{"id":8012,"date":"2023-07-17T15:25:12","date_gmt":"2023-07-17T07:25:12","guid":{"rendered":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/?p=8012"},"modified":"2024-02-27T19:30:20","modified_gmt":"2024-02-27T11:30:20","slug":"nasa-team-investigates-ultrafast-laser-machining-for-multiple-spaceflight-applications","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/nasa-team-investigates-ultrafast-laser-machining-for-multiple-spaceflight-applications\/","title":{"rendered":"NASA-Team untersucht ultraschnelle Laserbearbeitung f\u00fcr mehrere Raumfahrtanwendungen"},"content":{"rendered":"

Ein ultraschneller Laser, der Lichtimpulse mit einer Dauer von nur 100 Millionstel Nanosekunden abfeuert, k\u00f6nnte m\u00f6glicherweise die Art und Weise revolutionieren, wie NASA-Techniker Instrumentenkomponenten aus unterschiedlichen Materialien herstellen und letztendlich zusammenbauen.<\/p>\n

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Ein Team optischer Physiker am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, experimentiert mit einem Femtosekundenlaser und hat bereits gezeigt, dass er effektiv Glas mit Kupfer und Glas mit Glas verschwei\u00dfen und haargro\u00dfe Nadell\u00f6cher in verschiedene Bereiche bohren kann\u00a0Materialien<\/a>.<\/p>\n

Jetzt weitet die Gruppe unter der Leitung des optischen Physikers Robert Lafon ihre Forschung auf exotischere Gl\u00e4ser wie Saphir und Zerodur sowie auf Metalle wie Titan, Invar, Kovar und Aluminium aus \u2013 Materialien, die h\u00e4ufig in Raumfluginstrumenten verwendet werden. Ziel ist es, gr\u00f6\u00dfere Teile dieser Materialien zu schwei\u00dfen und zu zeigen, dass die Lasertechnologie unter anderem beim Anbringen von Fenstern an Lasergeh\u00e4usen und Optiken an Metallhalterungen effektiv ist.<\/p>\n

Mit Unterst\u00fctzung des Center Innovation Fund-Programms des Space Technology Mission Directorate untersucht die Gruppe auch den Einsatz der Technologie bei der Herstellung und Verpackung photonischer integrierter Schaltkreise, einer aufstrebenden Technologie, die von Kommunikations- und Rechenzentren bis hin zu optischen Sensoren allen Bereichen zugute kommen k\u00f6nnte. Obwohl sie elektronischen integrierten Schaltkreisen \u00e4hneln, werden photonische integrierte Schaltkreise aus einer Materialmischung, einschlie\u00dflich Silizium und Silicium, hergestellt und verwenden sichtbares oder infrarotes Licht anstelle von Elektronen, um Informationen zu \u00fcbertragen.<\/p>\n

\u201eDas begann als reine Forschung, aber jetzt hoffen wir, das Gelernte hier bei Goddard auf die Herstellung von Instrumenten anwenden zu k\u00f6nnen\u201c, sagte Lafon und bezog sich dabei auf die Arbeit, die er und sein Team, darunter Frankie Micalizzi und Steve Li, durchf\u00fchren Experimentieren Sie mit verschiedenen Materialien und Techniken, die f\u00fcr Raumfahrtanwendungen von Nutzen sein k\u00f6nnten. \u201eWir sehen bereits, was die Anwendungen sein k\u00f6nnten. In diesem Fall liegt Forschung um der Forschung willen in unserem Interesse\u201c, sagte Lafon.<\/p>\n

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\"NASA
Steve Li (links), Frankie Micalizzi (Mitte) und Robert Lafon (rechts) verwenden einen ultraschnellen Laser, um unterschiedliche Materialien zu verbinden und mikroskopische Kan\u00e4le oder Wellenleiter zu \u00e4tzen, durch die Licht in photonischen integrierten Schaltkreisen und Lasersendern wandern k\u00f6nnte. Bildnachweis: NASA\/W. Hrybyk<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n

Die Tugenden der Technologie<\/h2>\n

Von zentraler Bedeutung f\u00fcr die Weiterentwicklung dieser Anwendungen ist der Laser selbst. Aufgrund seiner kurzen Impulse \u2013 gemessen bei einer Billiardstelsekunde \u2013 interagiert ein ultraschneller Laser auf einzigartige Weise mit Materialien, sagte Lafon. Die Laserenergie schmilzt das Zielmaterial nicht. Es verdampft es, ohne die umgebende Materie zu erhitzen.<\/p>\n

Dadurch k\u00f6nnen Techniker den Laser pr\u00e4zise anvisieren und unterschiedliche Materialien verbinden, die sonst ohne Epoxidharze nicht befestigt werden k\u00f6nnten. \u201eEs ist nicht m\u00f6glich, Glas direkt mit Metall zu verbinden\u201c, sagte Lafon. \u201eMan muss Epoxidharz verwenden, das ausgast und Verunreinigungen auf Spiegeln und anderen empfindlichen Instrumentenkomponenten ablagert. Dies k\u00f6nnte eine ernsthafte Anwendung sein. Wir wollen Epoxidharze loswerden. Wir haben bereits damit begonnen, mit anderen Gruppen und Missionen Kontakt aufzunehmen, um herauszufinden, wie diese neuen F\u00e4higkeiten ihren Projekten zugute kommen k\u00f6nnten.\u201c<\/p>\n

Eine weitere wichtige Anwendung liegt im Bereich der Mikrobearbeitung. \u201eDie F\u00e4higkeit, kleine Materialmengen zu entfernen, ohne die umgebende Materie zu besch\u00e4digen, erm\u00f6glicht es uns, mikroskopische Merkmale zu bearbeiten\u201c, f\u00fcgte Lafon hinzu.<\/p>\n

Zu den mikroskopischen Merkmalen geh\u00f6rt alles von gebohrten, haargro\u00dfen Nadell\u00f6chern in Metallen \u2013 eine Anwendung, die das Team bereits demonstriert hat \u2013 bis hin zum \u00c4tzen mikroskopischer Kan\u00e4le oder Wellenleiter, durch die Licht eindringen kann\u00a0Photonische integrierte Schaltkreise<\/a>\u00a0und Lasersender. Dieselben Wellenleiter k\u00f6nnten es Fl\u00fcssigkeiten erm\u00f6glichen, durch mikrofluidische Ger\u00e4te und Chips zu flie\u00dfen, die f\u00fcr chemische Analysen und Instrumentenk\u00fchlung ben\u00f6tigt werden.<\/p>\n

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Weit verbreitete Anwendbarkeit auf NASA-Projekte<\/h2>\n

\u201eUltrakurzpulslaser bieten grundlegende Ver\u00e4nderungen in der Art und Weise, wie wir Materialien mikroverarbeiten k\u00f6nnen\u201c, sagte Ted Swanson, leitender Technologe f\u00fcr strategische Integration bei Goddard. \u201eDie Arbeit des Teams an diesem Forschungsvorhaben wird es Goddard erm\u00f6glichen, diese neue Technologie an eine Vielzahl von Flugarten anzupassen\u00a0Anwendungen<\/a>.”<\/p>\n

Zu diesem Zweck arbeitet das Team an mehreren hochkar\u00e4tigen Projekten der NASA\u00a0Laser<\/a>\u00a0Kommunikationsprojekte, einschlie\u00dflich der Laser Communications Relay Demonstration \u2013 plant die Zusammenstellung einer Bibliothek mit Mikrobearbeitungs- und Schwei\u00dffunktionen. \u201eSobald wir diese F\u00e4higkeit zuverl\u00e4ssig nachweisen k\u00f6nnen, werden wir versuchen, sie auf bestehende Herausforderungen hier bei Goddard anzuwenden. Unsere ersten Untersuchungen zeigen, dass diese Technologie auf eine gro\u00dfe Anzahl von Projekten in der gesamten NASA angewendet werden k\u00f6nnte\u201c, sagte Lafon.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

An ultrafast laser that fires pulses of light just 100 millionths of a nanosecond in duration could potentially revolutionize the way that NASA technicians manufacture and ultimately assemble instrument components made of dissimilar materials.   A team of optical physicists at NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, is experimenting with a femtosecond laser<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":8031,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[1,321],"tags":[],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8012"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8012"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8012\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":8032,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8012\/revisions\/8032"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8031"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8012"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8012"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8012"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}