Laseri budućnosti

Ultra-kratkim-puls laserima mogu da se obrađuju razni materijali: metali, staklo ili plastična masa, i to mnogo preciznije od bilo koje druge alatke. Funkcionišu tako što „normalni“ laserski svetlosni snop – razlažu u još u sitnije snopove.

Laser je usmereni svetlosni snop kojim razni materijali mogu da se seku, vare i tope. Međutim, ovi ultra-kratko-pulsirajući laseri rade sa neverovatno kratkim bljeskovima svetlosti i mogu mnogo više od konvencionalnih lasera.

Laserska revolucija 2.0

Oni su postali toliko raznovrsni da se može govoriti o revoluciji u svetu industrijske proizvodnje. Firma Trumf iz Dicingena u Baden Virtembergu proizvodi taj jedinstveni industrijski alat: laserski snop, na primer, može da ugravira geografsku kartu sveta na vrh od čiode! Gravura je tako precizna da se pod mikroskopom može razaznati Sardinija, ostrvo u Sredozemnom moru.

U praksi, firma Boš ovom tehnologijom proizvodi brizgaljke/mlaznice za automobilske motore. Naravno, Boš je jedini proizvođač na svetu. Skoro svaki proizvođač automobila u Evropi, Aziji ili Americi – koristi danas brizgaljke iz Boša. One možda imaju drugi brend, ali funkcionišu po istom principu: „Radi se o tome da se gorivo precizno ubrizga u motor“, objašnjava inženjer iz Boša i fizičar Jens King: „Time se omogućava smanjenje potrošnje goriva za 20 čak odsto. Proizvođači tako prave vrlo male i kompaktne motore sa mnogo snage i niskom potrošnjom goriva.“

Efikasniji motori sa unutrašnjim sagorevanjem

Zbog visoke preciznosti malih rupica, benzin se u motoru raspršuje pod veoma visokim pritiskom od skoro 1000 bara, tako da se uopšte na zadržava na unutrašnjim površinama. I pošto kompletno gorivo čisto sagori, to znači da ostataka za formiranje čađi, nema štetnih emisija.

Štefan Nolte, profesor fizike sa univerziteta „Fridrih Šiler“ u Jeni, na primeru džepne lampe objašnjava princip po kojem se postiže tako visoka preciznost: „Ako lampu uključite na sekund, snop svetlosti koji se formira ide od zemlje do meseca. Ako je uključim nekoliko pikosekundi, svetlo prelazi put od samo jedan do dva milimetra. Ultrakratkipuls laseri upravo šalju svetlosne signale od nekoliko pikosekundi – milijarditih delova sekunde. Ali ti sićušni snopovi svetlosti u centru laserskog blica imaju neverovatno snagu, nekoliko stotina megavata, čak i do gigavata.

Stentovi, implantati...

Kada takav svetlosni blic dotakne metal u stanju je da razvije temperaturu od oko 6.000 stepeni Celzijusa. Metal se ne topi, već eksplozivno isparava, i to se ponavlja čak i do milion puta u sekundi, na sićušnoj površini. Sve se odvija brzo, tako da do zagrevanja uopšte ne dolazi! Lako je pretpostaviti u čemu je prednost ove metode – nema deformacija materijala u okolini sićušne površine koja se obrađuje.

Ali, kako laser uopšte može da šalje tako kratke, visoko-energetske impulse? Rešenje su posebni poluprovodnici, takozvani laserski oscilatori. To su supstance koje zbog njihove molekularne strukture, na kratko hvataju lasersku svetlost, fokusiraju je, kao između dva ogledala - i onda je odjednom ponovo puste.

Uz pomoć te tehnologije ne mogu samo da se proizvode efikasni benzinski motori, već i mlaznice za bolje dizel motore ili gorionici za uređaje za grejanje. Mnogi proizvođači pametnih telefona ultrakratkim puls laserima seku displejeve.

Laseri firme Trumpf se sve više koriste i u elektronici: seku se sićušne platinske pločice za sve manje uređaje, a primenjuju se i u medicini – za implantate i stentove.

Autori: Fabian Šmit / Dijana Roščić
Odgovorni urednik: Ivan Đerković