レーザーを使用してより持続可能な世界を実現する

ミュンヘンで開催された LASER 見本市は、今年 50 回目の誕生日を迎えました。 来場者数は40,000人を超え、パンデミック前の水準を30パーセントも上回り、レーザー技術の経済的関連性を明確に示している。 また、見本市automaticaとWorld of QUANTUMも同じ会場で開催されました。 一方で、これは今日レーザー技術と機械工学がいかに強力にネットワーク化されているかを示しています。 一方で、量子技術などの新しいトピックがイノベーションのペースを加速させています。

レーザー技術が基礎研究といかに密接に結びついているかが、World of Photonics Congress で実証されました。 ローレンス・リバモア国立研究所の国立点火施設のタミー・マー博士とフラウンホーファーILT所長のコンスタンティン・ヘフナー教授は、そこでの全体講演でレーザー駆動慣性核融合の可能性について語った。 このテーマは将来のエネルギー源として大きな期待を集めていますが、レーザー技術の開発も促進するでしょう。

極限条件でのレーザー溶接

スノーモービルは間違いなく、レーザー フェアで最も珍しい展示品の 1 つです。 しかし今年、フラウンホーファー ILT は、フィンランドの自動車メーカー、オーロラ パワートレインの電動スノーモービルをブースに展示しました。 同社は、北極温度向けに開発された非常に高いエネルギー密度を備えた耐寒性バッテリーを使用しています。 IP67 定格のバッテリーの接合技術はアーヘンでカスタマイズされました。

Aurora は、厚さ 0.2 mm の銅とアルミニウムの電気接点を備えたリチウムイオン NMC パウチ セルを使用しています。 セルは 1 kW シングルモード ファイバー レーザーで溶接され、その制御電子機器が出力を局所的に変調します。 「私たちはアイデアを評価し、最初のサンプルを製造し、フィンランドの新興企業のさらなる発展をサポートしました」とフラウンホーファー ILT の接合および切断部門の責任者、アレクサンダー オロウィンスキー博士は説明します。 「現在、私たちは大規模生産への導入をサポートしています。」

宇宙からの汚染物質測定用の堅牢なレーザー

フラウンホーファー ILT の専門家は、すでに数年前から気候研究にレーザーを使用しています。 レーダーと同様の 3 次元レーザー スキャニングの形式である LIDAR (Light Detection and Ranging) システムが重要な貢献をしています。 地球ベース、ヘリコプターベース、または衛星ベースのシステムがあります。 LASER World of PHOTONICS のフラウンホーファー ILT は、これら 3 つの異なるバリエーションに関する展示を行いました。 そのうちの 1 つは、フランスとドイツの気候変動ミッション MERLIN (メタン リモート センシング LIDAR-Mission) の衛星ベースの LIDAR システムです。

メタンは最も危険な温室効果ガスの 1 つです。 CO2よりもはるかに環境に有害です。 したがって、それが正確にどこで放出され、どこで消えるかを正確に研究することは、気候変動をさらに理解するために重要です。 MERLIN 気候変動ミッションの一環として、アーヘンの研究者は堅牢な LIDAR システムを開発しています。 これにより、最終的には衛星に搭載された大気中のメタン濃度が測定されることになります。

昼夜を問わずレーザー光線を大気中に送り込み、後方散乱信号からメタンの分布を計算する。 太陽放射を必要とする光学分光計による従来のメタン測定とは異なり、MERLIN-LIDAR は地球の夜側の値も測定できます。 小規模な雲の隙間の測定にも使用できます。 したがって、レーザーは -30 ～ +50 °C の温度範囲でフルパワーを供給する必要があります。 この目的のために特別な取り付け技術がフラウンホーファー ILT で開発され、現在他の衛星プロジェクトにも適用されています。

量子インターネット用の量子周波数コンバータ

量子インターネット用のシステムは現在、さまざまな資金提供プロジェクトで開発されています。 これらは盗聴防止通信を可能にし、後には量子コンピューターのネットワーク化も可能にすることを目的としています。 量子インターネットを介した通信には、特殊な光源で生成された個々の光子の送信が含まれます。