Laser-Forschungsgemeinschaft „THRILLed“ – Zehn Millionen Euro Förderung für Entwicklung von Lasertechnologie mit hohen Wiederholungsraten
11.05.2023 |
Das Projekt THRILL (Technology for High-Repetition-rate Intense Laser Laboratories, dt. Technologie der Labore für intensive Laserstrahlen mit hoher Wiederholungsrate) wurde im Rahmen des HORIZON-EUROPE-Programms der Europäischen Union mit mehr als zehn Millionen Euro gefördert. Das Projekt zielt darauf ab, neue Designs und hochperformante Komponenten für Hochenergielaser mit hohen Wiederholungsraten bereitzustellen. Die Technologie soll den technischen Reifegrad erreichen, der für die Spezifikation und den Bau der benötigten Geräte erforderlich ist. Die Arbeiten verbessern die Leistung, Energieeffizienz und Zuverlässigkeit des Betriebs solcher Laser. Neun Firmen und Forschungseinrichtungen, die vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt koordiniert werden und zu denen auch FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) gehört, beteiligen sich an THRILL.
Das Projekt ist gut fokussiert und bewusst auf drei Grundlagentechnologien beschränkt, die die dringendsten Anstrengungen und die direkte Aufmerksamkeit der Gemeinschaft erfordern: Laserverstärkung bei sowohl hohen Energien und als auch mit hoher Wiederholrate, den Transport hochenergetischer Laserstrahlen über große Entfernungen und die Widerstandsfähigkeit optischer Beschichtungen für große Optiken. Um diese Ziele zu erreichen, wird die Hauptaktivität im Rahmen von THRILL auf die Herstellung mehrerer Prototypen ausgerichtet sein, die ein hohes Maß an technischer Reife aufweisen sollen. THRILL wird sich mit noch nicht erforschten technischen Herausforderungen befassen – beispielsweise mit dem Transport von Laserstrahlen mit großer Apertur über lange Strecken mittels Relay-Imaging unter Verwendung vollreflektierender Optiken – und zielt darauf ab, konkrete Schritte vorzuschlagen, um die Leistungen und die Effektivität der eingebundenen Industrie durch die gemeinsame Entwicklung fortgeschrittener Technologien bis hin zum Prototyping in Betriebsumgebungen zu steigern.
Die Förderung der technischen Reife dieser Themen ist strategisch mit den langfristigen Plänen und der Entwicklung der europäischen ESFRI-Landmarks FAIR, ELI (-BL) und Eu-XFEL sowie der französischen Forschungsinfrastruktur APOLLON abgestimmt, um sie auf die nächste Entwicklungsstufe zu bringen und ihre führende Position zu stärken. Das Projekt treibt nicht nur die Technologie voran, sondern bietet auch eine hervorragende Möglichkeit, qualifizierte Arbeitskräfte für Forschungseinrichtungen und die Industrie auszubilden. Die Struktur von THRILL fördert die synergetische Arbeit, den schnellen Transfer zur Industrie und integrierte Forschungsaktivitäten auf europäischer Ebene. Den Zugang zu den jeweiligen Forschungseinrichtungen zu gewähren ist Bestandteil des Projektbeitrags der Partner.
GSI ist aufgrund der langjährigen Erfahrung in Konzeption, Entwicklung und Betrieb mittelgroßer Lasersysteme gut für die Koordinatorenrolle geeignet. Das Hochleistungslasersystem PHELIX (Petawatt High-Energy Laser for Ion Experiments) von GSI war einer der ersten Laser weltweit, die in Kombionation mit einer Beschleunigeranlage betrieben wurden. PHELIX kann Laserpulse mit Energien von bis zu 1.000 Joule und Laserpulse mit einer Leistung von bis zu einem halben Petawatt liefern. „Bei PHELIX haben Forschende aus aller Welt die einzigartige Möglichkeit, Experimente durchzuführen, bei denen Laserstrahlen und Ionenstrahlen, die in der bestehenden Beschleunigeranlage erzeugt werden, kombiniert werden. Dies ermöglicht die Untersuchung extremer Materiezustände, wie sie beispielsweise in Sternen oder im Inneren großer Planeten auftreten“, erläutert Professor Vincent Bagnoud, Leiter der Forschungsabteilung Plasmaphysik/PHELIX von GSI/FAIR.
THRILL wird im Rahmen des HORIZON-EUROPE-Programms der EU unter der Grant-Vereinbarung 101095207 finanziert. Beteiligt sind neben GSI/FAIR das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, die European X-Ray Free-Electron Laser Facility und der Forschungsverbund Berlin in Deutschland sowie das Centre National de la Recherche Scientifique und Amplitude Systems in Frankreich, ELI ERIC, Laserlab-Europe AISBL in Belgien und die Universität Rochester in den USA. (CP)
