مقاومت آینه‌ های الماسی در مقابل پرتوهای مهیب لیزر

به گزارش جام جم آنلاین، محققان می‌گویند این آینه الماسی جدید می‌تواند در برابر قدرت بیکران لیزرهای پرقدرت موج پیوسته (CW) مقاومت کند و منجر به کاربردهای پیشرفته و جدید در تولید نیمه‌هادی‌ها و ارتباطات در اعماق فضا شود.

لیزرهای پرقدرت نقش جدایی ناپذیری در فرآیند ساخت اکثریت قریب به اتفاق خودروها، قطارها و هواپیماها دارند، اما ساخت قطعات مقاوم و بادوام برای کنترل این لیزرهای فوق العاده قدرتمند که قادر به برش فولاد هستند، دشوار است.

اکثر آینه‌هایی که امروزه برای هدایت پرتوهای لیزر در لیزرهای CW استفاده می‌شوند از لایه‌بندی مواد نازک با خواص نوری متفاوت ساخته می‌شوند. حتی کوچکترین نقص در یکی از این لایه‌ها نیز معمولاً باعث سوختن لیزر قدرتمند در مواد می‌شود و موجب از کار افتادن سیستم می‌شود.

اکنون محققان در مقاله‌ای که در مجله Nature Communications منتشر شده، جزئیاتی از آینه جدید خود را که فقط با استفاده از الماس ساخته شده است، ارائه کرده‌اند. نوع جدید آینه آنها احتمال نقص را بسیار کاهش می‌دهد، زیرا فقط با استفاده از یک ماده ساخته شده است و همچنین به دلیل استحکام، می‌تواند طول عمر بسیار زیادی داشته باشد.

«مارکو لونکار» استاد مهندسی برق و از محققان این پروژه می‌گوید: رویکرد آینه تک‌ماده ما، مسائل مربوط به تنش حرارتی را که برای آینه‌های معمولی مضر است از میان برمی‌دارد و این رویکرد، پتانسیل بهبود یا ایجاد کاربردهای جدید را برای لیزرهای پرقدرت دارد.

محققان می‌گویند آینه الماسی آنها در آزمایش‌ها در برابر پرتوهای ۱۰ کیلوواتی لیزر نیروی دریایی بدون آسیب‌دیدگی مقاومت کرده است.

تکنیک مورد استفاده برای ساخت این آینه جدید در اصل برای اجرای ساختارهای نانومقیاس در الماس برای استفاده در اپتیک کوانتومی طراحی شده بود. محققان از این روش برای اجرای ستون‌های شبیه به پایه نگه‌دارنده توپ گلف در هنگام ضربه زدن با چوب بر روی سطح یک ورق الماس ۳ میلی‌متر در ۳ میلی‌متر استفاده کردند و توضیح دادند که از این شکلِ ویژه به این دلیل استفاده شده است که سطح الماس را ۹۸.۹ درصد بازتابی می‌کند.

«هیگ آتیکیان» نویسنده مسئول این مقاله گفت: نقطه عطف تحقیق ما این است که ما یک لیزر ۱۰ کیلوواتی داشتیم که در یک نقطه ۷۵۰ میکرونی روی یک الماس ۳ میلی‌متر در ۳ میلی‌متر متمرکز شده بود که انرژی زیادی روی یک نقطه بسیار کوچک متمرکز می‌کرد و آینه ما به خوبی در برابر آن مقاومت کرد.

وی افزود: این مهم است، زیرا با افزایش انرژی سیستم‌ های لیزری باید راه‌های خلاقانه‌ای برای قوی‌تر کردن اجزای نوری پیدا کنید.

محققان امیدوارند که در آینده از این آینه‌ها برای ساخت نیمه‌هادی‌ها، کاربردهای دفاعی و ارتباطات در اعماق فضا و برخی کاربردهای دیگر استفاده شود.

منبع: ایسنا