Научный коллектив Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого совместно со специалистами Университета Тампере разработали новое поколение сверхбыстрых лазеров повышенной мощности, которые в пять раз улучшают качество высокоточной обработки материалов. Результаты работы опубликованы в журнале первого квартиля Scientific Reports. Новое поколение лазеров должно стать опорой будущего прорывного развития производственных технологий в РФ.v

Политехники разработали первый в мире волоконный, компактный, высокопроизводительный лазер с оптической мощностью свыше 150 Ватт. Он как минимум в три раза компактнее ближайших конкурентов и позволяет поддержать тренд на минимизацию производственных площадей.

Разработанный учеными лазер выводит на новый уровень точность обработки материалов. 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.

Кроме того, материал не нагревается 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, применяемых в промышленности, основаны на объемных твердотельных лазерах. Однако такие системы относительно дорогие и громоздкие и требуют регулярного технического обслуживания.

«Нам удалось на порядок повысить производительность высокоточных лазерных технологических процессов, при этом избежать снижения качества обработки материала, – прокомментировал заведующий лабораторией «Лазерные и плазменные технологии» СПбПУМаксим ОДНОБЛЮДОВ. – Наша разработка позволит применять лазерные высокоточные технологии для изготовления крупногабаритных изделий, например, в аэрокосмической отрасли, автомобилестроении, машиностроении и приборостроении».

По словам разработчиков, в настоящее время ведущие мировые производители предлагают лазеры с более чем в пять раз меньшей производительностью, по сравнению с разработкой политехников. Полученные результаты открывают дверь к коммерческому применению новой технологии и изготовлению 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.

Источник: СПбПУ