Technologická agentura České republiky podpořila výzkum účinného laseru, který je schopný konkurovat těm nejlepším na světovém trhu. Používat se může v automobilovém průmyslu i při náročných lékařských operacích.

Až k novému českému patentu dovedli mladí výzkumníci spolu s odborníky z praxe výzkum takzvaných vláknových laserů. Ty patří k nejmladším a nejrychleji se rozvíjejícím typům laserů. Jejich bouřlivý rozvoj nastal na přelomu tisíciletí – zpočátku hlavně v oblasti telekomunikací.

V současnosti se hodně využívají jako součást klíčových technologií například v medicíně nebo v průmyslu. Konkrétně při úpravách povrchů, při řezání, značení nebo při svařování, kdy díky vysoce kvalitnímu svazku záření mohou vláknové lasery svařovat na vzdálenost i několika metrů.

Jak řezat velké molekuly

Výzkumníci vyvinuli thuliový vláknový laser (Tm laser) o vlnové délce světelného záření 2 mikrometry, která je mimo jiné ideální pro opracování polymerů. „Laicky řečeno tímto laserem lze rychle a velmi kvalitně opracovávat čiré polymery a nedochází přitom k jejich nežádoucímu zabarvení,“ vysvětlil Tomáš Mužík ze společnosti Matex PM, která se na vývoji podílela.

Polymery jsou velké molekuly, které například tvoří umělou hmotu – tedy vytvářejí to, co dělá umělou hmotu univerzálně použitelnou. Díky tomuto laseru se dají oddělovat látky v medicně, ale i v chemii a dalších vědách. Mezi polymerní materiály patří hlavně plasty a přírodní i syntetické kaučuky, řadí se mezi ně i laky, lepidla, prací prostředky a další látky, které se v moderní společnosti využívají téměř všude.

V plastech se mechanické, chemické i další vlastnosti materiálu upravují například přídavkem změkčovadel (např. u PVC), stabilizátorů, antioxidantů, plniv, kompatibilizátorů, barviv, pigmentů a podobně. U kaučuků jsou zásadními přísadami plniva, například saze a vulkanizační prostředky, jejichž úkolem je zesíťovat původně lineární řetězce polymeru.

„Novost řešení spočívá v prosazení laserového obráběcího systému, který by útočil na nejlepší systémy, které jsou dnes dostupné na trhu. Díky vlnové délce, která se dosud příliš nepoužívala, a díky malé dostupnosti takovýchto laserů se objevuje obrovské pole využití v různých oblastech průmyslu, medicíně, letectví a kosmonautice,“ dodal.

K úspěchu projektu přispěla i spolupráce s dalšími odborníky, například s výzkumnicemi a výzkumníky z laserového centra HiLASE v Dolních Břežanech, které nedávno vygenerovalo vůbec největší laserový výkon svého druhu (s pulzy o vysoké energii při současně vysokém středním výkonu přes 1 kW) na světě.

Co to umí

Český inovativní laser byl nejprve vyzkoušen v laboratoři v Ústavu fotoniky a elektroniky Akademie věd ČR a koncem minulého roku byl vyroben prototyp ve firmě SQS Vláknová Optika v Nové Pace. Firma SQS patří k předním českým výrobcům optických vláknových komponent a má řadu průmyslových řešení, která jsou patentově chráněna. Při vývoji inovativního laseru tým ÚFE navrhnul a vyzkoušel nový vláknový zesilovací modul.