Российские политехники создали новый компактный сверхточный лазер
Разработанный учеными первый в мире волоконный, компактный, высокопроизводительный лазер с оптической мощностью свыше 150 Ватт позволит выйти на новый уровень точности обработки материалов. Cверхточный лазер можно использовать при работе со стеклом, керамикой, пластмассой и даже биоматериалом.
Научный коллектив Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) совместно со специалистами Университета Тампере (Финляндия) разработали новое поколение сверхбыстрых лазеров повышенной мощности, которые в пять раз улучшают качество высокоточной обработки материалов, и кроме того минимум в три раза более компактные по сравнению с ближайшими конкурентами.
За счет огромной величины электрического поля световой волны, сконцентрированной в очень маленьком промежутке времени, ультракороткие световые импульсы оказывают сверхмощное воздействие и могут удалять любой, даже самый тугоплавкий материал, с точностью до микрометров. Волоконный лазер излучает оптические импульсы с мощностью свыше одного мегаватта с частотой 10 МГц, то есть каждую десятимиллионную долю секунды на поверхность обрабатываемого материала приходит один сверхмощный оптический импульс.
При этом материал не подвергается нагреву, и отсутствуют такие стандартные атрибуты лазерной резки, как оплавы и зоны термического повреждения с измененными свойствами материала. Это открывает широкий простор для использования лазера с чрезвычайно чувствительными материалами, такими как стекло, керамика, пластмассы и даже биоматериалы.
В настоящее время большинство мощных лазерных систем, используемых в промышленности, основаны на объемных твердотельных лазерах. Однако такие системы являются относительно дорогими и громоздкими и требуют регулярного технического обслуживания
«Нам удалось на порядок повысить производительность высокоточных лазерных технологических процессов, при этом избежать снижения качества обработки материала, – комментирует Максим Одноблюдов, заведующий лабораторией «Лазерные и плазменные технологии» СПбПУ. – Наша разработка позволит применять лазерные высокоточные технологии для изготовления крупногабаритных изделий, например в аэрокосмической отрасли, автомобилестроении, машиностроении и приборостроении».
По словам разработчиков, сейчас ведущие мировые производители предлагают лазеры с более чем в пять раз меньшей производительностью, по сравнению с разработкой политехников. Это открывает возможности для коммерческого применения данной технологии – изготовления мощной полностью волоконной пикосекундной лазерной системы для промышленной высокоточной обработки материалов. Технологией уже заинтересовался ряд финских компаний из Технопарка Университета Тампере, специализирующихся на разработке лазерного оборудования.
Результаты работы опубликованы в журнале первого квартиля Scientific Reports.
Фото: Pixabay, minobrnauki.gov.ru
(Пока оценок нет)
Загрузка...