Η νέα ακτίνα λέιζερ αναπτύχθηκε στα εργαστήρια του Πανεπιστημίου του Τομσκ στη Σιβηρία. Photo: Tomsk State University
Η νέα ρωσική ακτίνα λέιζερ αναμένεται να φέρει επανάσταση σε τομείς όπως η ιατρική αλλά και η κινητή τηλεφωνία. ΓΙΑ ΠΡΩΤΗ φορά στα παγκόσμια χρονικά κατασκευάστηκε δέσμη ακτίνων λέιζερ διαφορετικών συχνοτήτων, που μπορεί να κόψει οστά, ιστούς ή γυαλί χωρίς....να τα κάψει ή να τα καταστρέψει.
Οι ερευνητές Πανεπιστημίου του Τομσκ είναι ενθουσιασμένοι με το νέο λέιζερ, επειδή είναι πολυ - λειτουργικό και έχει τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί σε ένα ευρύ πεδίο εφαρμογών.
Photo: Tomsk State University
Για παράδειγμα, μπορεί να κόψει οστά και ιστούς χωρίς παρενέργειες, πράγμα που αναμένεται να φέρει επανάσταση στην ιατρική βιομηχανία.
Η ακτίνα του λέιζερ παράγεται από ατμούς στροντίου και έχει τη δυνατότητα να λειτουργεί σε 10-12 διαφορετικά μήκη κύματος.
«Τέτοιο λέιζερ δεν υπάρχει πουθενά αλλού στον κόσμο, και ήδη πολλές βιομηχανίες έχουν δείξει ενδιαφέρον γι’ αυτό», είπε ο 73χρονος καθηγητής Ανατόλι Σολντάτοφ, κοσμήτορας του Τμήματος Καινοτόμων Τεχνολογιών στην εφημερίδα Siberian Times, προσθέτοντας ότι το βέλτιστο μήκος κύματος της ακτίνας είναι 6,45 microns (μικρά). Το micron (μικρό) είναι το 1/1000000 του μέτρου, γνωστό επίσης ως μικρόμετρο (μm).
Αυτό σημαίνει πως η παραγόμενη ακτίνα του νέου λέιζερ μόλις που είναι ορατή. Για να είναι ορατό το φως στο γυμνό μάτι, η ακτίνα πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 400 και 700 μm. Όταν είναι 5 μm μπορεί να γίνει αισθητή με την άκρη του δακτύλου, ενώ όταν είναι 0,5 μm είναι ορατή μόνο με μικροσκόπιο.
Για να δώσουμε ένα συγκρίσιμο μέγεθος, ένας κόκκος άμμου είναι 100-2.000 μm. Ένας σπόρος μούχλας είναι από 10 έως 30 μm, ενώ ο καπνός του τσιγάρου είναι από 0,01 έως 1 μm.
Ο καθηγητής Ανατόλι Σολντάτοφ, κοσμήτορας του Τμήματος Καινοτόμων Τεχνολογιών του Κρατικού Πανεπιστημίου του Τομσκ. Photo: Vera Salnitskaya
Ήδη το Πανεπιστήμιο υπέγραψε συμβόλαιο με τη Samsung, τον νεοκορεάτικο γίγαντα της τεχνολογίας, ύστερα από επίδειξη που έκαναν οι Ρώσοι επιστήμονες, κόβοντας ένα ειδικό γυαλί για smartphones που τους έστειλε η Samsung. Οι μέχρι τώρα υπάρχουσες ακτίνες λέιζερ κατέστρεφαν το 20% με 30% του γυαλιού, κάτι που δεν συνέβη με τη νέα ακτίνα.
Συμβόλαια υπέγραψαν και πολλές κινεζικές εταιρείες, καθώς τα λέιζερ που σήμερα χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία είναι διοξειδίου του άνθρακα και εκπέμπουν σε μήκος κύματος 10,6 μm. Τα λέιζερ αυτά δεν κόβουν το γυαλί, απλώς το λιώνουν.
«Αναπτύξαμε ένα σύστημα πολλαπλών συχνοτήτων που συνδυάζει τόσο την επιφανειακή όσο και την σε βάθος θερμική αποκόλληση, η οποία οδηγεί σε μια τέλεια επιφάνεια. Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο έδειξε ότι οι ατέλειες στην κοπή γυαλιού με λέιζερ στροντίου είναι 1/100 σε σύγκριση με την κοπή με λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα», δήλωσε ο Σολντάτοφ στην εφημερίδα.
Η ανακάλυψη αυτή δεν έγινε τυχαία, αλλά είναι αποτέλεσμα προσπαθειών η αρχή των οποίων ανάγεται πίσω στο χρόνο, στη δεκαετία του ’60. Ο ίδιος ο καθηγητής Σολντάτοφ ξεκίνησε τις έρευνες για μια ακτίνα λέιζερ που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως πολυ - εργαλείο το 1986, όταν είχε πρωτοδιοριστεί ως καθηγητής.
Ο επικεφαλής μηχανικός Αλεξέι Σούμικο δοκιμάζοντας διάφορα λέιζερ μετάλλου - ατμού. «Το λέιζερ ατμών στροντίου μπορεί να λειτουργήσει ταυτόχρονα σε 10-12 διαφορετικά μήκη κύματος» λέει. Photo: Vera Salnitskaya
Η πρώτη ακτίνα λέιζερ αναπτύχθηκε στα εργαστήρια του Πανεπιστημίου του Τομσκ το 1963 και ήταν χαμηλής συχνότητας ηλίου-νέου.
Στη διάρκεια των επόμενων δύο δεκαετιών, αναπτύχθηκαν λέιζερ για τη ρωσική βιομηχανία που βασίζονταν στο αργόν, στο διοξείδιο του άνθρακα, καθώς και τα λέιζερ αζώτου.
Στη συνέχεια αναπτύχθηκαν λέιζερ ατμών μετάλλου όπως ο χαλκός, ο μόλυβδος και ο χρυσός, ενώ το 1982 αναπτύχθηκε μια συσκευή για στρατιωτική χρήση με την ονομασία LIDAR (Light Identification Detection and Ranging). Τότε έγινε για πρώτη φορά η χρήση λέιζερ ατμών στροντίου, όμως ακολούθησε η πτώση της Σοβιετικής Ένωσης και το θέμα προσωρινά ξεχάστηκε.
Όλες αυτές οι έρευνες στηρίχτηκαν στην πρωτοποριακή δουλειά δύο φημισμένων Ρώσων φυσικών, του Νικολάι Μπάσοφ και του Αλεξάντρ Πρόχοροφ, οι οποίοι ήδη από το 1955 δουλεύοντας πάνω στον κβαντικό ταλαντωτή πρότειναν ένα πολυεπίπεδο σύστημα ως την κύρια μέθοδο παραγωγής ακτίνων λέιζερ.
Το 1964 ο Νικολάι Μπάσοφ και ο Αλεξάντρ Πρόχοροφ θα μοιραστούν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής μαζί με τον Τσαρλς Χαρντ Τάουνς για την εργασία τους πάνω στην κβαντική ηλεκτρονική, η οποία οδήγησε στην κατασκευή των λέιζερ και μέιζερ.
[Πηγή]