Od pierwszego polskiego lasera po rozwiniętą technikę laserową

Pierwszy polski laser uruchomiono w Wojskowej Akademii Technicznej. Było to 20.08.1963 r., niewiele ponad trzy lata po tym, jak 16.05.1960 r. zainaugurowano działanie pierwszego na świecie lasera rubinowego. Pierwszy polski laser był emiterem gazowym, helowo-neonowym, i generował promieniowanie podczerwone o długości fali 1,15 μm. Pierwszy laser rubinowy działał na uczelni już 7.11.1963 r. W kolejnych latach naukowcy WAT opracowali nowe typy tych urządzeń. Laser molekularny dużej mocy na dwutlenku węgla (laser CO2) zbudowano w 1966 r., natomiast laser na szkle neodymowym – w 1968 r. Opanowanie technologii wytwarzania laserów spowodowało, że Wojskowa Akademia Techniczna weszła do elitarnego światowego grona ośrodków naukowych prowadzących najbardziej zaawansowane badania naukowe.

Badania laserów w WAT były poprzedzone pracami dotyczącymi maserów – generatorów spójnego mikrofalowego promieniowania elektromagnetycznego, działających na zasadzie wymuszonej emisji w atomach lub cząsteczkach. Maser skonstruowano w lutym 1963 r.

Lasery szybko znajdowały wojskowe i cywilne zastosowania. W 1968 r. rozpoczęto produkcję laserów CO2 dużej mocy. Prace nad ich użyciem w geodezji, budownictwie i przemyśle zaowocowały aplikacjami przy budowie Portu Północnego oraz masztu radiowego w Gąbinie. Laserowe urządzenia służyły do cięcia płytek ceramicznych, produkcji układów scalonych oraz korekcji rezystorów.

W medycynie zastosowano je jeszcze wcześniej. Już 31.03.1965 r. odbył się pokaz medycznego koagulatora laserowego – pierwszego takiego urządzenia w Europie. W kwietniu tego samego roku w Klinice Chorób Oczu w Warszawie przeprowadzono nim pierwszą w Europie operację przyklejenia siatkówki w oku pacjenta. W latach 1965–1978 laseroterapię oka wykonano ok. 6 tysiącom pacjentów, a liczba wszystkich zabiegów chirurgicznych z zastosowaniem koagulatora laserowego wyniosła ok. 20 tysięcy. Technika laserowa na trwałe weszła do polskich szpitali i klinik. W roku 1978 wyprodukowano serię opracowanych w WAT laserowych lancetów chirurgicznych i wykonano pierwszą operację z ich wykorzystaniem (w Instytucie Chirurgii Centrum Kształcenia Podyplomowego Wojskowej Akademii Medycznej w Warszawie).

Dalmierz do pomiarów satelitarnych to kolejna technologia, która powstała w WAT. W 1985 r. zintegrowano go z teleskopem UAM w Obserwatorium Astronomicznym w Borowcu pod Poznaniem i uzyskano dokładności pomiarów odległości do satelity Lageos I i II (orbita na wysokości 5900 km) poniżej 10 cm. Był to wynik na światowym poziomie! Holokamera do rejestracji drgań i odkształceń obiektów o dużej dynamice zaburzeń (skonstruowana w latach 1979–1982) pozwalała na rejestrację odkształceń o amplitudzie ok. 350 nm. Katalog urządzeń laserowych do aplikacji medycznych poszerzyły wówczas: skalpel laserowy, urządzenia do zabiegów mikrochirurgicznych w okulistyce, koagulator półprzewodnikowy, systemy medyczne z laserami holmowymi i erbowymi, urządzenia do zabiegów mikrochirurgicznych w otolaryngologii, zestawy biostymulacyjne do gabinetów rehabilitacji i medycyny sportowej. Układy biostymulatorów różnego typu, głównie z laserami helowo-neonowymi, zostały wdrożone do produkcji małoseryjnej.

Urządzenia elektroniki kwantowej dla wojska: dalmierze laserowe, układy ostrzegania o promieniowaniu laserowym, laserowe systemy symulacji pola walki oraz systemy kierowania ogniem – to priorytety badawcze w latach Elementem tych urządzeń były cyfrowe przeliczniki danych balistycznych, noktowizyjne lub termowizyjne systemy celownicze. Urządzenia zaprojektowane w WAT i wdrożone do przemysłu należały do najnowocześniejszego wyposażenia Wojska Polskiego.

Laserowy dalmierz artyleryjski PORTLAND wyprodukowano w Przemysłowym Centrum Optyki w Warszawie w 147 egzemplarzach, SKO MERIDA w 599 egzemplarzach, system ostrzegania o promieniowaniu laserowym BOBRAWA w 681 egzemplarzach dla WP i 78 na eksport, SKO DRAWA i SKO DRAWA-T dla czołgu T-72 w 249 egzemplarzach. W 1995 r. Przemysłowe Centrum Optyki rozpoczęło produkcję pierwszego dwufalowego (długości fali 1,55 µm i 10,6 µm) systemu ostrzegania o promieniowaniu laserowym OBRA. W tym samym roku wdrożono do produkcji laserowe symulatory strzelań na wozy bojowe oraz broń strzelecką. Symulatory CZANTORIA pozwalały na skuteczne i nowoczesne prowadzenie treningu strzeleckiego i taktycznego przy jednoczesnym obniżeniu jego kosztów. W 2000 r. do produkcji seryjnej weszła przenośna rakieta przeciwlotnicza GROM. Równocześnie rozpoczęto proces jej przystosowania do systemów ZU-23-2, BIAŁA (ZSU-23-4) oraz POPRAD.

Wiele z nich, po kolejnych modernizacjach, ciągle znajduje się na wyposażeniu sił zbrojnych. Równolegle wprowadzane są nowoczesne technologie, takie jak zdalne laserowe systemy wykrywania skażeń chemicznych i biologicznych (lidary), systemy broni skierowanej energii – broń laserowa, amunicja inteligentna, systemy rozpoznania i naprowadzania, optoelektroniczne głowice naprowadzające.

Technika laserowa pozwoliła na podjęcie w WAT zaawansowanych badań naukowych. Już na początku lat 70. prowadzono eksperymenty laserowej generacji plazmy i laserowej mikrosyntezy termojądrowej. Po raz pierwszy w Polsce uzyskano neutrony z plazmy wytworzonej laserem. W latach 90. Akademia uczestniczyła w pracach nad laserami rentgenowskimi. Eksperymenty z opracowanymi i wykonanymi w WAT tarczami gazowymi przeprowadzono w czołowych laboratoriach na świecie: w Instytucie Optyki Kwantowej Maxa Plancka w Garching, w Narodowym Laboratorium Lawrence w Livermore (USA) oraz w Centrum Zaawansowanych Badań Fotonowych w Kizu (Japonia). Podczas wspólnych badań w Instytucie w Garching uzyskano generację spójnego promieniowania w zakresie skrajnego nadfioletu (EUV) o długości fali 46,9 nm w wyniku akcji laserowej w plazmie argonowej, natomiast w ośrodku badawczym w Kizu otrzymano emisję spójnego promieniowania rentgenowskiego o długości fali 10 nm w wyniku akcji laserowej w plazmie ksenonowej.

W 2010 r. w Akademii opracowano laserowo-plazmowe źródła promieniowania rentgenowskiego EUV, które znalazły zastosowanie w wielu obszarach nauki i techniki, w tym mikroskopii z nanometrową rozdzielczością przestrzenną, tomografii, mikro- i nanoobróbki materiałów, modyfikacji warstwy wierzchniej, radiobiologii i innych.

W WAT powstały unikatowe w skali świata lasery światłowodowe generujące promieniowanie w obszarze bliskiej podczerwieni oraz źródła supercontinuum zakresu widmowego bliskiej i średniej podczerwieni. Rozwijane są prace nad laserami światłowodowymi generującymi impulsy o femtosekundowym czasie trwania, a także badania generacji grzebieni częstotliwości.

Technologie fotoniczne, systemy laserowe i optoelektroniczne stanowią obecnie nieodłączny element urządzeń wojskowych, medycznych, naukowych, a także sprzętu i urządzeń powszechnego użytku.

  • Jednostka

    Instytut Optoelektroniki

  • Rok opracowania

    1963

  • Autorzy

    Norbert Andrzejewski, Andrzej Bartnik, Danuta Bilińska, Wiesław Bobak, Roman Czechowicz, Jerzy Czeszko, Mieczysław Czyż, Maciej Daniec, Mariusz Derwiszyński, Krzysztof Drozdowski, Kazimierz Dzięciołowski, Henryk Fiedorowicz, Józef Firak, Andrzej Gawlikowski, Paweł Grześ, Jan Jabczyński, Zdzisław Jankiewicz, Jan Karczewski, Tadeusz Kęcik, Krzysztof Kopczyński, Mirosław Kopica, Jan Kubicki, Andrzej Kukwa, Jacek Kwiatkowski, Tadeusz Machowski, Henryk Madura, Kazimierz Maksjan, Jan Malinowski, Jan Małachowski, Marcin Mamajek, Jan Marczak, Maria Michalska, Zygmunt Mierczyk, Marek Mindak, Zygmunt Misztur, Jarosław Młyńczak, Janusz Noga, Tadeusz Noszczyk, Włodzimierz Nowakowski, Roman Ostrowski, Tadeusz Persak, Wiesław Pichola, Antoni Pietrzak, Jan Pietrzak, Mieczysław Piotrowski, Zbigniew Puzewicz, Krzysztof Rosiecki, Stanisław Rutkowski, Antoni Rycyk, Czesław Skiba, Marek Skórczakowski, Maciej Słojewski, Marek Strzelec, Andrzej Styburski, Lech Surażyński, Jerzy Szydlak, Jacek Świderski, Jan Terlecki, Zdzisław Trzęsowski, Przemysław Wachulak, Wiesław Wyrębski, Andrzej Zając, Zbigniew Zawadzki, Waldemar Żendzian

Uruchomienie w WAT pierwszego polskiego lasera, 20.08.1963 r.

Uruchomienie w WAT pierwszego polskiego lasera, 20.08.1963 r.

Stanowisko badań masera, luty 1963 r.

Uruchomienie pierwszego lasera rubinowego, 7.11.1963

Laserowe lancety mikrochirurgiczne, 1978 r.

Koagulator laserowy, 1965 r.

Nadajnik dalmierza satelitarnego

Holokamera

Teleskop fotometryczny UAM w Borowcu z laserem WAT

Biostymulator laserowy LPP 031W

System ostrzegania o promieniowaniu laserowym

System kierowania ogniem czołgu T-72M1 DRAWA

Układ laserowy do badania plazmy, 1973 r.

Mikroskop na zakres skrajnego nadfioletu

Laserowo-plazmowe źródło promieniowania do modyfikacji powierzchniowej polimerów

Tarcza gazowa do badań laserów rentgenowskich

Źródło supercontinuum

Laser światłowodowy w konfiguracji MOPA

Światłowodowy laser tulowy