Didelės mažos šalies perspektyvos: lietuviai kuria visame pasaulyje žinomus lazerius

Lietuvoje pirmasis lazerio spindulys nušvito vos prieš 56 metus, o šiandien lietuviški lazeriai eksportuojami į žymiausius pasaulio mokslo ir didžiausius pramonės centrus visame pasaulyje – Europos Sąjungą, JAV, Kiniją, Japoniją, P. Korėją ir kitas šalis. Įdomu tai, kad būtent lietuviai sukūrė ir vieną galingiausių lazerių pasaulyje. Kaip mažai valstybei pavyko greitai ir sėkmingai įsitvirtinti pasaulinėje rinkoje?

Apie lazerius pasakoja kitais metais garbingą 30-metį minėsiančios bendrovės „Light Conversion“ atstovas, direktoriaus pavaduotojas Donatas Podėnas. Vilniečiai visai nesenai šventė pagaminę 2000-ąjį PHAROS femto-sekundinį lazerį. Šis žymi ilgą nuolatinio pirmojo femto-sekundinio lazerio tobulinimo kelionę.

D. Podėno teigimu, bendrovė savo veiklą pradėjo kurdama ir gamindama femto-sekundinius prietaisus mokslininkams, panaudojus iki įmonės sukūrimo sukauptą universitetinę patirtį. Taip palaipsniui buvo sukurta visa šeima optinių parametrinių stiprintuvų ir harmonikų generatorių, kurie plačiai naudojami spektroskopijos, netiesinės optikos reiškinių tyrimuose.

„Prietaisai buvo tobulinami, kad mokslininkai galėtų gilintis į savo tyrimus, palikdami subtilius prietaisų parametrų keitimo uždavinius kompiuterinėms valdymo programoms. Tai ypač išplėtė prietaisų galimybes ir suteikė jiems universalumo“, – pasakoja D. Podėnas. Vėliau buvo sukurti unikalūs lazeriai, pritaikomi tiek mokslinėse laboratorijose, tiek pramonėje. „Industrijoje ypač svarbus buvo stabilių, ilgalaikio veikimo prietaisų, galinčių dirbti kartais gana atšiauriose sąlygose, poreikis“, – teigia jis.

Daugiausiai iššūkių pareikalavo ypač aukštos smailinės galios impulsų generavimo poreikis Ekstremalių Šviesos Impulsų (ELI) laboratorijose. Vienoje iš jų, Šeged mieste Vengrijoje, „Light Conversion“ kartu su partneriais sukūrė ir toliau vysto vieną galingiausių pasaulyje OPCPA (liet. k. optinis parametrinis čirpuotų impulsų stiprinimas) sistemų, kurios technologija išplėtė ir taip platų lazerio pritaikymo spektrą. Šiuo metu ji naudojama, atliekant fundamentalius elektronų judėjimo ypatumų atomuose ir molekulėse tyrimus.

„Šiai dienai bent 95 iš TOP 100 pasaulio universitetų savo laboratorijose turi mūsų lazerius, su kuriais atlieka spektroskopijos, mikroskopijos, neuromokslo vaizdinimo bei daugelį kitų taikymų. O industrinėse įmonėse lazeriai yra efektyviai naudojami mikroapdirbimo procesams, itin smulkių detalių formavimui ar naujos kartos duomenų įrašymui“, – teigia D. Podėnas. Tai rodo, kad lietuviai sugeba greitai prisitaikyti prie klientų poreikių, kurti aukšto stabilumo ir patikimumo prietaisus, išlaikyti ir motyvuoti aukštos specializacijos darbuotojus.

Svarbu paminėti, kad gamyboje būtent kokybės kontrolei skiriamas didžiulis dėmesys. Visoje lazerių gamybos grandinėje yra intensyviai naudojami mikroskopai: nuo mechanikos kokybės patikros, mikro-optikos gamybos, tam tikrų lazerio dalių derinimo, optikos vizualinės patikros iki mazgų ir produktų surinkimo.

Pasak produktų surinkimo grupės vadovės Justinos Ramansevičiūtės, didelei daliai gamyboje dirbančių žmonių darbas su stereo mikroskopais yra kasdienybė. Kokybei užtikrinti naudojami daugiau nei 60 ZEISS Microscopy mikroskopų. Tai bene didžiausia nuo 1846 m. veikiančio ir tarptautiniu mastu pripažįstamo gamintojo mikroskopų koncentracija Baltijos valstybėse.

„Stereo mikroskopai yra naudojami vertinant mechanikos ir optinių elementų vizualinę kokybę. Šių mikroskopų pagalba pastebimi optinių elementų defektai dar prieš juos panaudojant mazgų gamybai ir pasiekiama gera optikos elementų švara, kuri yra gerai veikiančio lazerio pagrindas. Taip pat, kokybės kontrolės etape jie leidžia identifikuoti net smulkiausius mechanikos pažeidimus ir dangų defektus“, – teigia J. Ramansevičiūtė.

Donatas Podėnas pastebi šviesos technologijų panaudojimo galimybių plėtimosi tendenciją visame pasaulyje. „Anksčiau išskirtinai tik mokslo reikmėms naudoti femto-sekundiniai lazeriai jau tapo įprasta precizinių, trapių, skaidrių komponentų gamybos staklių dalimi. Dažnai ne tik įprasta, bet ir būtina dalimi, be alternatyvos“, – pasakoja D. Podėnas. Šių šviesos technologijų panaudojimas mokslo ir pramonės reikmėms, anot D. Podėno, labai patrauklus, kadangi jais galima be mechaninio kontakto atpjauti, išgręžti, suvirinti, modifikuoti ir net nudažyti įvairias, kartais net labai trapias ar skaidrias, medžiagas.

„Ypač daug galimybių suteikia femto-sekundiniai impulsai. Jais net jautrios organinės medžiagos, tokios kaip OLED, yra pjaustomos, taisomos, jų nekaitinant. Pjaunant trapias ir skaidrias medžiagas, neatsiranda mikroskopiniai trūkiai, mažinantys mechaninį visos detalės atsparumą. Sparčiausių, ypač plonasluoksnių, mikroschemų tausojantis pjaustymas jau neįsivaizduojamas be šviesos technologijų“, – teigia D. Podėnas. Labai sparčios lazerio spindulio nukreipimo ir fokusavimo valdymo sistemos leidžia tokią gamybą pagreitinti. „Lazerio impulsų parametrų atsikartojamumas leidžia sumažinti gamybinius nuostolius ir taupyti brangias medžiagas“, – pasakoja jis.

„Mūsų gaminami femto-sekundiniai lazeriai yra svarbiausia dalis staklių, gaminančių aukščiausio ryškumo ir efektyvumo LED žibintų dalis automobiliams, pjaunančių mobilių įrenginių ypač trapius ir kietus ekranus, ypač tiksliai taisančių OLED ekranus, gaminančių smulkiausias mechanines laikrodžių detales, modifikuojančių saulės baterijų elementus. Taip pat žyminčių detales be dažų, suklijuojančių precizines detales be klijų, gaminančių valdomo profilio skylutes automobilių benzino purkštukams, perforuojančių baterijų plėveles ir didinančių elektros baterijų talpą“, – teigia D. Podėnas.

Akivaizdu, kad šviesos technologijos ateityje bus nepamainomos, kuriant tvarią, inovacijomis ir mokslu pagrįstą ateitį. Lazeriai bus naudojami moksliniuose tyrimuose, kuriant naujus procesus, modifikuojant medžiagas, efektyvinant gamybą, taip pat kuriant atsinaujinančios energetikos sprendimus.

Tad, galima tikėtis, kad lazerių poreikis masinei gamybai ir mokslo reikmėms ateityje tik augs, o išlaikyta gera lietuviškos produkcijos reputacija padės ir toliau sėkmingai didinti gamybos apimtį bei geriau tenkinti sparčiai augančią femto-sekundinių lazerių, optinių parametrinių stiprintuvų paklausą pasaulyje.