Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Generacija ultrakratkih laserskih pulzov za zelo hitro in visoko prilagodljivo vzporedno mikro-procesiranje

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.10.00  Tehnika  Proizvodne tehnologije in sistemi   

Koda Veda Področje
2.03  Tehniške in tehnološke vede  Mehanika 
Ključne besede
laser, ultrakratki laserski pulzi, lasersko mikroprocesiranje
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Upoš. tč.
4.041,6
A''
1.725,5
A'
2.670,54
A1/2
3.529,31
CI10
1.464
CImax
96
h10
19
A1
16,09
A3
7,11
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan 17. april 2024; A3 za obdobje 2018-2022
Podatki za razpise ARIS ( 04.04.2019 - Programski razpis, arhiv )
Baza Povezani zapisi Citati Čisti citati Povprečje čistih citatov
WoS  157  2.511  1.926  12,27 
Scopus  166  2.780  2.180  13,13 
Raziskovalci (13)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  32091  dr. Vid Agrež  Tehnološko usmerjena fizika  Raziskovalec  2021 - 2024  86 
2.  38760  dr. Luka Černe  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2021 - 2024  19 
3.  10926  dr. Darja Horvat  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2022 - 2024  64 
4.  24380  dr. Blaž Kmetec  Tehnološko usmerjena fizika  Raziskovalec  2021 - 2024 
5.  52343  Jernej Jan Kočica  Proizvodne tehnologije in sistemi  Tehnični sodelavec  2021 - 2024  20 
6.  37513  dr. Žiga Lokar  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2023 - 2024  37 
7.  54774  Matevž Marš  Proizvodne tehnologije in sistemi  Mladi raziskovalec  2021 - 2024 
8.  37953  dr. Jaka Mur  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2022 - 2024  52 
9.  36989  Uroš Orthaber  Tehnološko usmerjena fizika  Raziskovalec  2021 - 2024  12 
10.  35427  dr. Jaka Petelin  Fizika  Raziskovalec  2021 - 2024  54 
11.  15646  dr. Rok Petkovšek  Proizvodne tehnologije in sistemi  Vodja  2021 - 2024  273 
12.  12752  dr. Boštjan Podobnik  Fizika  Raziskovalec  2021 - 2024  62 
13.  36938  dr. Daniele Vella  Fizika  Raziskovalec  2022 - 2024  71 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0782  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo  Ljubljana  1627031  29.201 
2.  7741  LPKF LASER & ELECTRONICS d.o.o.  Naklo  5711096  314 
Povzetek
Unikatna lastnost laserjev z ultrakratkimi pulzi je, da omogočajo zelo natančne mikro obdelave skoraj vseh materialov. Z njimi lahko zelo natančno odstranimo del materiala, ne da bi povzročili škodo v okolici. Žal pa je obdelava materialov s takšnimi laserji relativno počasna in ne more zadostiti potrebam po zelo hitrem procesiranju (industrija 4.0) in ob enem ne omogoča hitre prilagodljivosti proces. Da bi laserski obdelovalni sistem to omogočal, bi potreboval vir ultrakratkih pulzov in velikih povprečnih moči (območje kW) in razdelitev izhodnega žarka za vzporedno procesiranje. Takšni laserji morajo biti tudi zelo zanesljivi, da jih lahko vključimo v industrijsko okolje delujoče 24/7. Vlakenska tehnologija omogoča ne samo visoko zanesljivost, ampak tudi veliko kvaliteto žarka, zelo velike energijske izkoristke in delovanje brez vzdrževanja. Te prednosti so se že pokazale pri vlakenskih laserjih, ki delujejo v kontinuiranem načinu z močmi precej preko 1 kW in se že uporabljajo v sodobnih sistemih. Žal se enake tehnologije ne da direktno uporabiti v laserjih velikih moči za generiranje ultrakratkih pulzov, zaradi dveh glavnih omejitev. Prvo predstavljajo nelinearni pojavi (SPM, SRS,…) ki nastanejo v optičnih vlaknih in omejijo vršno moč ultrakratkih pulzov in posledično njihovo energijo. Drugo omejitev predstavljajo prečne nestabilnosti rodu (TMI), ki omejujejo povprečno moč. Te omejitve se da zaobiti s novimi pristopi k laserski zasnovi, ki so predlagani v tem projektu. Z reševanjem problema hitrega procesiranja z ultrakratkimi pulzi se trenutno ukvarjata dva ključna EU Horizon 2020 projekta (MultiFlex in Multipoint). Oba projekta predvidita rešitev v razvoju laserjev ultrakratkih pulzov z energijo reda mJ in velikih izhodnih moči preko 1 kW osnovanih na trdinski tehnologiji ter kompleksnega razdelilnika žarka, s čimer bi dosegli vzporedno procesiranje (nekaj 10 žarkov) z optimalno energijo za obdelovalni proces. Laserski žarek bo po izhodu iz laserja razdeljen na več vzporednih žarkov s precej nižjo energijo na pulz, ki bo primerljiva z optimalno energijo, potrebno za obdelavo materiala. Delitev izhodnega laserskega žarka na tak način potrebuje zelo sofisticirano enoto, osnovano na prostostoječi optiki in kontrolni elektroniki, ki mora biti natančno sinhronizirana z laserskim virom. V povzetku rešitve lahko rečemo, da imajo namen realizirati zelo sposoben sistem, vendar gre za zelo kompleksno rešitev. V projektni prijavi predlagamo popolnoma drugačno rešitev originalnega problema učinkovitega telo hitrega procesiranja z uporabo vlakenski laserjev. Ključna razlika je, kje bomo razdelili žarek. V nasprotju z zgoraj omenjenimi projekti predlagamo razdelitev žarka znotraj laserja, s čimer bi razvili večkanalni laser z več izhodnimi stopnjami. Glavna prednost naše rešitve je, da v tem primeru ni potrebno ojačevati laserskih pulzov do visokih energij, kar je glavni razlog, da se poveča kompleksnost in nastopijo težave (zaradi nelinearnih pojavov). Energija tako generiranih pulzov bi bila tudi direktno prilagojena obdelovalnemu procesu, v nasprotju z laserjem z veliko izhodno energijo, katerega žarek se šele na izstopu razdeli na primerno število žarkov. Glavne prednosti predlaganega pristopa so: 1. Zadostuje samo ena enota, ki lahko direktno generira več izhodnih žarkov, potrebnih za več- žarkovno obdelavo. 2. Večkanalni pristop omogoča tako relativno nizko energijo laserskih pulzov, kot tudi povprečno moč na kanal. Posledično lahko v tem primeru uporabimo tehnologijo optičnih vlaken, ki nudi številne prednosti. 3. Krmiljenje vsakega kanala posebej (povprečna moč in pulzi na zahtevo) je lahko pri relativno nizkih močeh bolj učinkovito (na primer na vhodu v vsak močnostni ojačevalnik) – uporabimo lahko modulator majhnih moči in velikih hitrosti. 4. Kanale lahko krmilimo neodvisno, z visoko prostostno stopnjo.
Zgodovina ogledov
Priljubljeno