Un controllo semplice ed economico della preparazione dei cristalli
Scienziati presso la facoltà di ingegneria elettrica dell'Università di tecnologie Czestochowa, in Polonia, hanno tentato di sviluppare un nuovo metodo di fabbricazione finalizzato al potenziamento delle proprietà dei materiali cristallini nell'ambito del progetto TEMESAMA , finanziato dall'UE. L'obiettivo dell'iniziativa consisteva nel miglioramento dell'efficienza e della stabilità del controllo ottimizzato o della modulazione di laser a elevata potenza in celle elettroottiche o celle ottiche non lineari. La riuscita del progetto dipendeva fortemente dalla creazione o l'aggiornamento di strutture necessarie per la conduzione di attività sperimentali e di misurazione. Tutti i progressi tecnologici raggiunti in questo settore sono protetti dal deposito di un brevetto in Ucraina e la presentazione di una domanda di brevetto in Polonia ancora in corso. I ricercatori hanno installato un dispositivo interferometrico ed elettroottico e ideato una tecnica finalizzata alle misurazioni relative ai controlli di qualità negli slebi ottici durante la fabbricazione. Sono state quindi elaborate le tecniche necessarie ai fini delle misurazioni dei coefficienti dei tensori elettroottici ed è stata eseguita la modernizzazione delle configurazioni ottiche non lineari esistenti. Dopo aver appurato il corretto funzionamento delle configurazioni, gli scienziati hanno studiato le caratteristiche della langasite presente nei materiali anisotropi, dei cristalli puri di niobato di litio e dei cristalli di niobato di litio drogati all'ossido di magnesio. Dopo aver creato serie complete di costanti di tensori lineari e non lineari per i materiali, gli esperti sono stati in grado di ricavare, mediante strumenti matematici, informazioni importanti relative all'anisotropia spaziale tridimensionale (3D) degli effetti elettroottici e acusto/piezoottici. I risultati teorici confermati in alcuni esperimenti hanno messo in luce la mancata corrispondenza tra le principali direzioni fisiche del cristallo e le geometrie necessarie ai fini dell'ottimizzazione dell'efficienza elettro/acustoottica. Le informazioni ottenute offrono nuove opportunità in termini di aumento del livello di efficienza nei dispositivi optoelettronici. Grazie all'utilizzo di software su misura, gli investigatori sono stati inoltre in grado di eseguire un'analisi della stabilità direzionale dei materiali rispetto alle variazioni non controllate dei parametri. Dal momento che il potenziamento degli effetti determina anche un potenziamento della stabilità, i risultati ottenuti verranno accolti favorevolmente dalla comunità esperta in materia di cristalli. Le nuove tecnologie garantiscono una preparazione rapida ed economica dei materiali cristallini elettroottici, piezoottici o ottici non lineari con livelli di efficienza e di stabilità dei parametri ottimizzati. Gli esperti prevedono che la preparazione di materiali cristallini nuovi ed esistenti che utilizzano queste tecniche registrerà un impatto commerciale determinante sul controllo e/o la conversione delle radiazioni laser superpotenti che rappresentano un aspetto cruciale per l'industria optoelettronica dell'UE. Tali soluzioni spianeranno altresì la strada a numerosissimi strumenti innovativi che consentiranno di creare nuovi dispositivi e sistemi.
