Kryształy lasera aleksandrytowego doskonale nadają się do wykorzystania w satelitach obserwacyjnych Ziemi. Są solidne i umożliwiają systemy laserowe z regulowaną długością fali wyjściowej. W ramach europejskiego projektu GALACTIC w ramach programu Horyzont 2020 partnerom Laser Zentrum Hannover eV (LZH), Optomaterials Srl (Włochy) i Altechna (Litwa) udało się teraz stworzyć wyłącznie europejski łańcuch dostaw laserowych kryształów aleksandrytu, które mogą być wykorzystywane w zastosowaniach kosmicznych .

Włoski partner Optomaterials produkuje konkurencyjne kryształy, które litewska firma Altechna dostarcza ze specjalną powłoką. Aby osiągnąć właściwości niezbędne do zastosowań kosmicznych, Altechna opracowała specjalne projekty powłok i procesy oparte na procesach napylania jonowego i magnetronowego.

Sprawdzone: przydatność do przestrzeni

Naukowcy z LZH dokładnie przetestowali kryształy w specjalnych systemach laserowych. Zaprojektowali te systemy z myślą o przyszłych zastosowaniach. Demonstratory mogą położyć podwaliny pod nowe laserowe przyrządy pomiarowe. Naukowcy z LZH wystawili kryształy aleksandrytu na promieniowanie protonowe i gamma oraz przeprowadzili kilka cykli temperaturowych typowych dla zastosowań kosmicznych.

Przed i po tych testach środowiskowych scharakteryzowali kryształy między innymi pod względem ich właściwości transmisyjnych i wydajności lasera. Ponieważ testy środowiskowe nie zmieniły istotnie mierzonych parametrów, można było wykazać przydatność przestrzeni. Ponadto naukowcy wykazali, że próg uszkodzeń wywołanych laserem (LIDT) kryształów jest równy, a nawet przewyższa najlepsze produkty na rynku światowym.

W ten sposób zespół GALACTIC z powodzeniem podniósł poziom gotowości technologicznej (TRL) kryształów aleksandrytu zakwalifikowanych do lotów kosmicznych z Europy z 4 do 6 i przygotował kryształy do ​​wprowadzenia na rynek.

Specjalne właściwości dla dokładniejszych danych

Kryształy aleksandrytu mają bardzo dobre przewodnictwo cieplne i wytrzymałość na pękanie. Dlatego nadają się do stosowania w systemach laserowych dużej mocy i są wystarczająco wytrzymałe, aby wytrzymać trudne warunki panujące w przestrzeni kosmicznej.

Ponieważ kryształy można wykorzystać do dostrajania wyjściowej długości fali systemów laserowych, mogą one stanowić podstawę nowych typów laserowych przyrządów pomiarowych dla satelitów obserwacyjnych Ziemi. Takie instrumenty mogłyby być wykorzystywane do zbierania dokładniejszych danych dotyczących klimatu, dotyczących stanu atmosfery lub roślinności.

Wyniki badań są publikowane w czasopiśmie Ekspres optyczny.