Κέντρο Πληροφοριών
VR

Καθρέφτες διαμαντιών για λέιζερ υψηλής ισχύος

Οκτώβριος 17, 2022

Σχεδόν κάθε αυτοκίνητο, τρένο και αεροπλάνο που έχει κατασκευαστεί από το 1970 έχει κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας λέιζερ υψηλής ισχύος που εκτοξεύουν μια συνεχή δέσμη φωτός. Αυτά τα λέιζερ είναι αρκετά ισχυρά για να κόψουν χάλυβα, αρκετά ακριβή για να πραγματοποιήσουν χειρουργική επέμβαση και αρκετά ισχυρά για να μεταφέρουν μηνύματα στο βαθύ διάστημα. Είναι τόσο ισχυρά, στην πραγματικότητα, που είναι δύσκολο να κατασκευαστούν ελαστικά και μακράς διαρκείας εξαρτήματα που μπορούν να ελέγξουν τις ισχυρές ακτίνες που εκπέμπουν τα λέιζερ. 


Σήμερα, τα περισσότερα κάτοπτρα που χρησιμοποιούνται για να κατευθύνουν τη δέσμη σε λέιζερ συνεχών κυμάτων υψηλής ισχύος (CW) κατασκευάζονται με την επίστρωση λεπτών επικαλύψεων υλικών με διαφορετικές οπτικές ιδιότητες. Αλλά αν υπάρχει έστω και ένα, μικροσκοπικό ελάττωμα σε οποιοδήποτε από τα στρώματα, η ισχυρή δέσμη λέιζερ θα καεί, προκαλώντας βλάβη ολόκληρης της συσκευής. 


Εάν μπορούσατε να φτιάξετε έναν καθρέφτη από ένα μόνο υλικό, θα μείωνε σημαντικά την πιθανότητα ελαττωμάτων και θα αύξανε τη διάρκεια ζωής του λέιζερ. Αλλά ποιο υλικό θα ήταν αρκετά δυνατό;


Τώρα, ερευνητές στο Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) κατασκεύασαν έναν καθρέφτη από ένα από τα ισχυρότερα υλικά στον πλανήτη: το διαμάντι. Χαλκώνοντας νανοδομές στην επιφάνεια ενός λεπτού φύλλου διαμαντιού, η ερευνητική ομάδα κατασκεύασε έναν εξαιρετικά ανακλαστικό καθρέφτη που άντεξε, χωρίς ζημιές, πειράματα με λέιζερ Ναυτικού 10 κιλοβάτ. 


"Η προσέγγισή μας με έναν καθρέφτη ενός υλικού εξαλείφει τα ζητήματα θερμικής καταπόνησης που είναι επιζήμια για τους συμβατικούς καθρέφτες, που σχηματίζονται από στοίβες πολλαπλών υλικών, όταν ακτινοβολούνται με μεγάλες οπτικές δυνάμεις", δήλωσε ο Marko Loncar, καθηγητής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Tiantsai Lin στο SEAS και ανώτερος συγγραφέας της εργασίας. "Αυτή η προσέγγιση έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει ή να δημιουργήσει νέες εφαρμογές λέιζερ υψηλής ισχύος." 


Το Loncar's Laboratory for Nanoscale Optics ανέπτυξε αρχικά την τεχνική χάραξης δομών νανοκλίμακας σε διαμάντια για εφαρμογές στην κβαντική οπτική και στις επικοινωνίες. 


Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική, η οποία χρησιμοποιεί μια δέσμη ιόντων για να χαράξει το διαμάντι, οι ερευνητές σμίλεψαν μια σειρά από κολώνες σε σχήμα μπλουζάκι γκολφ στην επιφάνεια σε ένα φύλλο διαμαντιού 3 χιλιοστών επί 3 χιλιοστών. Το σχήμα των μπλουζιών του γκολφ, φαρδύ στην κορυφή και κοκαλιάρικο στο κάτω μέρος, κάνει την επιφάνεια του διαμαντιού αντανακλαστική κατά 98,9%. 

«Μπορείτε να φτιάξετε ανακλαστήρες που είναι 99,999% αντανακλαστικοί, αλλά αυτοί έχουν 10-20 στρώματα, κάτι που είναι καλό για λέιζερ χαμηλής ισχύος, αλλά σίγουρα δεν θα ήταν σε θέση να αντέξουν υψηλές δυνάμεις», δήλωσε ο Neil Sinclair, ερευνητής στο SEAS και συν- συγγραφέας της εργασίας. 

Εικόνα διαδικασίας κατασκευής και νανοδομής επιφάνειας διαμαντιού


«Το σημείο πώλησης με αυτήν την έρευνα είναι ότι είχαμε ένα λέιζερ 10 κιλοβάτ εστιασμένο σε σημείο 750 μικρών σε ένα διαμάντι 3 επί 3 χιλιοστών, το οποίο είναι πολλή ενέργεια που εστιάζεται κάτω σε ένα πολύ μικρό σημείο, και δεν το κάψαμε», είπε ο Ατικιάν. "Αυτό είναι σημαντικό γιατί καθώς τα συστήματα λέιζερ γίνονται όλο και πιο πεινασμένα για ενέργεια, πρέπει να βρείτε δημιουργικούς τρόπους για να κάνετε τα οπτικά εξαρτήματα πιο γερά."


Στο μέλλον, οι ερευνητές οραματίζονται αυτούς τους καθρέφτες να χρησιμοποιούνται για αμυντικές εφαρμογές, την κατασκευή ημιαγωγών, τη βιομηχανική κατασκευή και τις επικοινωνίες στο βάθος του διαστήματος. Η προσέγγιση θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί σε λιγότερο ακριβά υλικά, όπως το λιωμένο πυρίτιο. 



Βασικές πληροφορίες
  • Έτος Ίδρύσεως
    --
  • Τύπος επιχειρήσεων
    --
  • Χώρα / Περιφέρεια
    --
  • Κύριος κλάδος
    --
  • κύρια προϊόντα
    --
  • Επιχειρηματικό νομικό πρόσωπο
    --
  • Συνολικοί υπάλληλοι
    --
  • Ετήσια τιμή παραγωγής
    --
  • Εξαγωγική αγορά
    --
  • Συνεργαζόμενοι πελάτες
    --

Στείλτε την ερώτησή σας

Επιλέξτε μια διαφορετική γλώσσα
English
Nederlands
Polski
Xhosa
lietuvių
Ελληνικά
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
Τρέχουσα γλώσσα:Ελληνικά