Tak jako je elektronika vědou a technikou, zabývající se přenosem energie a informace prostřednictvím elektronů, označovaná také někdy jako technika 20. století, pak fotonika je vědou a technikou, zabývající se přenosem energie a informace prostřednictvím fotonů, a jako taková bývá už často označovaná za techniku 21. století. Tolik stručně k definici pojmu fotoniky, vědního oboru, který se dnes dostává i přes řadu výrobků spotřební techniky do přímého kontaktu s nejširšími vrstvami společnosti. Aby se principy fotoniky a především pak laserové techniky dostaly ještě do hlubšího povědomí celé společnosti, je úkolem projektu GoPhoton!, který nyní otevírá Evropská unie. S jeho realizací pomáhá European Centres for Outreach in Photonics (ECOP) a vyvrcholením aktivity je vyhlášení roku 2015 jako roku světla. Nositelem úkolů programu budou především partnerská města asociace ECOP, podle abecedy Barcelona, Berlín, Bratislava, Brusel, Galway, Londýn, Miláno a Paříž. Při akcích projektu se očekává maximální podpora vědeckých a výzkumných organizací, které se obory fotoniky a zvláště pak laserové techniky zabývají. Už dnes maximální vstřícnost programu projevuje např. Ferdinand- Braun Institut v Berlíně nebo Mezinárodní laserové centrum v Bratislavě. O laserech a laserové technice se přednáší na školách, zabývají se jí speciální instituty a její popularizace v Evropě je záležitostí především dvou pravidelných veletrhů, mnichovského Laser – World of Photonics a stuttgartského LASYS. Ty se ob rok střídají, letos se od 24. do 26. června koná LASYS 2014. Mnichovský veletrh je už tradiční, patří k němu i odborné konference, kde se jedná také o dalších trendech vývoje fotoniky. LASYS vznikl před několika lety a je zaměřen především na laserové systémy a aplikace. Postupně se začíná více probouzet i pravidelný každoroční, tentokrát úzce profesionální veletrh Svět laserů a optiky v Moskvě. Letos se konal od 25. do 27. března na ploše 6000 m2 a zúčastnilo se ho 149 firem z 12 zemí, včetně Německa, USA nebo Číny. Podle vyjádření německých vystavovatelů zde měla SRN celý svůj samostatný pavilon, jde o současné a budoucí trhy a je škoda, že výrobci z České republiky nechávají tuto příležitost nevyužitou. K veletrhu LASYS 2014 proběhla nedávno v sídle firmy Trumpf v Ditzingenu tisková konference. Už samotný tento fakt byl potvrzením směru laserové techniky k vývoji laserů s ultrakrátkými pulzy, tedy pulzy s délkou v pikosekundové (10–12 s) a femtosekundové (10–15 s) oblasti, které jsou dnes svým výkonem postačující i pro průmyslové aplikace a kde Trumpf patří ke světové špičce. Lasery s ultrakrátkými pulzy se stávají zajímavé i pro mikroobrábění, kde mohou vykonávat řadu operací s efektem tzv. studených laserů s vyloučením tepelného ovlivnění okolí procesu. Za tak krátkých pulzů paprsku, při současném stavu vývoje v rozmezí přibližně od jednotek ps až k jen několika stovkám fs nepřechází obráběný materiál při dopadu paprsku do stavu taveniny, ale za teploty v ohnisku až 6000 °C se přímo odpařuje, aniž by v okolí působení paprsku mohlo dojít k jevu vedení tepla. Lze tak zpracovávat i na teplotu výrazně citlivé materiály, kde by zvýšená teplota okolí mohla jinak působit na změnu struktury materiálu. O významu této technologie svědčí navíc udělení nejvýše možného uznání zástupcům firem Trumpf a Bosch a Univerzity Jena. Jde o Německou cenu budoucnosti (Deutscher Zukunftspreis) z rukou spolkového prezidenta Joachima Gaucka. Cena je dotována částkou 250 000 eur. Podle vyjádření představitelů firmy dosáhl Trumpf v poslední době ještě dalšího významného pokroku v laserové technice, potažmo laserové mikrolitografii, spojeného s vývojem extrémně ultrafialové EUV litografie. Ta představuje výrazný krok k posunu technologií elektroniky k dalšímu zvyšování hustoty obvodů i zpracování nových materiálů. O lasery v EUV, kdy místo dnes v krajním případě užívané vlnové délky v ultrafialové části spektra 193 nm by se jednalo už o vlnovou délku 13 nm, se mnozí výrobci laserové techniky pokoušejí už dost dlouho. Praktická cesta k EUV není ale nijak jednoduchá. EUV záření má svá odlišná specifika, je dobře absorbované všemi materiály včetně vzduchu, a proto celý proces musí probíhat ve vakuu. Jiné jsou i nároky na masky elektronických obvodů a užívanou optiku. Za dobu, kdy se o postupech s EUV začalo uvažovat, sestavily se pro tato řešení i různé společné výzkumné aliance, dokonce už kolem roku 2003 vznikl prototyp EUV laseru od Lambda Physik a vyskytlo se i několik návrhů řešení vhodných laserových zdrojů, které však doposud nepřinášely výsledný efekt. V poslední době se ale objevily hned dva návrhy obdobných postupů na principu nazývaném Laser-Produced- Plasma. Jeden z nich je z Japonska od Gigaphoton Inc., který pro dosažení potřebného uvažovaného výstupního výkonu 20kilowattového CO2 laseru požaduje větší počet laserů jako předzesilovačů. Druhý, kde se při zesílení v 5 stupních docílí potřebného výkonu laserového paprsku z jednoho běžného 20kilowattového CO2 laseru, představil právě Trumpf. Na výstupu se tu v pulzu dosahuje středního výkonu 20 kW a max. výkonu několika MW pro zisk plazmy s centrální vlnovou délkou 13,8 nm. Tento systém se jeví jako perspektivnější a Trumpf jej už dodal i výrobcům litografických zařízení. Ale vraťme se ještě k veletrhu LASYS 2014. Tak jako jdou dopředu lasery, jde dopředu i automatizace a robotizace výrobních procesů. Na veletrhu LASYS bude proto značná část předváděných laserových technologií propojena s roboty v rámci programu Lasys Robotic & Automation Area. Z mnoha příkladů uvádíme zatím alespoň jedno řešení, oceněné i na veletrhu Photonics West v USA. Jenoptik tu představí jednu z variant 3D laserových robotických pracovišť Votan-BIM s doporučovaným 1kW až 4kW vláknovým laserem, kde se současně uplatňuje více způsobů laserových technologií. Jak při laserovém řezání nebo svařování se přitom při vysoké dynamice stroje obstojí s minimální prostorovou náročností. Jádrem stroje z hlediska obrábění je tu rameno robotu s přímo integrovaným vedením laserového paprsku. Laserová řezací hlava o hmotnosti pouhých 5 kg je neobvykle úzká a na obrobku se dostane i do míst jinak u složitějších dílů často těžko přístupných. Pohyby ramena robotu jsou přitom navíc až o polovinu rychlejší, než je současný standard, a dovolují tak velmi krátký pracovní takt. S opakovací přesností ± 100 µm patří nový robot k nejpřesnějším ve své třídě, s vynikající dynamikou obrábění i u komplikovaných obrobků. Jeho konečnou verzi Jenoptik upravuje vždy podle požadavku uživatelů. /jš/
