Podle světových agentur se i díky laserovým technologiím podařilo v minulých dnech úspěšně dokončit stavbu první věžové budovy obnovovaného Světového obchodního střediska One World Trade Center – OWTC v New Yorku a dosáhnout tak výšky 541 m. Na vrchol stavby byla vynesena skloocelová stožárová protáhlá konstrukce o hmotnosti 758 t a výšce 40 m, která i se 60 m vrcholovou základnou bude plnit funkci antény a orientačního majáku. Řezy na kovových dílech z chrommolybdenové oceli zvládl 2D řezací laser TruLaser 1030 a od Trumpfa byl i razicí lis TruPunch 5000 pro tvarování fasádních dílů 1 × 4 m. Náklady na stavbu, která by se měla plně pro veřejnost otevřít příští r ok, se odhadují na více než 3 mld. dolarů (asi 59 mld. Kč). Přibližně ve stejné době s touto událostí probíhal v Mnichově od 13. do 16. května největší svátek laserové techniky v Evropě, veletrh Laser World of Photonics 2013. Zájem o něj byl obrovský, na 30 000 lidí ho navštívilo během pouhých čtyř výstavních dnů. Takový zájem by mohl signalizovat snad už i pozvolné slábnutí zatím nejdelší evropské hospodářské recese v posledních desetiletích. Na své si tu přišly prakticky všechny obory, kde se laserová technika používá, obrovský skok udělala opět biofotonika, včetně uplatnění laserů v medicíně a pro průmysl znamenal letošní veletrh zlomovou etapu hned v několika rozhodujících směrech. Poprvé se tu představily už komerčně použitelné lasery s ultrakrátkými femtosekundovými pulzy a přitom s dostatečně vysokým výkonem pro mikroobrábění, začala praktická éra extrémně ultrafi alové EUV litografi e a průběh projektu EU BRIDLE přinesl opět další růst brilance a efektivity laserového paprsku také u výkonových diodových laserů. Femtosekundové pulzy laserového paprsku, s délkou pulzu v řádech 10–15 s, jsou pro průmysl natolik zajímavé, že při jejich záblesku ještě nestačí prakticky působit jev vedení tepla a takové lasery jsou pak vítaným technologickým nástrojem při opracování mimořádně citlivých materiálů nebo hustě osazených struktur. Extrémně vysoký špičkový výkon v pulzu v hodnotě stovek MW působí při tak malé délce pulzu přitom na absorpci materiálu takovým způsobem, že i řada materiálů, které se jevily pro laserový paprsek nejprve jako transparentní, je v tomto případě už i laserem opracovatelná. Postupem paprsku s pulzem ve fs se nemění ani struktura okolní zóny a přesnost při obrábění dosahuje už submikrometrových rozměrů. Ještě v minulém roce byly fs lasery pro svůj omezený výkon spíše záležitostí jen výzkumných a vývojových ústavů. Pokud se prakticky používaly, pak u takových technologií, kde postačoval výkon laseru do 1 W, třeba v biofotonice nebo z průmyslových oborů ve spektroskopii, optické komunikaci nebo při měření délek. Vývoj fs laserů pokračuje samozřejmě i dnes, ale už i na úrovni kW, kdy ve Fraunhoferově institutu ILT tuto hranici dokonce o 0,1 kW překročili. Co je ale neméně důležité, že fs lasery jsou už přímo využitelné rovněž u průmyslových technologií ve výrobě. Na trhu je tak už několik vhodných typů od různých výrobců, mezi nimi např. i Star- Femto FX od Rofinu nebo TruMicro 5050 Femto Edition (střední výkon 40 W, 800 fs, 200 mJ) od Trumpfa. Tak jako tomu bylo i v případě pikosekundových laserů oproti nanosekundovým (1 ps = 10–12 s, 1 ns = 10–9 s), tak prakticky obdobný trend kvality a efektivity, umocněný novým vývojem, přináší nasazení femtosekundových laserů vůči pikosekundovým při mikroobrábění. Při stále kratším pulzu nedochází při rychlejším odpaření materiálu k tvorbě tavenin, otřepů nebo rysek a řezné hrany vykazují opět jemnější povrch, který se většinou nemusí už dále opracovávat. Pokud se fs laser použije při strukturování vícevrstvých materiálů, nedochází při postupu na vrchní vrstvě k poškozování spodních vrstev. Femtosekundové pulzy laseru mají svůj význam i při řezání kompozitních materiálů, kde jinak může docházet k opalování nebo delaminaci hran. Při nastoleném trendu zvyšování hustoty výkonu laserového paprsku přísluší ale upozornit i na potřebu spolehlivé osobní oc hrany před účinky tohoto záření. Doposud se vyráběly pro práci s laserem jen speciální ochranné brýle. Přibývá ale i ručně vedených operací s laserovým paprskem a při nepozornosti nebo neočekávaném reflexu může být paprskem zasaženo i jiné místo na těle. Infračervený laserový paprsek vniká relativně hluboko pod kůži do tkání a může narušit cévy i další biologické tkáně. V rámci projektu EU Prosys- Laser, kde hlavním koordinátorem je Laser Zentrum Hannover LZH, se proto vyvíjí v současné době různé typy ochran, od rukavic s pasivní vícevrstvou ochranou až po vícevrstvé ochranné textilie s vestavěným aktivním senzorovým laserovým bezdrátovým systémem. Při samotné pasivní ochraně, kdy přes funkci všech ochranných vrstev přece jen musí obsluha slabý dopad paprsku pocítit, aby včas z jeho dosahu ustoupila, se uvažuje o době reakce celkem asi 4 s a pasivní systém by měl chránit do hustoty výkonu paprsku 900 kW/m2. U aktivního systému senzory ochrany odpojí laserový zdroj už během milisekund. Kombinovaná pasivní a aktivní ochrana je pak vhodná i pro hustotu výkonu kolem 20 MW/m2. Letošní veletrh laserové techniky byl vpravdě revolučním i reálným pohledem k zavádění extrémně ultrafialové laserové techniky a EUV litografi e na vlnové déle 13,5 nm. Úsilí o využití této vlnové délky zatěžuje myšlenky vývojářů elektroniky a potažmo vývojářů laserové techniky už řadu let, dokonce už přesně před deseti lety přišla Lambda Physik s prototypem laseru na vlnové délce v rozsahu 13 až 35 nm, navíc s možností přeladění na vlnový rozsah v rozpětí 5 až 10 nm. Další vývoj už ale tak rychlý nebyl. EUV záření má svá odlišná specifi ka, 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, kde např. pro vysoce refl exní zrcadla s odrazivostí až 70 % musely být vyvinuté speciální silicium-molybdenové vrstvy s odolností pro teplotu až do 400 °C. Nyní se však zdá, že přeci jenom je k EUV o pořádný kus blíže. Nezávisle na sobě vznikly na obdobném principu Laser-Produced-Plasma dokonce dva podobné postupy. Jeden, který zaměstnává větší počet laserů jako předzesilovačů pro 20kW CO2 laser, je od japonského výrobce Gigaphoton Inc. Druhý, který představil na veletrhu Laser World of Photonics 2013 Trumpf a kde se zdá způsob potřebného zesílení výkonu laserového paprsku už propracovanější. Zesilovač vychází pouze z komerčního CO2 desetikilowattového laseru a v pěti stupních zesílení dává na výstupu v pulzu střední výkon 20 kW a max. výkon několik MW pro zisk plasmy s centrální vlnovou délkou 13,8 nm. Trumpf podle sdělení na veletrhu začal svůj systém navíc už dodávat i výrobcům litografi ckých zařízení, na která čeká elektronický průmysl a tak bychom mohli být přece jen svědky překonání jedné výrazné hranice nejen u samotné laserové techniky, ale i hustoty elektronických obvodů v co nejbližší době. /jš/
