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  • D.A.Dahl

109 Beiträge seit 19.09.2021

Hochleistungslaser

Ein Hochleistungslaser bedeutet hohe Energie (zB 100 mJ) in kurzer Zeit (zB 1ns) auf kleinem Strahlquerschnitt (zB 2mm Radius). Die Leistungsspitze im Puls ist über 100 MW. Die Flächenleistungsdichte steigt auf über 10 hoch 15 W/m2.
Das Beispiel ist für industriellen Einsatz.

Im laseroptischen System kann an vielen Stellen Energie aus dem Lichtfeld "verloren" gehen. Bei den o.g. hohen Leistungsdichten entsteht an jenen Stellen Schädigung.
zB reichen kleinste Verunreinigungen oder Fehlstellen im Resonatormedium (in dem Fall eine Glasfaser), die Energie absorbieren. Dann geht diese Stelle lokal kaputt, absorbiert erst recht viel stärker, und geht noch kaputter ...
zB sind die Spiegel an den Enden des Resonators nicht perfekt, auch sie absorbieren und gehen immer kaputter.
Auf der Grenzfläche (ein Fenster, Linse, Spiegel, ..), wo der Laserstrahl in die Umgebungsluft übertritt, könnte sich mal ein Staubkörnchen absetzen. Das brennt sich in die Grenzfläche ein. Dort wird in der Folge stark Energie absorbiert. Und die Grenzfläche wird an der Stelle blind, die Hochleistung kann nicht mehr raus ... und dann geht das kaputt.

Ein Lasersystem ist natürlich hoch sensibel gegen mechanische Verformungen. 1 Mikrometer ist viel im Vgl zur optischen Wellenlänge. Temperaturausdehnung und Änderung von Luftdruck beeinflussen die Optik. Also ständig justieren, sonst kriegt man Leistung an Stellen hin, wo man das nicht wollte.

Das Gesamtsystem hat weitere Komponenten: Eine optische Pumpe, vermutlich LED; und Kühlungen, vermutlich Peltier Elemente. Wenn die auf Höchstleistung laufen, leben sie nur Tage.
Ich würde so ne Laserwaffe nur mit reduzierter Pumpleistung herumballern. Erst wenn ein Puls das Ziel trifft, und ich wie bei LIDAR die Reflexion messe, dann würde ich die nachfolgenden Pulse mit voller Leistung pumpen. So würde das System nur genau dann die Höchstleistung liefern, wenn es was nützt, und es wäre länger einsetzbar.

Darüber hinaus braucht die Laserwaffe klassische Präzisionsmechanik, um den Strahl auf das Ziel einzurichten. Ich schätze, diese Mechanik ist teurer als die Optik, und insgesamt ist die Laserkanone billiger als eine IrisT Abwehrrakete.
Lustig finde ich: Die Laserkanone bietet quasi einen Leitstrahl, dem entlang eine Rakete zur Laserkanone steuern kann. Somit können sich die Raketen und Kanonen gegenseitig zerstören, und wir sind sie endlich los, hoffentlich für immer!

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