Санкт-Петербургские политехники создали новый компактный сверхточный лазер

05.11.2020

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.

Разработанный учеными первый в мире волоконный, компактный, высокопроизводительный лазер с оптической мощностью свыше 150 Ватт позволит выйти на новый уровень точности 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.

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, и кроме того поддерживает тренд на минимизацию производственных площадей. Технологией уже заинтересовался ряд финских компаний из Технопарка Университета Тампере, специализирующихся на разработке лазерного оборудования.

Результаты работы опубликованы в журнале первого квартиля Scientific Reports.

Share:

Read next

EN, Universities

The second Russian-Spanish week: how to learn languages online
Over 100 participants joined the lessons, which were held in mini-groups during the week on the Google Meet platform

EN, Universities

SUAI at UASR Forum
The Forum by UASR was organized to encourage leading technical universities to establish more joint ventures and cooperation products
Subscribe to StudyInSPb
Newsletter