보다 지속 가능한 세상을 위해 레이저 사용

뮌헨에서 열린 LASER 전시회는 올해로 50주년을 맞이했습니다. 40,000명이 넘는 방문객이 방문하여 전염병 이전 수준보다 30% 높은 수준으로 레이저 기술의 경제적 타당성을 분명히 보여주었습니다. 또한, 오토매틱(automatica) 무역 박람회와 월드 오브 퀀텀(World of QUANTUM)도 같은 장소에서 열렸습니다. 한편으로 이는 오늘날 레이저 기술과 기계 공학이 얼마나 강력하게 네트워크화되어 있는지를 보여줍니다. 다른 한편으로는 양자 기술과 같은 새로운 주제가 혁신의 속도를 가속화하고 있습니다.

레이저 기술이 기초 연구와 얼마나 밀접하게 연관되어 있는지는 World of Photonics Congress에서 입증되었습니다. 로렌스 리버모어 국립연구소(Lawrence Livermore National Laboratory) 국립 점화 시설의 Tammy Ma 박사와 Fraunhofer ILT 소장인 Constantin Häfner 교수는 전체 강연에서 레이저 구동 관성 핵융합의 잠재력에 대해 연설했습니다. 이 주제는 미래 에너지원으로 큰 기대를 불러일으키는 동시에 레이저 기술 발전에도 도움이 될 것입니다.

극한 상황을 위한 레이저 용접

스노모빌은 확실히 레이저 박람회에서 가장 특이한 전시물 중 하나입니다. 그러나 올해 Fraunhofer ILT는 부스에 핀란드 자동차 제조업체인 Aurora Powertrains의 전기 스노모빌을 전시했습니다. 이 회사는 북극 온도에 맞게 개발된 에너지 밀도가 매우 높은 내한성 배터리를 사용합니다. IP67 등급 배터리의 접합 기술은 아헨에서 맞춤화되었습니다.

Aurora는 0.2mm 두께의 구리 및 알루미늄 전기 접점이 있는 리튬 이온 NMC 파우치 셀을 사용합니다. 셀은 제어 전자 장치가 전력을 국부적으로 변조하는 1kW 단일 모드 광섬유 레이저로 용접됩니다. Fraunhofer ILT의 접합 및 절단 부서 책임자인 Alexander Olowinsky 박사는 “우리는 아이디어를 평가하고 첫 번째 샘플을 제조했으며 핀란드 스타트업의 추가 개발을 지원했습니다.”라고 설명합니다. "이제 우리는 대규모 생산을 위해 이를 구현하도록 지원하고 있습니다."

우주 오염 물질 측정을 위한 견고한 레이저

Fraunhofer ILT의 전문가들은 이미 수년 동안 기후 연구에 레이저를 사용해 왔습니다. 레이더와 유사한 3차원 레이저 스캐닝 형태인 LIDAR(빛 감지 및 거리 측정) 시스템은 중요한 역할을 합니다. 지구 기반, 헬리콥터 기반 또는 위성 기반 시스템이 있습니다. LASER World of PHOTONICS, Fraunhofer ILT는 이 세 가지 변형 제품을 전시했습니다. 그 중 하나는 프랑스-독일 기후 임무 MERLIN(메탄 원격 감지 LIDAR-미션)의 위성 기반 LIDAR 시스템입니다.

메탄은 가장 위험한 온실가스 중 하나입니다. CO2보다 환경에 훨씬 더 해롭습니다. 따라서 정확히 어디에서 배출되고 어디에서 사라지는지에 대한 정확한 연구는 기후 변화를 더 깊이 이해하는 데 중요합니다. MERLIN 기후 임무의 일환으로 Aachen의 연구원들은 강력한 LIDAR 시스템을 개발하고 있습니다. 이는 결국 위성에 탑재된 대기 중 메탄 농도를 측정하게 됩니다.

밤낮으로 대기에 레이저 빔을 보내고 후방 산란 신호에서 메탄 분포를 계산합니다. 태양 복사가 필요한 기존의 광학 분광계를 사용한 메탄 측정과 달리 MERLIN-LIDAR는 지구의 밤 쪽에서도 값을 측정할 수 있습니다. 소규모 구름 간격을 측정하는 데에도 사용할 수 있습니다. 따라서 레이저는 -30 ~ +50 °C의 온도 범위에서 최대 출력을 제공해야 합니다. 이러한 목적을 위해 Fraunhofer ILT에서는 특수 장착 기술이 개발되었으며 현재 다른 위성 프로젝트에도 적용되고 있습니다.

양자 인터넷용 양자 주파수 변환기

양자 인터넷을 위한 시스템은 현재 다양한 자금 지원 프로젝트에서 개발되고 있습니다. 이는 탭 방지 통신을 가능하게 하고 나중에는 양자 컴퓨터의 네트워킹도 가능하게 하기 위한 것입니다. 양자 인터넷을 통한 통신에는 특수 광원에서 생성된 개별 광자의 전송이 포함됩니다.