O Instytucie

TYTUŁ PROJEKTU: Optymalizacja wydajności laserów dużej mocy przez kontrolę struktury materiałów

TYP PROJEKTU: NCBiR II polsko-chiński konkurs bilateralny

NUMER PROJEKTU: WPC2/1/SCAPOL/2021

KIEROWNIK PROJEKTU: prof. dr hab. Dariusz Hreniak

STRESZCZENIE PROJEKTU:

Projekt ma na celu opracowanie i otrzymanie objętościowych materiałów laserowych dla laserów dużych mocy, wykorzystywanych w takich gałęziach przemysłu i nauki jak: laserowa obróbka materiałów, fizyka wysokich energii, fizyka plazmy czy energetyka jądrowa. Prace badawczo-rozwojowe koncentrowały się będą na fundamentalnych problemach, z którymi borykają się ceramiki laserowe takich jak rozpraszanie promieniowania elektromagnetycznego czy zniekształcanie promienia wiązki laserowej. Optymalizacja wydajności otrzymanych materiałów laserowych osiągnięta będzie poprzez kontrolę ich struktury w skali mikro i makro. Precyzyjna kontrola warunków wytwarzania próbek oraz składu chemicznego materiału (materiału matrycy, tj. tlenków o strukturze granatu oraz fluorków wapnia i strontu, dodatków spiekających oraz domieszek lantanowców) pozwoli na otrzymanie wielkogabarytowych ceramik, charakteryzujących się wysoką transparentnością, jednorodnością i odpornością na zniszczenie optyczne przy zachowaniu optymalnych właściwości spektroskopowych domieszek. Przez wykorzystanie innowacyjnej metody otrzymywania warstwowej ceramiki optycznej planuje się rozwiązać problemy z dyssypacją ciepła oraz migracji i transferów energii, które prowadzą do zwiększenia prawdopodobieństwa procesów niepromienistych i w rezultacie do obniżenia wydajności emisji domieszek. Kluczowymi zadaniami naukowymi prowadzącymi do rozwiązania powyższych problemów technologicznych będą zatem: opracowanie metody otrzymywania odpowiedniego materiału laserowego; analiza struktury lokalnej połączona z obliczeniami eksperymentalnymi i modelowaniem teoretycznym oraz badania metodami spektroskopii optycznej (widma absorpcji VIS i IR, emisji, wzbudzenia, czasy życia luminescencji, widma ramanowskie) w szerokim zakresie temperatur. Powyższe badania przeprowadzone zostaną zarówno dla otrzymanych ceramik jak i dla referencyjnych analogów w postaci monokryształów laserowych o najwyższej jakości optycznej. Przeprowadzenie zaplanowanych badań umożliwić ma określenie wewnętrznej zależności pomiędzy składem, mikrostrukturą oraz właściwościami spektroskopowymi otrzymanych materiałów, a wydajnością lasera. Zrealizowanie celów projektu, w szczególności rozwój wielkoskalowej, wydajnej technologii przygotowania wysokiej jakości ceramik optycznych, pozwoli na doprowadzenie do przełomu w dziedzinie badań nad ceramiką laserową i wskazanie nowego kierunku rozwoju w zakresie rozwoju laserów dużej mocy.

CAŁKOWITA WARTOŚĆ PROJEKTU: 4 293 775,00 zł (w tym 1 983 375,00zł dla INTiBS)

OKRES REALIZACJI PROJEKTU: 2021-2024