A németországi Fraunhofer kutatóintézet munkatársai azon dolgoznak, hogy lézerkristályokat hozzanak létre ritkaföldfémek nélkül. A lézerek számos iparágban játszanak döntő szerepet, az orvostudománytól a kvantumszámítástechnikáig. A mindössze néhány száz eurót érő ritkaföldfémek alkotják a lézerrendszerek magját, amelyek értéke több mint százezer eurót is meghaladhat. A lézerek előállítása nagymértékben függ a ritkaföldfémektől, amelyek nagy része Kínából származik. Azonban a közelmúltbeli kereskedelmi és geopolitikai feszültségek rávilágítottak arra, hogy mennyire törékeny ez az ellátási lánc. 

A német kutatók módszere, hogy manipulálják a lézerkristályok fényátalakító képességét. A lézerkristályok a fényt a tárolt optikai energia felhasználásával erősítik, és ritkaföldfém-adalékolásuktól függően meghatározott hullámhosszon bocsátják ki.Ha azonban bizonyos hullámhosszakat nem lehet előállítani, a kutatók „nemlineáris optikai anyagokat” használnak a lézerfény más hullámhosszakra történő átalakítására. Ez a hullámhossz-manipuláció olyan területeken bővíti az alkalmazásokat, mint a mikroszkópia, a környezeti megfigyelés és az orvosi diagnosztika. Ezeknek a kristályoknak a minősége kritikus fontosságú, mivel a szennyeződések vagy a rossz termikus tulajdonságok ronthatják az eredményeket nagy teljesítménynél.

Az adalékolás mellett a kristályok optikai minősége és abszorpciója, valamint hővezetési és polarizációs tulajdonságai is döntő szerepet játszanak a teljesítményükben. A Fraunhofer kutatói különböző összetételeket szimulálnak, finomítják a növesztési feltételeket, és röntgendiffrakcióval értékelik a szerkezetet. Reményeik szerint a munkájukkal a növekvő globális bizonytalanság közepette biztosíthatják a lézertechnológia jövőjét.

Forrás: Interesting Engineering

Borítókép: Fraunhofer IOSB/indigo