔn)地檢測(cè)到它們的軌跡，并且精確到米。
“如果要汽化這些碎片，那就需要更大的激光能量。”Adolf Giesen博士在接受采訪時(shí)表示，汽化每個(gè)碎片表面，需要數(shù)千焦耳才能實(shí)現(xiàn)，通過使用具有“推動(dòng)”效果的激光消融，減慢碎片的速度并最終使其在底層大氣中燃燒即可。這個(gè)想法聽起來有點(diǎn)遙遠(yuǎn)，但其實(shí)理念已經(jīng)非常成熟，不僅如此，激光器也已就緒，碟片激光器顯然是最佳選擇。
強(qiáng)大的碟片激光器
26年前，Adolf Giesen博士與杰出的理論物理學(xué)家Klaus Wittig先生、Andreas Voss先生以及 Uwe Brauch先生共同合作設(shè)計(jì)了碟片激光器最初的模型來佐證他的想法是有望實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)，他們就能預(yù)見，碟片激光器的能量絕對(duì)不會(huì)僅限于千瓦級(jí)。憑借著這樣的強(qiáng)大信念，他執(zhí)著地對(duì)激光器的輸出功率進(jìn)行研究。之后的一場(chǎng)固體激光會(huì)議，成為Adolf Giesen博士開發(fā)碟片激光器的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。這場(chǎng)會(huì)議的核心話題是激光激活介質(zhì)Yb:YAG，與會(huì)者都對(duì)這個(gè)極具前景的材料產(chǎn)生濃厚的興趣。簡(jiǎn)單的說，只要找到在激光產(chǎn)生時(shí)能充分冷卻材料的方法，就可以用于打造高功率激光光源。但在當(dāng)時(shí)，這個(gè)問題還沒有理想的解決方案，而這個(gè)疑問也一直在Adolf Giesen博士的腦海中久久揮之不去。經(jīng)過深思熟慮，碟片激光器的理念應(yīng)用而生。
Adolf Giesen博士認(rèn)為，Yb:YAG碟片足夠薄，只有數(shù)百微米厚，表面積和體積比便于整體冷卻。溫度梯度僅呈軸向變化，最大程度地降低了熱透鏡效應(yīng)。激光介質(zhì)在由拋物面鏡和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)組成的多次往返系統(tǒng)中進(jìn)行泵浦。泵浦光束通過鏡子重新聚焦在激光晶體中。碟片背部的高反射鍍層會(huì)反射所有未吸收的輻射。重復(fù)足夠的次數(shù)就能獲得高效吸收泵浦光，泵浦源甚至不需要特別明亮，碟片激光器就能呈現(xiàn)優(yōu)質(zhì)光束。同時(shí)，Adolf Giesen博士團(tuán)隊(duì)還成功解決了碟片激光器連接散熱器的問題。在德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部的支持下，2000年通快首次生產(chǎn)出了碟片激光器，成為行業(yè)里生產(chǎn)制造碟片激光器最成功的典范。
碟片激光器已經(jīng)成為了一種成熟穩(wěn)定的生產(chǎn)工具，脈沖能量可達(dá)千焦耳級(jí)。對(duì)于如此高功率的激光器，冷卻問題就更加備受關(guān)注。碟片激光器在實(shí)際操作中的熱變形比傳統(tǒng)激光器要少約 100 倍。但即便這樣仍然有很大的優(yōu)化空間，很多研發(fā)團(tuán)隊(duì)仍在不斷地探究中，比如美國(guó)就刊登過有關(guān)液氮冷卻激光的文章。經(jīng)過長(zhǎng)期的證明，-30 到 -100 攝氏度的溫度可以帶來大幅改善，但是很難想象此類冷卻系統(tǒng)能用于工業(yè)設(shè)備。
1982 年有專家曾表示說，工業(yè)激光器的使用無需超過 500 瓦，但實(shí)際上這個(gè)結(jié)論是基于通快與德國(guó)航空航天中心合作開發(fā)的 CO2 激光器上。事實(shí)上，Adolf Giesen博士團(tuán)隊(duì)所開發(fā)的激光器輸出功率目標(biāo)是 1,000瓦。雖然最大功率 500 瓦已經(jīng)能輕易滿足當(dāng)時(shí)的工業(yè)應(yīng)用，但通快秉持創(chuàng)新發(fā)展、高瞻遠(yuǎn)矚的理念，給予Adolf Giesen博士團(tuán)隊(duì)源源不斷的支持。如今，6,000 瓦的激光器幾乎已成為工業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。通快根據(jù)客戶的實(shí)際生產(chǎn)需求，萬瓦級(jí)的激光器也不在話下。
如今，碟片激光器的開發(fā)與之前的激光器相比已是大相徑庭，需要完全轉(zhuǎn)換思維，投入巨大的人力、物力和財(cái)力。對(duì)于通快而言，要從中獲得回報(bào)必須具備強(qiáng)大的實(shí)力，因?yàn)榈す馄鞯拈_發(fā)確實(shí)需要巨大的投資。值得驕傲的是，碟片激光器的市場(chǎng)潛力非常巨大，迄今為止，通快全球碟片激光器的裝機(jī)量已經(jīng)超過10,000臺(tái)，這就是最好的佐證。
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