Traian Dascălu a condus proiecte de cercetare în domeniul fizicii laserilor, aplicațiilor laserilor în industrie și medicină, fizicii radiației THz și aplicațiilor acesteia. Într-un interviu pentru DECS, Traian Dascălu vorbește despre creșterea cristalelor, pe care ulterior le folosește în diferite aplicații, în special pentru laseri, unde sunt densități mari de putere, energie.
„M-a pasionat și pe mine și așa am ajuns în acest laborator unde lucrez din ’80. Fiind student la Facultatea de Fizică am făcut un tur al laboratoarelor Institutului și am ajuns în fața instalației de creștere cristale. Mi s-a părut că este locul cel mai interesant! L-am rugat pe șeful de laborator, profesorul academician Voicu Lupei, să-mi permită să-mi fac licența acolo și să învăț despre cristale. Am ajuns să utilizez cristalele. Eu sunt laserist de profesie, dar împreună cu colegii mei am lucrat mult și în configurarea unor cristale. Ce înseamnă să creștem cristale? Spre deosebire de cristalele din natură, se pot dezvolta diverse tehnici de creștere, astfel încât punând o sămânță – de fapt, toți la școala generală facem experimentul cu sare în apă: punem sare în apă, o soluție saturată, lăsăm apa să se evapore și atunci vom observa mici cristale. Un experiment de creștere cristale pe care îl fac copiii. Dar în cazul nostru vrem să utilizăm aceste cristale în diferite aplicații, în special pentru laseri, unde avem densități mari de putere, energie. Și atunci, trebuie să căutăm acele materiale care satisfac toate condițiile din punctul nostru de vedere. Sunt cristale care se cresc la temperaturi mici, sunt cristale care se cresc la temperaturi de peste 2000 de grade“, își începe povestea Traian Dascălu.
În cât timp crește un cristal?
Tehnicile de creștere a cristalelor nu s-au schimbat foarte mult în 100 de ani, dar putem face o analogie cu motorul de mașină. Tot acum 100 și ceva de ani a fost inventat, dar între timp lucrurile s-au schimbat radical în privința motoarelor. Principiul a rămas același – motor în 4 timpi, dar avem astăzi sute de cai putere sub capotă. Același lucru se întâmplă și cu cristalele. Dacă la început aveam cristale cu imperfecțiuni, cu dopaje mai mult sau mai puțin reușite, în ziua de astăzi oamenii sunt în stare să crească cristale care livrează destulă energie pentru a obține laseri cu puteri de vârf de 10 peta watti. 1 peta watt avem la noi în Institut aici.
În ce constă această creștere și cât durează? Traian Dascălu spune că depinde de cristal. „De exemplu, la noi în laborator avem o instalație de creștere prin metoda Bridgman ce înseamnă că avem un creuzet de iridium – acesta este un metal care se topește foarte greu. În acest creuzet se pun mai multe amestecuri de oxizi – de pământuri rare, oxid de aluminiu, oxid de ytriu, oxid de neodimium.
Prin inducție se topește materialul dinăuntru – prin același principiu ca la cuptorul cu microunde dacă vreți, doar că acum temperatura, căldura este generată în acest creuzet de iridiu care o transferă materialului, se topește. Am o topitură care are aproape 2.000 de grade. Și vin, ca să obțin un monocristal trebuie să vin cu o amorsă. Vin cu o bucată foarte mică de material monocristalin orientat pe direcția în care trebuie să crească, ating suprafața și datorită faptului că temperatura acestei amorse este mai mică decât temperatura de topire a materialului, materialul topit începe să piardă căldură exact în zona aceea și începe să se solidifice, urmănd modelul pe care i l-am dat în amorsă. Mai departe nu trebuie decât să am grijă să fie uniform, adică să rotesc amorsa și să trag ușor de ea în sus. Cât de ușor, depinde de materialul pe care îl cresc.
Dar pe vremuri când creșteam cristale de neodimium yag, aveam nevoie de volum, dura două săptămâni. Dar pentru cristalele pe care le folosesc acum cei care produc laseri de 10 petawatti e nevoie de câteva luni de muncă și nu e sigur că la finalul celor câteva luni de muncă este bun cristalul. Datorită faptului că trebuie să controlezi toți parametri pe un volum mare, toți parametri de temperatură pe o perioadă mare de timp“, povestește Traian Dascălu.
Cum se obține un laser
Ce înseamnă un cristal? Înseamnă o succesiune regulată a unui model.
„Am o celulă elementară pe care o reproduc într-un volum mare. Ca să-mi fie util nu este suficient să reproduc această celulă elementară; pentru un laserist este important să înlocuiască anumiți atomi, anumiți ioni din această structură cristalină cu cei care-i sunt favorabili din punct de vedere al efectului laser. Adică favorabili în sensul că are tranziția între două stări excitate, o tranziție la lungimea de undă care ne interesează, are o eficiență bună a acestei tranziții, absoarbe acolo unde ne interesează pe noi, în rest este perfect transparent și nu prezintă să spunem variații ale indicelui de refracție, acele ape pe care le vedem în sticla de proastă calitate. Trebuie să fie perfect dacă vrem să obținem un laser.“
Cine este Traian Dascălu?
Traian Dascălu a absolvit Facultatea de Fizică, secția Fizică Tehnologică a Universității din București în 1982. După o perioadă de lucru de doi ani în Laboratorul Examinare Post-Iradiere în Institutul de Reactori Nucleari Pitești, a început activitatea de cercetare în domeniul laserelor în Laboratorul de Medii Active Laser și Interacția Radiației cu Materia în Institutul de Fizica Laserilor, Plasmei și Radiației.
În 1993 a obținut titlul de Doctor în Fizică la Institutul de Fizică Atomică București, sub conducerea Acad. Voicu Lupei. În 1995 a lucrat în Optische Institute Technical University Berlin ca bursier postdoc. Din 1998 până în anul 2005 lucrează ca cercetător invitat în Mexic și Japonia. Traian Dascălu și-a continuat cariera de cercetare în Institutul de Fizica Laserilor, Plasmei și Radiației, este cercetător științific gradul I, iar în prezent este directorul științific al institutului.
Atât în țară, cât și în străinătate a condus proiecte de cercetare în domeniul fizicii laserilor, aplicațiilor laserilor în industrie și medicină, fizicii radiației THz și aplicațiilor acesteia. Rezultatele obținute s-au materializat prin patente naționale și internaționale, articole în reviste de circulație internațională, lecții invitate etc. Este membru al Optical Society of America.
citește mai multe interviuri pe DECS
Precizare:
Ziarul Cotidianul își propune să găzduiască informații și puncte de vedere diverse și contradictorii. Publicația roagă cititorii să evite atacurile la persoană, vulgaritățile, atitudinile extremiste, antisemite, rasiste sau discriminatorii. De asemenea, invită cititorii să comenteze subiectele articolelor sau să se exprime doar pe seama aspectelor importante din viața lor si a societății, folosind un limbaj îngrijit, într-un spațiu de o dimensiune rezonabilă. Am fi de-a dreptul bucuroși ca unii comentatori să semneze cu numele lor sau cu pseudonime decente. Pentru acuratețea spațiului afectat, redacția va modera comentariile, renunțînd la cele pe care le consideră nepotrivite.