29 Gegužės, 2025

Dr. Lukas Ramalis. Nuotrauka iš asmeninio archyvo

Naujasis mokslų daktaras – optines dangas lazeriams kuriantis L. Ramalis

Gegužės 28-ąją FTMC apginta dar viena disertacija. Lazerinių technologijų skyriaus fizikas Lukas Ramalis tapo medžiagų inžinerijos mokslų daktaru. Tema: „Skulptūrinių plonų sluoksnių formavimas ant kristalinių padėklų ir jų tyrimai lazerinėse sistemose” („Formation of Sculptured Thin Films on Crystalline Substrates and Their Investigation in Laser Systems“). Mokslinis konsultantas: dr. Tomas Tolenis.

Sveikiname kolegą ir linkime visokeriopos tolesnės sėkmės!

Šioje disertacijoje nagrinėjama, kaip ant kristalinių paviršių kuriamos ypatingos optinės dangos – ploni „skulptūriniais“ vadinami sluoksniai. Jų paskirtis – pagerinti lazerių veikimą. Pavyzdžiui, tokie sluoksniai mažiau sugeria intensyvią šviesą ir yra atsparesni galingiems lazerio spinduliams, ilgiau tarnauja ir nesugenda nuo drėgmės ar kitų aplinkos veiksnių.

Be to, šios dangos gali būti tinkamos naudoti kuriant mažesnius, efektyvesnius ir atsparesnius lazerinius įrenginius, kurie naudojami pramonėje, medicinoje, komunikacijoje ir kitur.

Darbo metu sėkmingai išbandytas garinimo slystančiu kampu (GLAD) metodas.

„Tyrinėjau skulptūrinių dangų pagrindu suformuotus optinius elementus ir jų stabilumą aplinkoje. Buvo tyrinėjami įvairūs metodai siekiant išvengti degradacijos daugiasluoksnėse dangose, kurios sudarytos tik iš silicio dioksido. Taip pat, buvo atlikti pirmieji tokių dangų taikymai ant lazerinių kristalų formuojant Brego veidrodį arba visiško vidaus atspindžio elementą“, – pasakoja Lukas.

(Skenuojančiu elektronų mikroskopu atlikti nanostruktūrizuotų skulptūrinių dangų vaizdai: a) vertikali, b) zigzaginė ir c) spiralinė skulptūrinė struktūra. Nuotraukos iš dr. Luko Ramalio disertacijos)

Pasak jaunojo mokslininko, darbo metu pavyko panaudoti specialų lazerinį kaitinimo metodą, kad vadinamieji Brego veidrodžiai taptų labai atsparūs stipriam lazeriui – jie atlaikė net iki 180 J/cm². Taip pat buvo pritaikytos ypatingos nišinės skulptūrinės dangos, kurios padeda geriau atspindėti šviesą kristaluose. Šios dangos labai tinka lazeriams, kuriuose šviesa juda zigzagu. Naudojant jas, šviesa gali gerai atsispindėti net kai krinta mažesniu kampu – nuo 46 laipsnių.

„Skulptūrinių dangų pagrindu suformuotos dangos naudojant tik silicio dioksido medžiagą yra labai atsparios lazerinei spinduliuotei. Stabilizavus ir izoliuojant nuo aplinkoje esančios drėgmės, šias dangas galima taikyti aukštos galios lazerinėse sistemose.

Be to, nanostruktūrizuotus sluoksnius galima taikyti įvairių nišinių elementų formavime dėl unikalios savybės – efektyvaus lūžio rodiklio kontroliavimo nusodinimo metu. Vienas iš puikių pavyzdžių yra visiško vidaus atspindžio kampo padidinimas YAG kristaliniams padėklams. Taip pat yra galimybė formuoti vienus iš plačiausių dielektrinių sluoksnių pagrindu suformuotų Brego veidrodžių kombinuojant porėtus silicio dioksido sluoksnius su tankiais aukšto lūžio rodiklio sluoksniais. Tokie elementai yra labai naudingi femtosekundinių impulsų suspaudimui „Multi-pass cell“ sistemose“, – sako L. Ramalis.

Beje, „Multi-pass cell“ – tai prietaisas, kuris leidžia šviesai daug kartų pereiti per tą pačią medžiagą, kad būtų lengviau aptikti net labai mažus jos kiekius.

FTMC informacija