Группа исследователей Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) совместно со специалистами Университета Тампере (Финляндия) разработала новое поколение сверхбыстрых мощных лазеров, улучшающих качество высокоточной обработки материалов в пять раз и при этом, как минимум в три раза компактнее ближайших конкурентов.
Разработанный учеными первый в мире компактный высокопроизводительный волоконный лазер с оптической мощностью более 150 Вт позволит выйти на новый уровень точности обработки материалов. Из-за огромной величины электрического поля световой волны, сконцентрированного за очень короткий период времени, ультракороткие световые импульсы имеют чрезвычайно мощный эффект и могут удалить любой, даже самый тугоплавкий материал, с точностью до микрометра. Волоконный лазер излучает оптические импульсы мощностью более одного мегаватта на частоте 10 МГц, то есть каждые десять миллионных долей секунды сверхмощный оптический импульс достигает поверхности обрабатываемого материала.
При этом материал не подвергается нагреву и отсутствуют стандартные атрибуты лазерной резки, такие как зоны плавления и термического повреждения с измененными свойствами материала. Это открывает широкий спектр возможностей для использования лазера с чрезвычайно чувствительными материалами, такими как стекло, керамика, пластмассы и даже биоматериалы.
В настоящее время большинство используемых в промышленности мощных лазерных систем основаны на объемных твердотельных лазерах. Однако такие системы относительно дороги и громоздки и требуют регулярного 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 меньшими характеристиками по сравнению с разработками политехников. Это открывает возможности для коммерческого применения этой технологии - производства мощной полностью оптоволоконной пикосекундной лазерной системы для промышленной высокоточной обработки материалов и, кроме того, поддерживает тенденцию к минимизации производственных площадей. Технологией уже заинтересовались ряд финских компаний из Технопарка Университета Тампере, специализирующихся на разработке лазерного оборудования.
Результаты были опубликованы в журнале Scientific Reports первого квартиля.
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (#ПолитехПетра) / ©Youtube
