Lazerler, tıptan kuantum hesaplamaya kadar birçok sektörde merkezi bir rol oynuyor. Ancak bu sistemlerin üretimi, büyük ölçüde Çin'den gelen nadir toprak elementlerine bağımlı. Son dönemde artan ihracat kontrolleri ve jeopolitik gerginlikler, bu bağımlılığın ne denli kırılgan olduğunu gözler önüne serdi.
Bu gelişmelere yanıt olarak, Almanya'daki Fraunhofer araştırmacıları, ithal edilen bu nadir malzemelere olan bağımlılığı azaltmak amacıyla yerli lazer kristalleri ve fiberleri geliştirme çalışmalarına hız verdi.
TEKNOLOJİDE STRATEJİK BAĞIMSIZLIK
Nisan ayında Çin'in ABD’yi hedef alan nadir element ihracat kısıtlamaları, dolaylı olarak Avrupa’yı da etkiledi. Almanya’nın bu elementlere olan ithal bağımlılığı kamuoyunda tartışma konusu oldu. Özellikle lazer sektörü, nadir toprak elementi katkılı malzemelere olan bağımlılığı nedeniyle hızlı şekilde bu durumdan etkilendi.
İlginç bir gerçekse, değeri yalnızca birkaç yüz avro olan nadir toprak elementlerinin, yüz binlerce avroluk lazer sistemlerinin çekirdeğini oluşturması. Bu da sektördeki kritikliği gözler önüne seriyor.
Fraunhofer Optronik, Sistem Teknolojileri ve Görüntü İşleme Enstitüsü (IOSB) Direktörü Marc Eichhorn’a göre, yeterli sayıda lazer kristali ve fiberinin temini, sadece Avrupa ekonomisinin rekabet gücü açısından değil, aynı zamanda güvenlik açısından da büyük önem taşıyor.
YÜKSEK PERFORMANSLI KRİSTALLER
Lazer kristalleri, depolanan optik enerjiyi ışığa çevirerek sabit dalga boylarında yayar. Bu işlem, nadir toprak elementi katkıları sayesinde mümkün olur. Ancak istenen dalga boyları doğrudan üretilemediğinde, doğrusal olmayan optik (NLO) malzemelerle lazer ışığı farklı dalga boylarına dönüştürülür. Bu teknik, mikroskopiden çevresel izlemeye, tıbbi teşhisten endüstriyel uygulamalara kadar pek çok alanda kullanılıyor.
Ancak kristal kalitesi burada belirleyici bir faktör. Safsızlıklar ya da düşük ısıl özellikler, yüksek güçlü lazerlerde ciddi performans kayıplarına neden olabilir.
Eichhorn’a göre, sadece kristal doping süreci değil; optik kalite, emilim, ısıl iletkenlik ve polarizasyon özellikleri de nihai performans üzerinde doğrudan etkili.
YERLİ ÜRETİM HEDEFİ
Fraunhofer bilim insanları, farklı bileşimleri simüle ederek ideal büyüme koşullarını test ediyor ve kristal yapıların değerlendirilmesinde X-ışını kırınım tekniklerinden yararlanıyor. Bu sayede, yüksek yoğunluklu lazer radyasyonuna maruz kalan kristallerin hasar eşiği yükseltilmeye çalışılıyor.
Fraunhofer IOSB Lazer Teknolojisi Bölüm Başkanı Christelle Kieleck’e göre bu süreçte büyük uzmanlık gerekiyor ve birçok adımın otomasyonu mümkün değil. Bu da yerli üretimin ne kadar emek yoğun bir alan olduğunu gösteriyor.
FİBERLERDE YENİ NESİL
Fraunhofer, sadece kristallerle sınırlı kalmayıp lazer fiberleri üzerinde de çalışıyor. Bu fiberler, nadir toprak elementleriyle katkılanmış kuvars ve florürlü malzemelerden oluşuyor. Hedef; daha kompakt, verimli ve çeşitli sektörlerde kullanılabilir fiber optik çözümler geliştirmek.
Bu fiberlerin kullanım alanı ise oldukça geniş: endüstriyel lazer cihazlarından, hassas cerrahi ekipmanlara kadar.
Kieleck, Oberkochen'de kurdukları yeni tesiste, düşük hacim, ağırlık ve enerji gereksinimlerine sahip lazerler için özelleştirilmiş yüksek performanslı fiberlerin kurum içinde üretileceğini ifade etti.
MÜNİH’TE ULUSLARARASI SAHNE
Fraunhofer IOSB, geliştirdiği yeni teknolojileri 24-27 Haziran tarihleri arasında Münih’te düzenlenecek olan LASER World of PHOTONICS fuarında tanıtacak. Katılımcılar, A2 Salonu’ndaki 415 numaralı stantta bu yenilikleri doğrudan deneyimleyebilecek.
Bu etkinlik, lazer üretimi ve uygulamalarına dair küresel gelişmelerin değerlendirileceği, sektörün yönünün belirleneceği önemli bir buluşma noktası olacak.
