«Ανακαλύψτε τη Νέα Επανάσταση στις Οπτικές Τεχνολογίες Υψηλής Ικανότητας!»

Η ευρωπαϊκή επιστημονική κοινότητα τίθεται στη βάση της παγκόσμιας καινοτομίας με ένα φιλόδοξο σχέδιο που επιδιώκει να αξιοποιήσει μία από τις πιο ιδιαίτερες ιδιότητες του φωτός: τους οπτικούς στροβίλους. Αυτές οι δέσμες φωτός, οι οποίες περιστρέφονται γύρω από τον άξονά τους και μεταφέρουν στροφορμή, προσφέρουν πρωτοφανείς δυνατότητες για εφαρμογές με εξαιρετική ακρίβεια και υψηλή ενεργειακή απόδοση. Η στρατηγική της Ευρώπης στοχεύει όχι μόνο στην επέκταση των τεχνολογικών δυνατοτήτων αυτών των δεσμών, αλλά και στη δημιουργία μιας νέας γενιάς ειδικών που θα προχωρήσουν στον σχεδιασμό των επόμενων σημαντικών εφαρμογών τους.

Η πρωτοβουλία έχει επίσημο τίτλο: High-Power Optical Vortices (HiPOVor). Είναι ένα νέο δίκτυο διδακτορικών σπουδών που έχει ως επικεφαλής το Tampere University, το οποίο έχει εξασφαλίσει χρηματοδότηση ύψους 4,4 εκατομμυρίων ευρώ από το ευρωπαϊκό πρόγραμμα Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA). Κατά τη διάρκεια του προγράμματος, 15 υποψήφιοι διδάκτορες θα εκπαιδευτούν στον σχεδιασμό, την ενίσχυση και την αξιοποίηση υψηλής ισχύος οπτικών στροβίλων, με στόχο την ενσωμάτωσή τους στα μελλοντικά φωτονικά συστήματα.

Οι οπτικοί στρόβιλοι δεν αποτελούν απλή βελτίωση στις υπάρχουσες δέσμες λέιζερ. Η μοναδική γεωμετρία και η τροχιακή στροφορμή τους ανοίγουν νέες προοπτικές, επιτρέποντας υπερ-λεπτομερής κατεργασία υλικών σε ποικίλες βιομηχανικές εφαρμογές. Επιπλέον, υπόσχονται σημαντική διεύρυνση της χωρητικότητας στη μετάδοση δεδομένων και παίζουν καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη νέων, υψηλής απόδοσης φωτονικών συστημάτων. Ωστόσο, η εξάπλωσή τους μέχρι τώρα ήταν περιορισμένη λόγω της έλλειψης αξιόπιστων μεθόδων παραγωγής και διατήρησης της δομής τους σε υψηλές ισχύς και σε διαφορετικά υλικά.

Το HiPOVor έχει σχεδιαστεί ακριβώς για να ξεπεράσει αυτά τα εμπόδια. Το ερευνητικό πλαίσιο συνδυάζει τη βασική έρευνα και την τεχνολογική ανάπτυξη, δημιουργώντας ένα εκπαιδευτικό περιβάλλον που καλύπτει όλα τα στάδια της παραγωγικής αλυσίδας: από τη μηχανική των φωτονικών εξαρτημάτων και τη μελέτη της αλληλεπίδρασης φωτός-ύλης, μέχρι εξειδικευμένες τεχνικές ενίσχυσης υψηλής ισχύος και την ενσωμάτωσή τους σε εμπορικές εφαρμογές.

Η Dr. Regina Gumenyuk, συντονίστρια του έργου στο Tampere University, τονίζει ότι η καρδιά του προγράμματος έγκειται όχι μόνο στα επιστημονικά βήματα αλλά και στην καλλιέργεια νέων επιστημόνων με εξαιρετική εξειδίκευση. Όπως δηλώνει, το HiPOVor αναμένεται να συμβάλει στην ανάπτυξη μιας νέας γενιάς φωτονικών εξαρτημάτων και στη βελτίωση των βιομηχανικών διαδικασιών, με στόχο να μειωθεί το περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Η βελτιστοποίηση των συστημάτων μέσω υπολογιστικών μοντέλων και η εφαρμογή του κυκλικού μοντέλου οικονομίας είναι καθοριστικής σημασίας για την ελαχιστοποίηση επικίνδυνων χημικών και τη μείωση του μεγέθους και της κατανάλωσης ενέργειας των συσκευών.

Στο ίδιο μήκος κύματος, ο καθηγητής Goëry Genty από το Tampere University υπογραμμίζει ότι οι οπτικοί στρόβιλοι, εκτός από τον επιστημονικό ενθουσιασμό που προκαλούν, μπορούν να αλλάξουν ριζικά την παραγωγή υλικών και την αποτύπωση εικόνων υψηλής ευκρίνειας. Εφαρμογές που παλαιότερα απαιτούσαν ακριβά και ενεργοβόρα συστήματα μπορεί στο μέλλον να γίνουν πιο compact, πιο καθαρές και οικονομικές.

Το HiPOVor δεν περιορίζεται σε ένα αποκλεισμένο ακαδημαϊκό πρόγραμμα. Εμπεριέχει ένα εκτεταμένο δίκτυο συνεργασιών μεταξύ πανεπιστημίων, ερευνητικών κέντρων και εταιρειών σε όλη την Ευρώπη. Δημιουργεί μια γέφυρα μεταξύ θεμελιώδους έρευνας και εμπορικής ανάπτυξης, διευκολύνοντας την ανταλλαγή τεχνογνωσίας και επιταχύνοντας τη καινοτομία στον τομέα της φωτονικής. Το consortium περιλαμβάνει οκτώ κορυφαία ακαδημαϊκά ιδρύματα που εξειδικεύονται στο structured light και στη τεχνολογία laser υψηλής ισχύος, όπως το Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics (ELI-NP), το ισχυρότερο laser facility στον κόσμο, καθώς και εννέα βιομηχανικούς εταίρους.

Το έργο είναι προγραμματισμένο να ξεκινήσει την 1η Ιανουαρίου 2026.