Grafen w polskich superszybkich laserach

AKTUALNOŚCI, CIEKAWOSTKI, POLSKA, TECHNOLOGIE

W niezwykle precyzyjnych laserach – które być może już za 2-3 lata trafią na rynek – polscy badacze wykorzystują grafen. Materiał ten służy tam jako superszybki przełącznik światła – mówi PAP Grzegorz Soboń z Politechniki Wrocławskiej.

Grzegorz Soboń z Grupy Elektroniki Laserowej i Światłowodowej na Politechnice Wrocławskiej znalazł się wśród dwóch wyróżnionych w tym roku stypendystów programu START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. W swojej pracy zajmuje się wykorzystaniem grafenu w laserach światłowodowych, które emitują bardzo krótkie impulsy światła.

sxc

sxc

Jak wyjaśnia badacz, lasery takiego typu mają bardzo dużo zastosowań praktycznych – mogą być stosowane np. w chirurgii czy w kosmetologii jako bardzo precyzyjny skalpel optyczny. Znajdują również zastosowanie w bardzo precyzyjnych pomiarach np. odległości.

„Jest to też bardzo dobre narzędzie do obróbki, cięcia, wykonywania precyzyjnych mikrowierceń czy mikrootworów w materiałach takich jak stal, aluminium czy plastiki” – dodaje badacz z PWr. Bardzo krótkie impulsy mają też duże znaczenie dla badań podstawowych – służą jako narzędzie dla naukowców, np. do diagnostyki materiałów.

Stypendysta FNP wyjaśnia, że wykorzystanie grafenu w laserach to na razie nowa działka badań – pierwsze lasery z grafenem pojawiły się dopiero trzy – cztery lata temu. Ale zespołowi z PWr, w którym pracuje Soboń, udało się skonstruować pierwszy na świecie wykorzystujący grafen światłowodowy laser z liniową polaryzacją wiązki. „To był laser, który był bardzo stabilny, emitował bardzo krótkie impulsy, a parametry tego promieniowania były bardzo dobre i przydatne z punktu widzenia zastosowania. Był to pierwszy taki układ na świecie” – wyjaśnia naukowiec.

Soboń dodaje, że w ramach swojej pracy nad doktoratem opracował pierwszy na świecie układ wzmacniający promieniowanie z lasera z grafenem, umożliwiający jego użycie w precyzyjnej obróbce materiałów. „Docelowo mamy zamiar takim laserem wycinać struktury biodegradowalnych stentów, stosowanych do przywracania drożności naczyń krwionośnych” – wyjaśnia.

Dodaje, że impulsy w tworzonych na PWr laserach trwają zaledwie 300 femtosekund (jedna sekunda to milion miliardów femtosekund). „Dzięki temu czas interakcji światła lasera z materią jest bardzo krótki i nie ma między nimi oddziaływania termicznego. Przez to uzyskuje się lepsze parametry obrabianej powierzchni” – tłumaczy Soboń.

W uzyskaniu szybkich impulsów w laserach bardzo przydatne okazują się niezwykłe właściwości grafenu. Okazuje się, że pod wpływem odpowiednio mocnego światła lasera, grafen cyklicznie zmienia swoją zdolność do pochłaniania światła. „Działa jak bardzo szybki przełącznik” – mówi Soboń i wyjaśnia, że pod wpływem lasera grafen z materiału pochłaniającego część światła staje się całkowicie przezroczysty. Jednak w ciągu femtosekund się regeneruje i cykl się powtarza. Czasy impulsów, które powstają dzięki grafenowi mogą być bardzo krótkie – znacznie krótsze niż w innych stosowanych dotychczas materiałach. To, że grafen jest przełącznikiem światła wynika z jego charakterystycznej struktury energetycznej.

Laureat stypendium START tłumaczy, że pojedyncza warstwa grafenu absorbuje 2,3 proc. światła. „Dla nas to tyle, co nic – grafen wydaje nam się przezroczysty, ale dla lasera to sporo” – opowiada rozmówca PAP. Grafen nie wygasza więc światła lasera całkowicie. Modulacja światła laserowego jest więc niewielka, ale w laserach – wystarcza.

Zespół z PWr w ramach programu GRAF-TECH Narodowego Centrum Badań i Rozwoju tworzy wraz z Instytutem Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie oraz firmą Fiber Optic Technical Support z Wrocławia konsorcjum, którego celem jest wdrożenie polskich laserów. „Mamy sprzężenie zwrotne od przemysłu i wiemy, na jakie lasery jest zapotrzebowanie. Jesteśmy na etapie projektowania prototypów” – mówi Grzegorz Soboń. Wyraża przy tym nadzieję, że polskie lasery z grafenem trafią na rynek nawet w ciągu 2-3 lat.

„Cały świat oszalał teraz na punkcie grafenu. Badania posuwają się do przodu bardzo szybko, a my wpisujemy się w ten nurt badań i staramy się znaleźć dla siebie niszę. Szybko rozwija się również technika laserowa. Wydaje mi się, że przez następne dekady będziemy mieli co robić w tej dziedzinie laserów z grafenem” – podsumowuje badacz z PWr.

źródło:www.naukawpolsce.pap.pl

Powiązane wpisy


Drogi czytelniku, nasza strona internetowa korzysta z plików cookies
Więcej informacji na ten temat znajdziesz tutaj.

Prawa autorskie © 2010-2014 NEWSFix Magazine.
Wszelkie prawa zastrzeżone.

Powrót do góry