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Dec 27, 2023

Modellierung hoch

Hochleistungsfaserlaser (HPFLs), zuerst an der Universität entwickelt

Hochleistungsfaserlaser (HPFLs), die erstmals an der University of Southampton entwickelt wurden, haben bis zur Unkenntlichkeit Fortschritte gemacht. Die Ausgangsleistungen sind in den letzten zwei Jahrzehnten um mehr als vier Größenordnungen gestiegen und erreichen 10 kW in einem einzelnen Strahl. Sie werden häufig in den modernsten Produktionslinien zum Schneiden, Schweißen, 3D-Drucken und Markieren einer Vielzahl von Materialien von Glas bis Stahl eingesetzt. Allerdings sind wir mittlerweile nahe an der maximalen Leistung, die ein einzelner Faserlaser erzeugen kann.

Um die Leistung weiter zu steigern, müssen neue Lösungen gefunden werden. So wie moderne Computer eine große Anzahl von Prozessorkernen anstelle eines einzelnen Hochgeschwindigkeitskerns enthalten, liegt die Zukunft für HPFLs in der Kombination mehrerer Faserlaser.

Die erfolgreiche Kombination einer großen Anzahl von Faserlasern würde die Fertigung verändern. Ein solcher Durchbruch könnte die Kontrolle aller Lichteigenschaften ermöglichen, wie zum Beispiel:

Dies würde es uns ermöglichen, dynamisch rekonfigurierbares strukturiertes Licht zu schaffen, das sich „on the fly“ je nach spezifischer Anwendung ändert. Ein solcher digitaler Faserlaser würde Großbritannien nicht nur zu einem wohlhabenderen Land machen, sondern uns auch Folgendes ermöglichen:

Alles in allem machen wir die Welt zu einem besseren, saubereren, umweltfreundlicheren und sichereren Ort.

Die University of Southampton hat kürzlich 6 Millionen Pfund für die Lösung der Herausforderungen im Zusammenhang mit der Entwicklung des digitalen Faserlasers erhalten, und Sie werden Teil dieser Teamleistung sein.

Sie konzentrieren sich auf grundlegende theoretische Forschung mit dem Ziel, die zugrunde liegenden optischen nichtlinearen Effekte wie Transversalmodeninstabilität (TMI) und stimulierte Brillouin-Streuung (SBS) zu verstehen, die derzeit die Leistungsskalierung und Stabilität von Faserverstärkern mit schmaler Linienbreite stark einschränken . Die Grundursache von TMI in Hochleistungsfasern ist derzeit ungeklärt, ebenso wie das Zusammenspiel mit akustischen Wellen und die Auswirkung auf das Phasenrauschen.

Während sich die Fähigkeiten Ihrer Simulationen weiterentwickeln, demonstrieren Sie dann experimentell einen Multi-kW-Faserlaserverstärker ohne TMI und SBS. Sie entwickeln ein breites Spektrum an Modellierungs- und Analysefähigkeiten zur Lösung realer physikalischer Herausforderungen, mit klaren Vorteilen für eine Karriere in der theoretischen Modellierung in der Wissenschaft oder in der Industrie. Ihre Simulationen werden auch zur Steuerung wichtiger experimenteller Arbeiten im Zusammenhang mit der allgemeinen Entwicklung des digitalen Faserlasers verwendet.

Ein britischer 2:1-Honours-Abschluss oder ein internationales Äquivalent.

Für britische Studierende fallen Studiengebühren und ein Stipendium von 16.062 £ jedes Jahr für bis zu 3,5 Jahre steuerfrei an

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