飞秒激光器或将广泛应用于NASA飞行项目

2018-11-06 11:09

据悉，美国宇航局戈达德太空飞行中心的物理学家日前正在评估飞秒脉冲激光器的一系列广泛应用，希望该光子技术可以消除连接不同材料时对胶水和环氧树脂的依赖。

虽然环氧树脂在正常连接应用中几乎没有问题，但在太空中，该挥发性材料有可能排出能污染航天器和相关敏感设备的气体。

在Robert Lafon的带领下，NASA团队已经使用超快激光器进行了玻璃和铜、玻璃间的焊接，以及在不同的材料上钻出毛发大小的针孔等。发射的激光脉冲的超短特性意味着没有热量传递到目标加工材料，不会造成任何副作用。

在NASA一次新闻发布会上，Lafon解释道：“通过常规方法，无法直接将玻璃粘合到金属上。要做到这样，则必须使用环氧树脂，但是环氧树脂会在镜子和其他敏感仪器组件上放出气态物质并留下污染物。这会是一个严肃的应用问题。因此我们想摆脱对环氧树脂的依赖。目前已经开始与其他团体取得了联系，以便了解这些新功能是否有益于他们的项目。”

日前，在NASA空间技术任务理事会中央创新基金的支持下，该团队正在寻求对更多通常用于太空飞行仪器的材料，包括蓝宝石、Zerodur硼硅酸盐玻璃、钛和铝等进行研究。

NASA表示：“此次研究目标是焊接较大的材料，并证明该激光技术可以有效地将玻璃粘附在激光外壳、将光学元件焊接到金属饰片中。”

另一个潜在的应用领域是光子集成电路（PIC）的制造和封装，在该应用中，超短脉冲能够在不损坏周围区域的情况下去除少量材料，这意味着可以形成一些微观特征。在PICs中，这些微观特征可能包括可以透射光的微小通道或波导等。而相同的波导可以使液体流过化学分析和仪器冷却所需的微流体装置和芯片。

Lafon表示：“一切都始于最初的纯粹研究，现在我们希望将我们学到的东西应用到戈达德太空飞行中心的仪器制造。”

戈达德太空飞行中心战略整合高级技术专家Ted Swanson认为，该光学技术可以广泛应用于太空飞行项目。“超快激光器为材料的微处理提供了根本性的改变。团队的这项研究工作将使戈达德太空飞行中心将这种新兴技术应用于各种飞行应用。”