Novosibirští fyzikové v Budkerově institutu jaderné fyziky (BINP) Ruské akademie věd postavili nejvýkonnější infračervený laser na světě. Učinili tak jen z vlastních prostředků ústavu: za 10 let
do něj BINP investoval 500 mil. rublů.
Výkon laseru dnes dosahuje 500 W a bude dále zvýšen na několik kilowattů. Unikátní zařízení přináší nové možnosti v základním i aplikovaném výzkumu v oblasti fotochemie používající infračervené záření. Umožňuje ovlivňovat průběh chemických reakcí. Díky tomu mohou vznikat nové materiály, nebo velmi čisté látky.
Vlnová délka záření se může pohybovat v rozmezí od 5 do
30 mikronů. Při prvních testech laser vygeneroval svazek o vlnové délce 9,6 mikronů. Nejnověji byl otestován nový injektor elektronů, který umožní zvýšit výkon laseru.
Široká škála aplikací nového laseru
Laser na volných elektronech se liší od běžných laserů, s nimiž se setkáváme kolem sebe, kupř. v DVD mechanikách a laserových počítačových myších. Svazek fotonů v tomto zařízení vzniká díky pohybu elektronů po zakřivené dráze v tzv. undulátoru, II. stupni laseru. Změnou energie elektronů a parametrů undulátoru je možné dosahovat širokého spektra frekvence výsledného paprsku, což ostatní typy laserů neumožňují. Nevýhodou naopak jsou velké rozměry zařízení. Konkr. novosibirský laser zabírá plochu o velikosti zhruba 1 000 m2.
Infračervené záření umožňuje ovlivňovat sílu vazeb v molekule, takže chemická reakce může probíhat jiným způsobem než při normálních podmínkách a vznikne jiná výsledná látka. Pokud vezmeme směs látek, které mají stejné chemické vlastnosti, ale různě se chovají v poli infračerveného záření, je možné nechat reagovat jen jednu složku s reagentem. Druhá zůstává beze změny. Tímto způsobem lze řídit průběh chemických reakcí.
Infračervený laser může sloužit také k separaci látek, které bychom nedokázali oddělit běžnými chemickými postupy. Příkladem je separace izotopů křemíku, který se široce využívá pří výrobě polovodičů. V přírodě jsou zastoupeny tři izotopy křemíku, ale krystaly, které mají výhodné vlastnosti, (kupř. z hlediska tepelné vodivosti), obsahuje jen jeden z nich.
Přenos energie do družic?
Novosibirský laser na volných elektronech navíc poslouží jako základ pro vývoj ještě výkonnějších zařízení s unikátním využitím. Kupř. pro přenos energie do družic. S pomocí těchto laserů by bylo možné napájet družice na oběžné dráze přímo ze Země a přestat používat solární panely.
(zs)