ファイバーレーザーとは？ファイバーレーザーとは？

光ファイバーは光ファイバーとも呼ばれ、光を伝送するための円筒形の導波管である。全反射の原理を利用して光波をファイバーコア内に閉じ込め、ファイバー軸に沿って導く。

銅線から光ファイバーへの置き換えは世界を変えた。光ファイバーは、大容量、強力な干渉防止能力、低伝送損失、長い伝送距離、優れた安全性、強力な適応性、小型、軽量、豊富な原料資源など、数多くの利点があるため、光伝送の媒体として、1966年に高昆によって提案されて以来、広く採用されている。

光ファイバーの父」として広く知られるガオ・クンは、2009年にノーベル物理学賞を受賞した。

光ファイバーの絶え間ない改良と実用化によって、電気通信業界は一変した。光ファイバーは銅線に取って代わり、今や現代通信の重要な一部となっている。

光ファイバー通信システムは、情報を伝達するキャリアとして光を、導波路媒体として光ファイバーを使用する通信システムの一種である。情報を伝送する際、電気信号は光信号に変換され、光ファイバー内で伝送される。

通信技術の新しい形として、光ファイバー通信は当初から比類のない利点を示し、幅広い関心と注目を集めてきた。

光ファイバーが通信に広く使われるようになったことで、ファイバー・アンプやファイバー・レーザーの急速な発展にも拍車がかかった。通信分野だけでなく、光ファイバーシステムは医療やセンシングなどの分野でもよく使われている。

光ファイバー

アクティブファイバーはファイバーレーザーの利得媒質として機能する。その構造からシングルモードファイバ、ダブルクラッドファイバ、フォトニック結晶ファイバに分類される。

シングルモード・ファイバーは、コア、クラッド、コーティングから構成される。コア材料の屈折率（N1）は、クラッド材料の屈折率（N2）よりも高い。入射光の入射角が臨界角より大きい場合、ビームはコアで完全に放出され、光ファイバーはビームをコアに閉じ込めて伝送することができる。

しかし、シングルモードファイバの内部クラッドはマルチモードポンプ光を閉じ込めることができず、コアは開口数が小さい。その結果、レーザー出力はシングルモードのポンプ光をコアにカップリングすることでしか得られない。

初期のファイバー・レーザーはシングル・モード・ファイバーを使用していたため、結合効率が低く、ミリワットの出力しか得られなかった。

光ファイバーにおける光の伝送

ダブルクラッドファイバー

従来のシングルモード、シングルクラッドのイッテルビウムドープ（Yb3+）ファイバーの変換効率と出力パワーの限界を克服するため、R.マウラーは1974年に初めてダブルクラッドファイバーのコンセプトを提案した。しかし、1988年にE.スニッツァーらがクラッド励起技術を提案して以来、高出力イッテルビウム添加ファイバー・レーザー／アンプ技術は急速に発展した。

ダブルクラッド光ファイバは、ユニークな構造を持つ光ファイバの一種である。従来の光ファイバーに比べ、被覆層、内側クラッド、外側クラッド、ドープされたコアで構成される内側クラッドを持っています。

クラッドポンプ技術は、ダブルクラッドファイバーをベースとし、マルチモードのポンプ光を内側のクラッドに、レーザー光をファイバーコアに伝送することで、ファイバーレーザーのポンプ変換効率と出力パワーを大幅に向上させることを目的としている。

ダブルクラッドファイバーの構造、内部クラッドの形状、ポンプ光のカップリングモードは、この技術にとって極めて重要である。

ダブルクラッドファイバーのファイバーコイルは、希土類元素をドープしたシリカ（SiO2）で構成されている。ファイバーレーザーでは、レーザー媒質とレーザー信号伝送路の両方の役割を果たします。

出力励起が基本横モードであることを保証するために、その開口数とコア直径を設計することによって、対応する使用波長に対してVパラメータを小さくする。

内部クラッドの横方向寸法（従来のコア直径の数十倍）と開口数はコアよりもはるかに大きく、屈折率はコアよりも低いため、コア内でのレーザーの完全な伝播が制限される。

これにより、コアと外側クラッドの間に大きな断面と開口数を持つ光導波路が形成され、大きな開口数、断面、マルチモードを持つ高出力ポンプ光が光ファイバーに結合され、拡散することなく内側クラッド内の伝送に制限される。これにより、高出力密度の光ポンピングを維持することができます。

ダブルクラッドファイバーの外側クラッドは、内側クラッドよりも屈折率の低いポリマー材料で構成されている。最外層は有機材料からなる保護層である。

ポンプ光に対するダブルクラッドファイバーの結合面積は、コアだけで決まる従来のシングルモードファイバーとは異なり、内側のクラッドのサイズによって決まる。

これにより、ダブルクラッドファイバーの二重層導波路構造が形成される。

一方では、ファイバーレーザーのパワー結合効率を向上させ、ポンプ光がドープイオンを励起し、内部クラッドに伝導する際にファイバーコアを通して複数回レーザー光を放出することを可能にする。

一方、出力ビーム品質はファイバーコアの性質によって決まり、内部クラッドの導入がファイバーレーザーの出力ビーム品質に悪影響を与えることはない。

八角形ダブルクラッドファイバーの構造図

様々な内部クラッド構造の模式図

ダブルクラッドファイバーレーザーの特別に設計された内部クラッドは、ポンプ光の利用効率を大幅に高めることができる。

当初、ダブルクラッドファイバーの内部クラッド構造は円筒対称であったため、その製造工程は比較的簡単で、ポンプレーザーダイオード（LD）のテールファイバーとの結合も容易であった。

しかし、その完全な対称性は、内側クラッド内のポンプ光に多数のスパイラル光線をもたらし、何度反射してもコア領域に到達しない。

その結果、これらの光線はファイバーコアで吸収されず、光漏れにつながり、より長いファイバーを使用しても変換効率を向上させることは困難だった。

そのため、内部クラッド構造の円筒対称性を崩す必要がある。

フォトニック結晶ファイバー

従来のダブルクラッドファイバーでは、出力レーザーパワーはファイバーコアの大きさで決まり、開口数は出力レーザービームの品質を決定する。

しかし、光ファイバーの非線形効果や光損傷などの物理的メカニズムの限界により、コア径を大きくするだけでは、大モードフィールドのダブルクラッドファイバーのシングルモード動作のニーズを高出力で満たすことは不可能である。

フォトニック結晶ファイバ（PCF）のような特殊な光ファイバの登場は、この問題に対する効果的な解決策を提供する。

フォトニック結晶の概念は、1987年にE.ヤブロノビッチによって初めて提唱された。これは、誘電率が変化する誘電体材料が、1次元、2次元、3次元の空間に光の波長オーダーの周期構造を形成するものである。これにより、光の伝搬を可能にするフォトニックガイドバンドと、光の伝搬を禁止するフォトニックバンドギャップ（PBG）が形成される。

さまざまな媒体の配置や分布周期を変えることで、フォトニック結晶の特性を数多く変化させ、特定の機能を実現することができる。

フォトニック結晶ファイバー（PCF）は2次元フォトニック結晶で、微細構造ファイバーや多孔質ファイバーとも呼ばれる。

1996年、J.C.ナイトらが最初のPCFを作り、その導光機構は従来の光ファイバーの全反射導光機構に似ている。

フォトニックバンドギャップの原理に基づく最初のPCFは1998年に発明された。

2005年以降、ラージモードフィールドPCFの設計と作製方法は多様化し、リーキーチャネルPCF、ロッドPCF、ラージスペーシングPCF、マルチコアPCFなど、さまざまな形状の構造が出現した。

光ファイバーのモードフィールド面積も増加した。

様々なフォトニック結晶ファイバーの微細構造

フォトニック結晶ファイバー（PCF）は従来のシングルモードファイバーに似ているが、微細構造レベルでは複雑なホールアレイ構造を持っている。

これらの構造的特徴により、PCFは従来の光ファイバーにはない多くのユニークな利点を備えている。例えば、ノンカットオフ・シングルモード伝送、広いモードフィールド領域、調整可能な分散、低い限界損失など、従来のレーザーにおける多くの問題を克服している。

例えば、PCFは、大きなモードフィールド面積でシングルモード動作を達成することができる。 レーザー出力密度 光ファイバの非線形効果を最小化し、ビーム品質を維持しながら光ファイバの損傷しきい値を向上させます。

また、開口数を大きくできるため、ポンプ光のカップリングが良くなり、高出力のレーザー出力が得られる。

このようなPCFの利点により、世界中で研究が急増しており、ファイバーレーザーの新たな研究対象として、また高出力ファイバーレーザーアプリケーションにおいてますます重要な役割を果たしている。

ファイバーレーザーの発明

光ファイバーをレーザー利得媒質とするレーザーはファイバーレーザーと呼ばれる。

他のタイプのレーザーと同様、利得媒質、ポンプ光源、共振器から構成される。

について ファイバーレーザーの用途 コアに希土類元素をドープしたアクティブ・ファイバーを利得媒体として使用する。

通常、半導体レーザーが励起光源となり、共振器はミラー、ファイバー端面、ファイバーリングミラー、ファイバーグレーティングなどで構成される。

ファイバーレーザーは、時間領域の特性に基づいて、連続ファイバーレーザーとパルスファイバーレーザーに分けられる。

共振器構造によって、リニア共振器ファイバーレーザー、分布帰還ファイバーレーザー、リング共振器ファイバーレーザーに分けられる。

利得ファイバーと励起モードの違いから、シングル・クラッディング・ファイバー・レーザー（コア励起）とダブル・クラッディング・ファイバー・レーザー（クラッディング励起）に分けられる。

全ファイバー直線共振器ファイバーレーザーの構造原理

1961年、スニッツァーが発見した。 レーザー放射 Ndドープガラス導波路における。

1966年、ガオ・クンは光ファイバーにおける光減衰の主な原因を徹底的に研究し、光ファイバーを通信に実用化するために取り組むべき重要な技術的問題を指摘した。

1970年、アメリカのコーニング社が減衰量20dB/km以下の光ファイバーを開発し、光通信とオプトエレクトロニクス技術の発展の基礎を築いた。

この技術的ブレークスルーは、ファイバーレーザーの開発にも大きく貢献した。

1970年代と1980年代、半導体レーザー技術の成熟と商業化は、ファイバーレーザーの開発に信頼できる多様な励起光源を提供した。

同時に、化学気相成長法の進歩により、光ファイバーの伝送損失が減少した。

ファイバーレーザーは急速に多様化している。エルビウム(Er3+)、イッテルビウム(Yb3+)、ネオジム(Nd3+)、サマリウム(Sm3+)、ツリウム(Tm3+)、ホルミウム(Ho3+)、プラセオジム(Pr3+)、ジスプロシウム(Dy3+)、ビスマス(Bi3+)など、さまざまな希土類元素がファイバーにドープされ、さまざまなアプリケーションの要件を満たすために、異なる波長のレーザー出力を実現しています。

希土類元素ドープ石英ファイバの発光スペクトル範囲

高出力ファイバーレーザーの特徴

高出力ファイバーレーザーの利点は以下の通り。

(1) ビームの質が良い。

ファイバーレーザーの導波路構造により、単一横モード出力が得られやすく、外的要因に大きく影響されないため、高輝度レーザー出力が得られる。

(2）高効率。

ファイバーレーザーは、発光波長がドープされた希土類元素の吸収特性と一致する半導体レーザーを励起光源として用いることで、高い光-光変換効率を達成することができる。

高出力イッテルビウム添加ファイバーレーザーの場合、915nmまたは975nmの半導体レーザーが一般的に選択される。

Yb3+の単純なエネルギー準位構造は、アップコンバージョン、励起状態吸収、濃度消光などの現象が少なく、蛍光寿命が長いため、エネルギーの蓄積や高出力動作の実現に有効である。

市販のファイバーレーザーの総合的な電気光学効率は25%と高く、コスト削減、省エネルギー、環境保護に貢献します。

(3) 放熱特性が良い。

ファイバー・レーザーは、レーザー利得媒体として細長い希土類ドープ・ファイバーを利用し、大きな表面積と体積比を誇る。これは固体ブロックレーザーの約1000倍であり、放熱の点でも優れている。

低出力から中出力のアプリケーションでは、光ファイバーの特別な冷却は必要ありません。高出力シナリオでは、水冷は、固体レーザーの熱効果によって引き起こされるビーム品質と効率の低下を効果的に緩和することができます。

(4）コンパクトな構造と高い信頼性。

ファイバー・レーザーは、レーザー利得媒体として小型で柔軟なファイバーを使用しているため、体積を減らし、コストを削減するのに適している。ポンプ光源である半導体レーザーも小型でモジュール化が容易です。ほとんどの市販製品はテールファイバーで出力できます。

ファイバーブラッググレーティングなどの光ファイバーデバイスを組み込むことで、これらのデバイスの融合による全光ファイバーシステムを実現することができる。その結果、環境外乱に対する高い耐性、高い安定性、メンテナンスにかかる時間とコストの削減を実現します。

高出力ファイバーレーザーには、克服できない欠点もある：

第一に、非線形効果による制約を受けやすい。

ファイバーレーザーの導波路構造は長い有効長を持ち、その結果、様々な非線形効果に対する閾値が低くなります。しかし、刺激ラマン散乱（SRS）や自己位相変調（SPM）のような有害な非線形効果は、位相揺らぎやスペクトルのエネルギー移動、さらにはレーザーシステムの損傷につながり、高出力ファイバーレーザーの発展を妨げています。

2つ目は、光子暗転効果である。

ファイバーレーザーにおける希土類の高濃度ドーピングは、励起時間の延長に伴うフォトン暗黒化効果により、パワー変換効率の漸進的かつ不可逆的な低下をもたらす。これは、特にイッテルビウムドープ高出力ファイバーレーザーの場合、高出力ファイバーレーザーの長期安定性と寿命を制限します。

しかし、高輝度ファイバー結合半導体レーザーとダブルクラッドファイバー技術の進歩により、高出力ファイバーレーザーの出力、光変換効率、ビーム品質が大幅に改善されました。

産業加工、指向性エネルギー兵器、長距離遠隔測定、ライダー、その他の分野での高出力ファイバーレーザーの巨大な需要は、IPG Photonics、Nufern、NLight、Trumpf Groupなどの企業による研究努力を後押しし、多様な製品ラインを持つ連続波とパルス波の両方の高出力ファイバーレーザーの開発につながった。

清華大学、国防科学技術大学、上海光学精密機械研究所、中国科学院、中国航空宇宙科学工業グループ第四研究所などの学術機関も、この分野でエキサイティングな成果を報告している。

ファイバーレーザーの出力増強技術

ファイバーレーザーの非線形効果、熱効果、材料損傷閾値の限界により、シングルチャンネルファイバーレーザーの出力は制限され、出力が増加するにつれてビーム品質は低下します。

ビーム品質を改善するためには、モード制御技術を採用し、特殊な構造を持つ新しいファイバーを設計する必要がある。J.W.ドーソンらは、単一ファイバーの出力限界について理論解析を行った。計算の結果、広帯域ファイバーレーザーでは最大出力36kW、狭線幅ファイバーレーザーでは最大出力2kWの回折限界に近いレーザー出力が得られることが明らかになった。

ファイバーレーザーや増幅器の出力をさらに向上させるためには、コヒーレント合成技術による多チャンネルファイバーレーザーのパワー合成が有効な方法です。これは近年広く研究されているテーマとなっている。

ファイバーレーザーのコヒーレント合成システム

ファイバーレーザーの非線形効果、熱効果、材料の損傷しきい値による制限は、シングルチャンネルファイバーレーザーの出力を制限し、出力が増加するにつれてビーム品質が低下します。

ビームの質を高めるためには、モード制御技術と特殊なファイバー構造の設計を利用しなければならない。J.W.ドーソンらは、単一ファイバの出力限界の理論解析を行った。その結果、広帯域ファイバーレーザーでは最大出力36kWの回折限界に近いレーザー出力が得られ、線幅の狭いファイバーレーザーでは最大出力2kWに達することがわかった。

複数のファイバーレーザーのパワー合成を行うコヒーレント合成技術は、ファイバーレーザーやアンプの出力を増大させる効果的な方法である。この手法は近年、大きな研究テーマとなっている。

ファイバーレーザーのユニークな利点と100キロワットシステムの需要に加えて、ファイバーフューズドコーンカプラー、マルチコアファイバー、ピグテール付き位相変調器、音響光学周波数シフターなどの様々なサポート装置が、光ファイバー通信の商業化において重要な役割を果たしてきた。

ファイバーフューズドコーンカプラーとマルチコアファイバーにより、レーザーエネルギー注入カップリングとエバネッセント波カップリングによるパッシブ位相制御がより扱いやすくなりました。

ピッグテールと音響光学周波数シフターを備えた位相変調器は、メガヘルツの制御帯域幅でアクティブな位相制御を可能にし、大電力条件下での位相変動の制御と位相同期出力の達成を可能にする。

研究者たちは、スペクトル合成技術や、1つまたは複数の回折格子を使用して複数のサブビームを同じアパーチャに回折させ、単一のアパーチャ出力と改善されたビーム品質を得るインコヒーレント合成技術など、数多くの異なるコヒーレント合成方式を提案してきた。

ファイバー・レーザーのスペクトル合成は、イッテルビウム添加ファイバー・レーザーの広い利得帯域幅をフルに活用し、単一ファイバー・レーザー出力の限界を克服する。 高品質レーザー を出力する。これは、将来の高出力ファイバーレーザーの重要な技術的道筋のひとつである。

スペクトル合成ファイバーレーザーシステム

上海光学機械研究所は近年、高出力ファイバーレーザーとスペクトル合成に関する広範な研究を行い、デバイスの準備、キーテクノロジー、スペクトル合成システムにおいて大きなブレークスルーを成し遂げてきた。

狭線幅・高出力ファイバ増幅器に関して、研究所は2016年にファイバブラッググレーティング、高出力ファイバコンバイナ、クラッド光フィルタなどの自社開発コアデバイスを利用した。これは、ファイバーブラッググレーティングのカスケードフィルタリング、線幅制御、増幅段パラメータ制御、ファイバーモード制御などの主要技術に基づいている。

このブレークスルーは、ドイツのイエナ大学の研究グループが報告した線幅50GHz未満のレーザーのシングルモード出力限界を上回るものである。同研究所は、出力2.5kW、線幅0.18nm（50GHz）、中心波長1064.1nmの回折限界に近いファイバーレーザー出力を達成することができた。

このレーザーの特徴は、コンパクトで安定した全光ファイバーシードと3段増幅構造による高い堅牢性である。主増幅器には非偏波保持20μm/400μmファイバーを採用し、利用可能なポンプパワーを増加させることでレーザー出力をさらに向上させることができる。

スペクトル合成において、金属膜反射型回折格子は損傷閾値が低く、高出力レーザーの照射に耐えることができないため、高出力スペクトル合成の実現は困難であった。しかし、同研究所は2016年8月、7台の狭線幅ファイバーレーザーと高損傷閾値偏光無相関多層膜誘電体回折格子（MLDG）を用いて11.27kWの高ビーム品質の分光合成を実現し、高出力ファイバーレーザーの分光合成に大きく前進した。

高出力ファイバーレーザーの代表的な用途

ファイバーレーザーは、その良好なビーム品質、高い電気光学効率、コンパクトな構造、信頼性により、産業加工、医療、リモートセンシング、セキュリティ、科学研究など様々な分野で優れた性能を発揮している。

産業分野では、ファイバーレーザーは出力パワーによって3つのカテゴリーに分類される：

低出力ファイバーレーザー（50ワット未満）は、主に微細構造加工、レーザーマーキング、抵抗調整、精密加工に使用される。 ボーリング金属彫刻など

中出力ファイバー・レーザー（50～500ワット）は、主に穴あけ、溶接、切断、レーザー・ビーム切断に使用される。 表面処理 薄い金属板の。

高出力ファイバーレーザー（1000ワット以上）は、主に厚い金属板の切断、金属表面コーティング、特殊板の三次元加工などに使用される。

ファイバーレーザーは、その良好なビーム品質、高い電気光学効率、コンパクトな設計、信頼性により、産業加工、医療、リモートセンシング、セキュリティ、科学研究など様々な分野で卓越した性能を発揮しています。

産業分野では、ファイバー・レーザーはその出力に基づいて3つのカテゴリーに分類することができる：

低出力ファイバーレーザー（50ワット未満）は、主に微細構造加工、レーザーマーキング、抵抗調整、精密穴あけ、金属彫刻などに使用される。

中出力ファイバー・レーザー（50～500ワット）は、主に薄い金属板の穴あけ、溶接、切断、表面処理に使用される。

高出力ファイバーレーザー（1000ワット以上）は、主に厚い金属板の切断、金属表面コーティング、特殊板の三次元加工などに利用される。

ファイバーレーザーは、その良好なビーム品質、高い電気光学効率、コンパクトな設計、および信頼性により、産業加工、医療、リモートセンシング、セキュリティ、および科学研究のような様々な分野で卓越した性能を持っています。

産業分野では、ファイバーレーザーは出力パワーによって3つのカテゴリーに分類される：

低出力ファイバーレーザー（50ワット未満）は、主に微細構造加工、レーザーマーキング、抵抗調整、精密穴あけ、金属彫刻などに使用される。

中出力ファイバーレーザー（50～500ワット）は、主に薄い金属板の穴あけ、溶接、切断、表面処理に利用されている。

高出力ファイバーレーザー（1000ワット以上）は、主に厚い金属板の切断、金属表面コーティング、特殊板の三次元加工などに使用される。

他の光源に比べ、ファイバーレーザーの体積は小さいため、発射プラットフォームでの機動性が高く、戦場での適応性と生存性が向上する。

アフガニスタンでは、スパタ社のレーザー地雷除去システム「ゼウス」が地雷除去に使用されている。

2009年以来、米海軍は光ファイバーレーザー・システムを使ってUAV、砲弾、小型船舶の破壊に成功している。このシステムは2014年に軍艦に搭載された。

2012年、ドイツの防衛機器ディーラーであるラインメタル社は、50kWの2重管レーザーシステムを発表し、実証実験でUAVや砲弾などの迎撃と破壊に成功した。

レーザー兵器

レーザー兵器は、急速に発展している新しいコンセプトの兵器である。

高エネルギーのレーザーを光速で目標表面に照射し、光電探知、航行、誘導などの主要装置にダメージを与えたり、目標を「盲目と聴覚障害」にしたり、移動体弾を焼き尽くして撃墜したり、燃料を爆発させて空中で爆発させたりすることで、短時間でダメージを与える任務を完了する。

エネルギーが集中し、伝送速度が速く、繰り返し使用でき、さらにコスト効率が高く、火の回りが速く、電磁干渉に強いという利点がある。

レーザー兵器の開発は、その誕生以来、浮き沈みを繰り返してきた。しかし 固体レーザー ファイバー・レーザーなどの技術は、レーザー兵器の開発を活性化させ、主要な軍事大国の研究の焦点となっている。

現在、アメリカ、イギリス、ロシア、ドイツ、インドなどの国々がレーザー兵器の開発に着手し、関連実験を実施している。

レーザー兵器の戦場への進出はすぐそこまで来ている。

UAVやステルス攻撃艇などの非対称の脅威に対抗し、艦船の近接防御能力を強化するため、米海軍は2010年に「レーザー兵器システム」（LAWS）の開発を正式に開始した。同システムは2014年9月、水陸両用ドック輸送艦「ポンセ」に配備され、1年間の運用試験・評価を行った。

LAWSはレイセオンが主導し、作業の一部にはボーイングとロッキード・マーチンが参加している。このシステムは、研究開発と調達コストを最小限に抑えるため、既存の商用技術とコンポーネントを可能な限り活用している。

LAWSのプロトタイプは6台の産業用ファイバーレーザーで構成されており、稼働時にはそれぞれのレーザービームを組み合わせて30kWのレーザービームを生成する。レーザー兵器システムの使用コストは低く、1発の発射にかかるコストはわずか$1と見積もられており、ミサイル1発あたり数万～数十万ドルかかるのとは対照的だ。

2016年、米海軍研究局は、出力150kWの新しい艦載高エネルギーレーザー兵器システムの開発に着手した。これは、以前にテストされた法システムのプロトタイプよりも5倍強力なものであった。このプロジェクトは12ヶ月を要し、$5300万USドルを投じて「レーザー兵器システム実証プロトタイプ」を3段階に分けて開発した。第1段階は初期設計、第2段階は地上試験、第3段階は海軍の自衛試験艦での試験である。

2014年、中国工程物理学院と上海光学機械研究所は「低高度ガード」システムを共同開発した。実証実験では、固定翼、マルチローター、ヘリコプターなど30機以上の小型航空機を100%の成功率で撃墜することに成功した。同システムの発射出力は1万ワット近く、低高度での有効防御範囲は12平方キロメートル。半径2キロ、360度の空域で固定翼機を含むさまざまな航空機を5メートル以内で正確に迎撃できた。このシステムは高速かつ正確で、巻き添え被害の心配もない。

2015年、ロッキード・マーティンは「アテナ」と呼ばれる30kWのレーザー兵器を使用し、1マイル先のトラックを破壊した。2017年3月、同社は60kWレーザー兵器システムの研究開発を完了し、アラスカの米陸軍司令部に出荷したと発表した。同社の主任技術者は、今回の試験の成功により、軍用機、ヘリコプター、船舶、トラックなどに搭載可能な可搬型レーザー兵器システムの開発に近づいたと述べている。この研究により、高エネルギー指向性レーザーは、地上、海上、航空プラットフォームでの防衛に使用できるほど小型軽量で信頼性が高いことが示された。

概要

結論として、レーザー技術の発展は、ファイバーレーザー技術が高出力・高輝度レーザーの将来の方向性であることを示している。導波路ファイバー技術と半導体レーザー励起技術の組み合わせは、高出力ファイバーレーザーの創造につながり、高度なレーザー製造や軍事防衛における高出力・高効率レーザーの差し迫った需要に応えることができる。

この技術は、国家経済と安全保障の両方にとって戦略的に非常に重要である。さらに、高出力ファイバーレーザーは、エネルギー探査、大型科学機器、宇宙科学、環境科学など、さまざまな分野で計り知れない応用の可能性を秘めている。それは、人類が世界を理解し、形作るための強力なツールとなるだろう。