EKOLAS, un progetto finanziato dal governo tedesco, ha ottenuto risultati. L'efficienza energetica e la potenza dei laser a infrarossi per la lavorazione industriale dei materiali hanno raggiunto nuove vette.
Osram, azienda leader mondiale di semiconduttori ottici' è impegnata da molti anni nello sviluppo di laser ad alta potenza per applicazioni professionali speciali, come l'uso di saldatrici laser ad alta potenza per metallo lavorazione nell'industria automobilistica.
Recentemente, nell'ultimo progetto EKOLAS finanziato dall'Agenzia federale tedesca per l'istruzione e la ricerca, Osram ha lavorato con i partner per ottenere risultati rivoluzionari nell'esplorazione all'avanguardia delle prestazioni e dell'efficienza del laser.
Per molto tempo, l'Associazione tedesca EffiLAS (Associazione delle sorgenti laser ad alta efficienza e ad alta potenza) si è impegnata a consolidare e migliorare lo status tecnologico ed economico della Germania&# 39 nel campo della fotonica. Nel campo delle sorgenti di luce laser, EffiLAS si impegna a migliorare ulteriormente l'ottimizzazione e le prestazioni, l'efficienza energetica e altri parametri tecnici correlati.
Dieci anni fa, la migliore potenza della barra laser era di 200 watt e l'efficienza poteva raggiungere il 63%. Cinque anni fa, la potenza di uscita raggiungeva 250 watt e l'efficienza non era inferiore al 60%. A quel tempo, questo era considerato il limite che poteva essere raggiunto, perché l'efficienza di conversione e la tecnologia di raffreddamento limitavano la potenza di uscita del laser in quel momento.
Dopo la cooperazione aperta, l'esplorazione e l'innovazione, a febbraio 2020, Osram Opto Semiconductors e i suoi partner hanno sviluppato congiuntamente un nuovo tipo di laser a infrarossi nel progetto EKOLAS e hanno ottenuto progressi rivoluzionari, raggiungendo la massima potenza di uscita della barra laser verso l'alto a 400 watt. Con una potenza di uscita di 300 watt e lunghezze d'onda di 1000 e 1020 nanometri, il laser ha stabilito un nuovo record di efficienza del 70%.
Il successo del progetto ha beneficiato della preziosa esperienza acquisita da altri progetti EffiLAS, compresa la comprensione della scienza dei materiali, esperimenti di simulazione nel campo dell'epitassia e competenze di base nella tecnologia delle superfici di chip e cavità.
Sebastian Hein, project manager di Osram Opto Semiconductors EKOLAS, ha dichiarato: In questo progetto, abbiamo raggiunto tutti gli obiettivi prefissati e alcuni risultati hanno addirittura superato le aspettative. La chiave del successo è che abbiamo sviluppato strumenti software innovativi che simulano le caratteristiche elettro-ottiche dei laser. Questi software incorporano la distribuzione termica, le proprietà del materiale relative alla temperatura e la propagazione dell'onda correlata alla modalità nel risonatore. Questi strumenti velocizzano e semplificano notevolmente le prove necessarie e danno un contributo fondamentale ai risultati del progetto.
La nuova esperienza acquisita dagli esperimenti di simulazione può essere applicata anche ad altre serie di prodotti nell'intervallo di lunghezze d'onda di 800-1060 nm. Questi risultati non solo apportano maggiori vantaggi allo sviluppo del prodotto, ma promuovono anche lo sviluppo sostenibile della catena di fornitura in Germania e in Europa.