Использование лазеров для более устойчивого мира

Выставка LASER в Мюнхене в этом году отметила свое 50-летие. Число посетителей превысило 40 000 человек, что на добрых 30 процентов превышает уровень, существовавший до пандемии, что является явным признаком экономической значимости лазерных технологий. Кроме того, на той же площадке прошли выставки «automatica» и «World of QUANTUM». С одной стороны, это показывает, насколько тесно сегодня связаны лазерные технологии и машиностроение; с другой стороны, новые темы, такие как квантовые технологии, ускоряют темпы инноваций.

Насколько тесно лазерные технологии связаны с фундаментальными исследованиями, было продемонстрировано на Всемирном конгрессе фотоники. Доктор Тэмми Ма из Национального центра зажигания Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса и профессор Константин Хефнер, директор Fraunhofer ILT, рассказали на пленарном докладе о потенциале лазерного инерционного синтеза. Эта тема вызвала большие ожидания в качестве будущего источника энергии, но она также будет способствовать развитию лазерных технологий.

Лазерная сварка для экстремальных условий

Снегоход, безусловно, один из самых необычных экспонатов лазерной ярмарки. Однако в этом году Fraunhofer ILT представила на своем стенде электрический снегоход финского производителя автомобилей Aurora Powertrains. Компания использует морозостойкие батареи с чрезвычайно высокой плотностью энергии, разработанные для арктических температур. Технология соединения аккумуляторов со степенью защиты IP67 была разработана в Аахене по индивидуальному заказу.

В Aurora используются литий-ионные аккумуляторы NMC с электрическими контактами из меди и алюминия толщиной 0,2 мм. Ячейки свариваются с помощью одномодового волоконного лазера мощностью 1 кВт, управляющая электроника которого локально модулирует мощность. «Мы оценили идею, изготовили первые образцы и поддержали финский стартап в его дальнейшем развитии», — объясняет доктор Александр Оловинский, руководитель отдела соединения и резки Fraunhofer ILT. «Теперь мы поддерживаем их во внедрении этого метода в крупномасштабное производство».

Надежные лазеры для измерения загрязняющих веществ из космоса

Эксперты Fraunhofer ILT уже несколько лет используют лазеры для исследования климата. Системы LIDAR (обнаружение света и определение дальности) — форма трехмерного лазерного сканирования, аналогичная радару, — вносят важный вклад. Существуют наземные, вертолетные и спутниковые системы. LASER World of PHOTONICS, Fraunhofer ILT представила экспонаты по этим трем различным вариантам. Одним из них является спутниковая система LIDAR франко-германской климатической миссии MERLIN (Mthan Remote Sensing LIDAR-Mission).

Метан – один из самых опасных парниковых газов. Он гораздо более вреден для окружающей среды, чем CO2. Точное изучение того, где именно он выбрасывается и где исчезает, соответственно, важно для дальнейшего понимания изменения климата. В рамках климатической миссии MERLIN исследователи из Ахена разрабатывают надежную систему LIDAR. В конечном итоге это позволит измерить концентрацию метана в атмосфере на борту спутника.

Он будет посылать лазерные лучи в атмосферу днем ​​и ночью и рассчитывать распределение метана по сигналам обратного рассеяния. В отличие от обычных измерений метана с помощью оптических спектрометров, для которых требуется солнечное излучение, MERLIN-LIDAR также может измерять значения на ночной стороне Земли. Его также можно использовать для проведения измерений в небольших облачных промежутках. Соответственно, лазер должен обеспечивать полную мощность в диапазоне температур от -30 до +50 °C. Для этой цели в Fraunhofer ILT были разработаны специальные технологии монтажа, которые сейчас применяются и в других спутниковых проектах.

Квантовый преобразователь частоты для квантового интернета

Системы квантового Интернета в настоящее время разрабатываются в рамках различных финансируемых проектов. Они предназначены для обеспечения защищенной связи, а затем и для создания сети квантовых компьютеров. Коммуникация через квантовый интернет предполагает передачу отдельных фотонов, генерируемых в специальных источниках света.