Usando Lasers para um Mundo Mais Sustentável

Aug 08, 2023

A feira LASER em Munique comemorou seu 50º aniversário este ano. Com mais de 40.000 visitantes, ficou uns bons 30% acima do nível pré-pandemia, um sinal claro da relevância económica da tecnologia laser. Além disso, as feiras automatica e World of QUANTUM foram realizadas no mesmo local. Por um lado, isto mostra quão fortemente a tecnologia laser e a engenharia mecânica estão hoje interligadas; por outro, novos temas como as tecnologias quânticas estão a acelerar o ritmo da inovação.

O quão intimamente a tecnologia laser está ligada à pesquisa básica foi demonstrado no Congresso Mundial de Fotônica. Tammy Ma, do National Ignition Facility do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, e o Prof. Constantin Häfner, diretor do Fraunhofer ILT, falaram lá na Palestra Plenária sobre o potencial da fusão inercial acionada por laser. O tema suscitou grandes expectativas como futura fonte de energia – mas também impulsionará o desenvolvimento da tecnologia laser.

Soldagem a laser para condições extremas

Um snowmobile é definitivamente uma das exposições mais incomuns em uma feira de laser. Este ano, no entanto, a Fraunhofer ILT exibiu em seu estande um snowmobile elétrico da fabricante de veículos finlandesa Aurora Powertrains. A empresa utiliza baterias resistentes ao frio com densidade de energia extremamente alta, desenvolvidas para as temperaturas do Ártico. A tecnologia de união das baterias com classificação IP67 foi personalizada em Aachen.

Aurora usa células de bolsa NMC de íons de lítio com contatos elétricos de cobre e alumínio de 0,2 mm de espessura. As células são soldadas com um laser de fibra monomodo de 1 kW, cuja eletrônica de controle modula localmente a potência. “Avaliamos a ideia, fabricamos as primeiras amostras e apoiamos a startup finlandesa em seu desenvolvimento”, explica o Dr. Alexander Olowinsky, chefe do departamento de união e corte da Fraunhofer ILT. “Agora estamos apoiando-os na implementação para produção em larga escala.”

Lasers robustos para medições de poluentes do espaço

Especialistas do Fraunhofer ILT já usam lasers para pesquisas climáticas há vários anos. Os sistemas LIDAR (Light Detection and Ranging), uma forma de varredura tridimensional a laser semelhante ao radar, dão uma contribuição importante. Existem sistemas terrestres, baseados em helicópteros ou baseados em satélite. LASER World of PHOTONICS, Fraunhofer ILT apresentou exposições sobre essas três variantes diferentes. Um deles é o sistema LIDAR baseado em satélite da missão climática franco-alemã MERLIN (Metano Remote Sensing LIDAR-Mission).

O metano é um dos gases de efeito estufa mais perigosos. É muito mais prejudicial ao meio ambiente do que o CO2. Um estudo preciso sobre onde exactamente é emitido e onde desaparece é, portanto, importante para uma melhor compreensão das alterações climáticas. Como parte da missão climática MERLIN, investigadores de Aachen estão a desenvolver um sistema LIDAR robusto. Isto acabará por medir a concentração de metano na atmosfera a bordo de um satélite.

Ele enviará raios laser para a atmosfera dia e noite e calculará a distribuição do metano a partir dos sinais retroespalhados. Ao contrário das medições convencionais de metano com espectrômetros ópticos, que requerem radiação solar, o MERLIN-LIDAR também pode medir valores no lado noturno da Terra. Também pode ser usado para fazer medições em lacunas de nuvens em pequena escala. Conseqüentemente, o laser deve fornecer potência total em uma faixa de temperatura de -30 a +50 °C. Para esse fim, foram desenvolvidas tecnologias de montagem especiais no Fraunhofer ILT, que agora também estão sendo aplicadas em outros projetos de satélite.

Conversor de frequência quântica para a internet quântica

Os sistemas para a Internet quântica estão atualmente a ser desenvolvidos em vários projetos financiados. Destinam-se a permitir a comunicação à prova de interferências e, mais tarde, também a rede de computadores quânticos. A comunicação via internet quântica envolve a transmissão de fótons individuais gerados em fontes de luz especiais.