Adolf Giesen博士/教授的大名在激光界定是如雷贯耳的，因为他可以算得上是碟片激光器的鼻祖了，1986年到2007年，他主管德国斯图加特大学光束工具研究院（IFSW）激光及激光光学系，在那期间确立了碟片激光器的基本原理。2002年他荣获Berthold Leibinger创新奖，2004年荣获兰克奖，今年还非常荣幸地获得了Charles Hard Towns奖。

 

不过，在1991年开发碟片激光器之初，Adolf Giesen博士对于碟片激光器的想象可以说是天马行空的。他曾预言可以让激光达到宇宙星际，以此来清除地球轨道上的太空碎片。多年以后的事实证明，这是完全可能的。德国航空航天中心（DLR）已经开始使用高能短脉冲激光器和超短脉冲激光来检测太空垃圾。通过激光，可以精准地检测到它们的轨迹，并且精确到米。

 

“如果要汽化这些碎片，那就需要更大的激光能量。”Adolf Giesen博士在接受采访时表示，汽化每个碎片表面，需要数千焦耳才能实现，通过使用具有“推动”效果的激光消融，减慢碎片的速度并最终使其在底层大气中燃烧即可。这个想法听起来有点遥远，但其实理念已经非常成熟，不仅如此，激光器也已就绪，碟片激光器显然是最佳选择。

 

强大的碟片激光器

 

26年前，Adolf Giesen博士与杰出的理论物理学家Klaus Wittig先生、Andreas Voss先生以及 Uwe Brauch先生共同合作设计了碟片激光器最初的模型来佐证他的想法是有望实现的。当时，他们就能预见，碟片激光器的能量绝对不会仅限于千瓦级。凭借着这样的强大信念，他执着地对激光器的输出功率进行研究。之后的一场固体激光会议，成为Adolf Giesen博士开发碟片激光器的转折点。这场会议的核心话题是激光激活介质Yb:YAG，与会者都对这个极具前景的材料产生浓厚的兴趣。简单的说，只要找到在激光产生时能充分冷却材料的方法，就可以用于打造高功率激光光源。但在当时，这个问题还没有理想的解决方案，而这个疑问也一直在Adolf Giesen博士的脑海中久久挥之不去。经过深思熟虑，碟片激光器的理念应用而生。

 

Adolf Giesen博士认为，Yb:YAG碟片足够薄，只有数百微米厚，表面积和体积比便于整体冷却。温度梯度仅呈轴向变化，最大程度地降低了热透镜效应。激光介质在由抛物面镜和偏转系统组成的多次往返系统中进行泵浦。泵浦光束通过镜子重新聚焦在激光晶体中。碟片背部的高反射镀层会反射所有未吸收的辐射。重复足够的次数就能获得高效吸收泵浦光，泵浦源甚至不需要特别明亮，碟片激光器就能呈现优质光束。同时，Adolf Giesen博士团队还成功解决了碟片激光器连接散热器的问题。在德国联邦教育和研究部的支持下，2000年通快首次生产出了碟片激光器，成为行业里生产制造碟片激光器最成功的典范。

 

碟片激光器已经成为了一种成熟稳定的生产工具，脉冲能量可达千焦耳级。对于如此高功率的激光器，冷却问题就更加备受关注。碟片激光器在实际操作中的热变形比传统激光器要少约 100 倍。但即便这样仍然有很大的优化空间，很多研发团队仍在不断地探究中，比如美国就刊登过有关液氮冷却激光的文章。经过长期的证明，-30 到 -100 摄氏度的温度可以带来大幅改善，但是很难想象此类冷却系统能用于工业设备。

 

1982 年有专家曾表示说，工业激光器的使用无需超过 500 瓦，但实际上这个结论是基于通快与德国航空航天中心合作开发的 CO2 激光器上。事实上，Adolf Giesen博士团队所开发的激光器输出功率目标是 1,000瓦。虽然最大功率 500 瓦已经能轻易满足当时的工业应用，但通快秉持创新发展、高瞻远瞩的理念，给予Adolf Giesen博士团队源源不断的支持。如今，6,000 瓦的激光器几乎已成为工业应用的标准。通快根据客户的实际生产需求，万瓦级的激光器也不在话下。

 

如今，碟片激光器的开发与之前的激光器相比已是大相径庭，需要完全转换思维，投入巨大的人力、物力和财力。对于通快而言，要从中获得回报必须具备强大的实力，因为碟片激光器的开发确实需要巨大的投资。值得骄傲的是，碟片激光器的市场潜力非常巨大，迄今为止，通快全球碟片激光器的装机量已经超过10,000台，这就是最好的佐证。