Лазерная технология позволяет обрабатывать материалы, то есть локально изменять их свойства с точностью до микрона (одна сотая размера волоса) или даже до нанометра. Это относится, например, к микрочипам или стентам, имплантированным в артериальную систему, которые изготавливаются с использованием лазерной технологии, из-за высоких требований к точности, чтобы они работали должным образом. Хесус Лансис, директор GROC Optics Group, подчеркивает, что достигнутый прогресс «значительно улучшит характеристики этой технологии, поскольку она позволит обрабатывать материал одновременно в нескольких местах и, кроме того, без потери точности. Оба факта являются ключевыми для увеличения темпы производства лазерных технологий, что снижает производственные затраты и позволяет постепенно внедрять их в различных секторах, где до сих пор использовались более традиционные механизмы производства ».
Метод параллельной обработки, разработанный UJI, позволяет разделить луч на серию из нескольких лучей с помощью так называемого «модуля компенсированной дисперсии». Он уже доказал свою эффективность для одновременного создания 52 глухих отверстий диаметром менее 5 микрон на образце из нержавеющей стали. «Это исследование показывает, что мы можем увеличить скорость производства в 52 или даже 100 раз без потери качества, изменив параметры системы», — поясняет исследователь из группы компаний GROC Глэдис Мингес-Вега.
Программа Horizon 2020, которая предусматривает основные вызовы, с которыми столкнется наука в Европе в ближайшие годы, подчеркивает ключевую роль, которую должны сыграть лазерные технологии в улучшении определенных процессов промышленного производства, особенно тех, где качество и отделка изделий невысокие. фундаментальный. Обработка материалов с помощью света обеспечивает высокую степень автоматизации и гибкости производственных процессов, а также производство компонентов и продуктов исключительного качества и гораздо более экологичным способом по сравнению с другими технологиями обработки. Лазерная технология — это чистая технология в том смысле, что она сводит к минимуму количество отходов в производственных процессах, но не только в промышленном производстве: фотоника также способствует многочисленным достижениям в таких областях, как здоровье, освещение и экологичность. «Говорят, что фотоника изменит наш образ жизни в двадцать первом веке, как это сделала электроника в двадцатом веке», — заявляет Лансис, подчеркивая потенциал этой науки.
Технология с безграничными возможностямиЛазерная технология была разработана в 80-х годах прошлого века, но изначально она состояла из лазеров непрерывного действия, что не позволяло работать с материалами микромасштабов или достигать высокого уровня качества.
Импульсный фемтосекундный лазер появился в 90-х годах, лазер, работающий с импульсами, запрограммированными в чрезвычайно короткие промежутки времени, что позволяет свету накапливаться таким образом, что энергетический заряд, который запускается при высвобождении луча, становится гораздо более мощным. По словам Мингес-Вега, эта технология обеспечила большую точность и качество: «Эти лазеры используются, например, в некоторых хирургических операциях для менее инвазивных, более локализованных и точных разрезов или при разработке микрообработки всех типов материалов. , включая биоразлагаемые.
При таком коротком времени воздействия и таком высоком энергетическом заряде фемтосекундные лазеры также предотвращают распространение тепла за пределы точки, к которой оно направлено, даже позволяя использовать их для резки взрывчатых веществ ".Тот факт, что энергия настолько сконцентрирована, приводит к тому, что ее необходимо даже смягчить. «Если вы потратите всю эту энергию, вы вложите столько энергии, что в конечном итоге нанесете ущерб материалу. Чтобы избежать этого, мы используем некоторые фильтры, которые уменьшают свет до нужной энергии». Матрица, разработанная UJI, позволяет разделять луч и умножать световые точки, уменьшая энергию каждой из них. «В настоящее время для микрообработки детали с помощью фемтосекундного лазера мы должны перемещать лазер или материал для его сканирования, поэтому производство должно осуществляться по принципу« точка-точка ». Матрица, разработанная в кампусе UJI, разделяет лучи и сохраняет их эффективность.
Это позволяет обрабатывать на микромашине десятки различных деталей одновременно, тем самым увеличивая скорость системы в сотни раз с последующим снижением затрат.Журнал, издаваемый Оптическим обществом Америки, самым авторитетным оптическим обществом в мире, посвящает первую полосу своего майского номера оптической системе для фемтосекундных лазеров, разработанной в UJI.
В обширном отчете о последних достижениях в области сверхбыстрых импульсных лазеров журнал отмечает прогресс, достигнутый группой GROC Optics в UJI, который ранее был опубликован в журнале Optics Express.Дополнительная информация: http://www.osa-opn.org/home/articles/volume_25/may_2014/features/ultrafast_and_ultrashort_some_recent_advances_in_p/#.VFpzA9ZR6nc