שערי
חליפין
שינוי אחרון: 28.3.2017
יחידות מטבעהשער
סל המטבעות
דולר3.616
אירו3.924
ליש"ט4.540
100 יין3.272

סקירת תכני הכנס הבינלאומי הראשון בנושא לייזר-סיב ויישומיו, 23-24 יוני 2014

מאת: רועי שני




 

 

 

 

 

 








בשני העשורים האחרונים הפך הלייזר-סיב (Fiber-Laser) מתחום תיאורטי איזוטרי הנחקר תחת הפלואורסצנטיים של מעבדות האקדמיה, לכוכב בולט ומוביל בשמי התעשיה.
לא בכדי הוחלט השנה לייחד בפעם הראשונה כנס ייעודי ובינלאומי לתחום הלייזר-סיב. הכנס, אשר נערך ביוזמת לשכת המהנדסים בשיתוף מיטב הגופים האקדמאים, הבטחוניים והתעשייתיים בישראל, התקיים ב-23-24.6.2014 בפקולטה להנדסה באוניברסיטת בר-אילן, וקיבץ תחת קורת גג אחת את מיטב המומחים בתחום הלייזר-סיב מהארץ ומחו"ל.

לייזר-סיב הינו תוצר של תהליך בו האור המוקרן אל תוך סיב אופטי עובר תהליך הגברה והופך ללייזר בעל עוצמה, קומפקטיות ויעילות הגבוהים בכמה מונים מלייזרים המיוצרים בטכנולוגיות ותיקות. לייזרי-סיב משמשים כיום למגוון רחב של יישומים, למשל: פרוצדורות רפואיות וקוסמטיות, שימוש בתעשיה לסימון, הלחמה וריתוך, וכן בתעשיות הבטחוניות ליישומים רבים.

את דברי הפתיחה של הכנס נשא פרופ' אברהם קציר, יו"ר ארגון לייזרים ואלקטרו-אופטיקה (ILEOS) המסונף ללשכת המהנדסים, אשר סקר את ההיסטוריה של פיתוח הסיבים האופטיים מהמאה ה-19 ועד ימינו. פרופ' קציר הזכיר כי דווקא במדינה קטנה כמו ישראל נערך נתח נכבד מהמחקר והפיתוח של תעשיית הלייזר-סיב העולמית, כאשר בארץ ישנם מעל ל-10,000 עובדים בשדה האלקטרו-אופטיקה, יותר מ-100 חוקרי לייזר-סיב באקדמיה, אשר פרסמו מעל ל-1400 פרסומים מקצועיים בכתבי עת מדעיים בתחום.

מיד אחריו עלה לברך ד"ר ויקטור וייס, סגן המדען הראשי של משרד המדע, הטכנולוגיה והחלל אשר הדגיש את מחויבותו של משרד המדע לתמוך במחקרים בסיסיים ויישומיים בתחום חדשני ומבטיח כמו הלייזר-סיב. ד"ר וייס ציין כי המשרד מעורב בעשרות שיתופי פעולה בתחום בארץ ובעולם, עם גופים אקדמיים, תעשייתיים וצבאיים, וכן מקפיד לתחזק שיתופי פעולה ענפים עם משרדי ממשלה נוספים בעלי עניין בטכנולוגיית הלייזר-סיב, וביניהם, משרד הכלכלה, משרד הביטחון, משרד הבריאות, ועוד.

את דברי הפתיחה ביום השני של הכנס נשא פרופ' גבי סרוסי מאוניברסיטת בן גוריון (לשעבר המהנדס הראשי של אל-אופ), אשר הציג את חזון המרכז הפוטוני הלאומי אשר קורם עור וגידים בימים אלו. המרכז הפוטוני הלאומי הינו תוצר של שיתוף פעולה בין אוניברסיטת בן-גוריון לבין המרכז למחקר גרעיני שורק ביוזמת פורום תל"מ (הפורום לתשתיות לאומיות למחקר ולפיתוח), אשר יפתח בשטח ממ"ג שורק בעוד מספר שנים, ותכליתו היא הקמת תשתית לאומית פורצת דרך למחקר יישומי של תחום הפוטוניקה. במסגרת הכנס נישאו הרצאות מקצועיות מגוונות, אשר הקיפו את מירב תחומי המחקר והפיתוח העכשוויים של לייזר-סיב ויישומיו. להלן מקבץ התרשמויות ממספר הרצאות.

ד"ר ברייס סמסון (Samson) המדען הראשי של חברת נופרן (Nufern) הציג את הפיתוחים האחרונים בלייזר-סיב בגודל 1 ו-2 מיקרון. לדבריו, האתגרים שחברת נופרן מתמודדת איתם היום במטרה לשפר את הלייזר-סיב מתמקדים במניעה של איבוד אנרגיה המתרחשת לאורך הסיב, צמצום החום הנוצר בסיב והעלאת האפקטיביות של הלייזר. סמסון הציג חידוש גדול וחשוב שהוא פרי עבודת מחקר ופיתוח ארוכה, NuCOAT, שזו שכבת ציפוי דקיקה סביב הסיב (Cladding) אשר מצמצמת משמעותית את החום, ומאפשרת ביצועים אופטיים ומכניים טובים באופן משמעותי בהשוואה לסיבים ישנים.

פרופ' אלמנטס גלבאנוסקאס (Galvanauskas) מאוניברסיטת מישיגן- ארה"ב גם כן התמקד במגבלות העומדות כיום מול החוקרים והתעשיה בשימוש בלייזר-סיב, למשל, בעיות הקשורות במגבלה האנרגטית שהסיב יכול לשאת, שחיקה של הסיב ונזקים אופטיים. גלבאנוסקאס הציג כיוון חדש המכונה Coherently combined FCPA arrays , שהוא למעשה סוג סיבים חדשני בעלי מרכז פוליגונלי אשר מביא ליעילות ונצילות אנרגטית מאוד גבוהה. לדבריו, מדובר בסיבים המתאימים לשימוש במערכות של מטוסים ובתעשיית האנרגיה הסולארית.

מייק הראג'ו (Harju) מחברת AFL Global הציג את היתרונות והחסרונות בשימוש בלייזר CO2 לייצור וחיתוך רכיבי זכוכית שונים, כמו עדשות. לדבריו, מדובר בתהליך עדין ויעיל שדורש תחזוקה נמוכה למשך זמן רב- מה שמוזיל את השימוש בטכנולוגיה לאורך זמן. יחד עם זאת, ההשקעה הראשונית במערכת מסוג זה כרוכה בהשקעה גבוהה, והמערכת עדיין סובלת מחוסר יציבות אנרגטית מפני שחימום הסיבים נעשה דרך תהליכי בליעה ע"י הלייזר.

נייג'ל הולהאוס (HoleHouse) מחברת 3SP/ITF שוחח על המגבלות התרמיות בשימוש בלייזרי-סיב. לדבריו, ככל שמושקע הספק חשמלי גבוה יותר כך נוצרת טמפרטורה גבוהה יותר בתוך הסיב, מה שמעיד על הפסדים אנרגטיים המתחוללים בתוך הסיב. הולהאוס הראה כיצד הם הצליחו לאפיין את האזורים הספציפיים בהם נוצר ומצטבר החום בתוך הסיב, ומהם התנאים בגינם מצטבר חום בתחילת, אמצע או סוף הסיב.

ד"ר באישי וואנג (Wang) מחברת Vytran הציג את הפיתוחים האחרונים של החברה בעיבוד סיבי זכוכית וטכנולוגיות של חיבור רכיבים שונים לסיב לצורך יישומי הלייזר-סיב. באישי ציין כי לצורך טיוב השימוש בלייזר-סיב, נדרש כי לאורך הסיב תשרור טמפרטורה אחידה, והוא הציג שיטה חדישה לשליטה על הטמפרטורה בסיב. מדובר בטכנולוגיה המכונה Graphite Filament Fusion , כאשר הספק החום מאפשר טמפרטורת יעד מסויימת, וזאת עד לטמפרטורה של 3000 מעלות צלסיוס.

פרופ' פרנק וייס
(Wise) מאוניברסיטת קורנל- ארה"ב שוחח על סוגי לייזרי-סיב אולטרה מהירים. מדובר בטכנולוגיה המשמשת לצרכים רפואיים, אולם לדבריו כיום מדובר במערכת גדולה ומסורבלת וצוות המחקר שהוא עומד בראשו שוקדים בימים אלו על הקטנתה לכדי גודל שיהווה פתרון אידיאלי לשימוש בקליניקות של רופאים. וייס הציג שתי דרכים חדשות לייצור גלים לא לינאריים: לייזר מסוג Ti:Sapphire לייזר יעיל במיוחד המייצר אנרגיות גבוהות בתוך הסיב, ו-Simulariton, שזו שיטה המגבירה את העוצמה בתוך הסיב ללא סוליטון, ומגבלתה היא שגל האור "נשבר" בשלב מסויים בתוך הסיב ולכן יש לתכנן מגבר ייעודי שיתאים למערכת הרצויה.

פרופ' יינס לימפרט (Limpert) מאוניברסיטת פרידריך שילר- גרמניה הציג את תחום עיסוק צוות המחקר שלו, המתמקד בסיבים מורכבים וחדשניים המשפיעים על הביצועים של הלייזר. במעבדתם הם מייצרים סיבים גדולים יחסית, מנסים אורכי סיב משתנים, סוגי ציפויים שונים ומספר שכבות פנימיות שונות. לימפרט הראה כיצד מספר מגברים הממוקמים בתוך הסיב מביאים להגברת הביצועים של הלייזר הנפלט בסופו של דבר מהסיב.

פרופ' פיליפ ראסל (Russel) ראש מכון מקס פלאנק למדעי האור - גרמניה, שוחח על מבנים שונים של זכוכית והאינטראקציות השונות בין האור למבנה בסיבים פוטוניים, תוך בחינת אותן אינטראקציות כאשר מוזרמים סוגי גזים אצילים שונים לתוך הסיב. שימוש במבני זכוכית שונים תוך הזרמת גזים אצילים שונים בלחצים שונים מאפשרים להגיע לאיזונים רצויים – בהתאם לצרכים. עוד הראה ראסל כיצד הם הצליחו להוביל חלקיקים זעירים בתוך הסיבים שנשאו על גבי האור.

ד"ר סיזר יאוריגי (Jauregui) מאוניברסיטת פרידריך שילר- גרמניה הציג אודות אפקטים תרמיים וחוסר יציבות במערכות לייזר-סיב רבות עוצמה. התפתחות תחום הלייזר-סיב בשנים האחרונות אפשרה שימוש בהספקי אור גבוהים יותר מבעבר. דבר היוצר בעיות רבות- בעיקר חימום יתר וחוסר יציבות בתוך הסיב. יאוריגי הראה כיצד חימום היתר מביא לחוסר יציבות שמתבטא בפיצול קרן הלייזר לקראת סוף הסיב, דבר הפוגע בעוצמת הלייזר. עם זאת, יאוריגי גם סקר כיצד דווקא חימום הסיב בתנאים מסויימים יוצר אפקטים רצויים.



במקביל להרצאות נערכה תערוכה מקצועית בה מיטב החברות מהארץ ומחו"ל הציגו את מרכולתם האלקטרו-אופטית. בין החברות שהציגו נמנו:Fast Laser Group, V-Gen, Vytran, Rosh Electroptics, Agentek, SCD-USA, Lahat Technologies, IX Fiber, CorActive, Ammo Engineering, Nufern, Thorlabs, AFL Global.




שלח לחבר
שתף


 


Google