Laut einer aktuellen Studie von APL Photonics hat ein Team unter der Leitung von Professor Liang Xu von den Hefei Institutes of Physical Science der Chinesischen Akademie der Wissenschaften erfolgreich einen ultrakompakten Excimerlaser entwickelt, der etwa die Größe einer Thermoskanne hat. Excimerlaser sind eine wichtige Quelle für tiefes Ultraviolettlicht und werden häufig in der wissenschaftlichen Forschung, der industriellen Verarbeitung und der Umweltüberwachung eingesetzt. Herkömmliche Excimerlaser benötigen jedoch mechanische Gaspumpen zur Medienzirkulation. Dies führt zu großem Volumen, starkem Lärm und Vibrationen und schränkt ihre Anwendung im Feldeinsatz, in der Meeresforschung und auf luftgestützten Plattformen ein.

Um diese Probleme zu lösen, verwendete das Forschungsteam auf innovative Weise eine Mehrnadel-Koronaentladungs-Elektrohydrodynamikpumpe (EHD) anstelle der herkömmlichen mechanischen Pumpe. Diese Änderung machte nicht nur bewegliche Teile überflüssig, sondern reduzierte auch erfolgreich die Systemgröße auf Ø130 mm × 300 mm. Durch die selbst entwickelte nichtinvasive Punktschatten-Velocimetrie-Technologie maß das Team die Gasflussrate im Laserresonator mit 1,27 m/s. Das System arbeitet stabil bei einer Frequenz von 100 Hz, mit einer Gasaktualisierungsrate von bis zu 6,35, einer Pulsenergie von über 2 mJ und ausgezeichneter Energiestabilität mit einer relativen Standardabweichung von nur 1 %. Die Studie enthüllte auch das explosive Übergangsverhalten der Laserpulsenergie unter bestimmten Bedingungen. Durch eine detaillierte Analyse der photochemischen Reaktion des quasimolekularen XeCl-Netzwerks wurde festgestellt, dass dieses Phänomen eng mit dem schwellenwertgesteuerten Photonenflussstoß zusammenhängt.

Darüber hinaus entwickelte das Forschungsteam auch ein interpretierbares maschinelles Lernmodell, das die Energieumwandlung unter verschiedenen Betriebsparametern genau vorhersagen kann und so die praktische Anwendungsoptimierung und Steuerung ultrakompakter Excimerlasersysteme stark unterstützt.

Weitere Informationen: Jin-Liang Han et al., Electrohydrodynamic Excimer Lasers: Ultracompact Systems and Laser Energy Performance Dynamics, APL Photonics (2025). Zeitschrifteninformationen: APL Photonics