Made in Česko: Kde rostou srdce laserů

Díky rozvoji nových technologií a aplikací nových materiálů i postupů se vzdálenost mezi vědou a výrobou nesmírně zkrátila a významně se zrychlilo tempo putování objevů po cestě z laboratoře do výroby. To je jeden z důvodů zdánlivě raketového úspěchu kdysi docela veřejnosti neznámé, a vlastně nenápadné firmy Crytur z Turnova. Nicméně za současnými úspěchy jsou pochopitelně desetiletí poctivé práce a vývoje. Třeba světový Osram publikuje na svých stránkách:

„Společnost Crytur je prvotřídním poskytovatelem integrovaných optoelektronických řešení pro vědu, lékařství a high-tech průmysl. S pouhými asi 350 zaměstnanci zavádí a vyrábí specializovaná řešení založená na vysoké odbornosti a úzké spolupráci zákazníků s globálním trhem. Portfolio produktů zahrnuje přesné detektory pro elektronovou mikroskopii, laserové komponenty a řešení pro vysoce intenzivní osvětlení, detektory ionizujícího záření, zobrazovací systémy s vysokým rozlišením a trvalou ochranu pro teplotní senzory.“

Jedním z posledních zveřejněných výsledků výzkumu a vývoje v této oblasti je třeba nový laserový modul MonaLight, ve kterém je kombinována nová technologie speciálního transmisivního fosforového konvertoru vyráběného firmou Crytur a modrá laserová dioda Osram PLPT9 450LB_E.

„Průlom v technologii fosforu dosažený společností Crytur plně využívá výhody vysoké svítivosti naší laserové diody, což umožňuje modulu MonaLight generovat specifickou barvu a vysokou účinnost, která je ideální pro mnoho aplikací,“ řekl Jörg Heerlein, vedoucí produktového marketingu pro EMEA společnosti Osram v tiskové zprávě vydané 15. prosince 2022.

Do modulu lze zabudovat optické komponenty, jako jsou pásmové spektrální filtry, světlovody a čočky. Díky tomu je modul ideální pro použití v mnoha aplikacích, včetně vědeckých přístrojů, stejně jako v systémech strojového vidění. Modul MonaLight B01 je dnes celosvětově dostupný prostřednictvím autorizovaných distributorů produktů Crytur.

Luminofory, které jsou v technickém světě často označovány jako fosfory (což není úplně šťastné, protože fosfor je v češtině také název chemického prvku), získávají v poslední době velký význam. Svou hlavní úlohu hrají ve výkonných zdrojích světla vyžívajících LED a laserové diody. Příkladem nedávných výsledků výzkumu je i inovativní monokrystalický konvertor, který umožňuje překonat jeden z hlavních problémů při zvyšování světelného výkonu LED diod – přehřívání luminoforu. Nové řešení je natolik účinné, že dovolilo například použít LED diody ve světelných zdrojích velmi kvalitních promítacích projektorů, kde je vyžadován nejen vysoký výkon, životnost, ale i dokonalá věrnost barev. Celkový světový trh s fosfory pro LED překonal hranici 600 milionů dolarů a poroste dál, a stejně tak poroste trh s aplikacemi pro lasery. Ať už půjde o pokročilé řízení osvětlení, třeba pro automobilové reflektory, nebo o špičkové lasery, které vznikají ve spolupráci s takovými partnery, jako je laserové centrum HiLASE v Dolních Břežanech nebo firmy OptiCE Photonics či Lightigo.

V této souvislosti jsem se také s produkty a zástupci Cryturu poprvé osobně setkal v zahraničí – na veletrhu Laser World of Photonics v Mnichově v roce 2017. Příznačné bylo, že jsem se na stánku této české firmy náhodou seznámil s Davidem Epnerem, zakladatelem světové technologické firmy Epner Technology. Pan Epner, kterého expozice Cryturu velmi zajímala, mi nevyprávěl o tom, že jejich technologie jsou snad ve všech kosmických zařízeních na světě, včetně Webbova teleskopu, to předpokládal, že vím, ale pochlubil se mi, že zrovna začali pozlacovat známé sošky Oscarů pro americkou filmovou akademii. To mě tenkrát pobavilo, bylo to úsměvné a hodně americké.

Výrobky firmy Crytur dnes usnadňují práci vědcům a výzkumným pracovníkům po celém světě a jsou klíčové pro správné fungování mnoha technologií vyspělého průmyslu. Základem výroby jsou monokrystaly, které slouží jako zdroj laserového záření, jsou optickými konstrukčními prvky nebo jsou součástí scintilátorů či jiných detektorů. Právě scintilátory tvoří srdce moderních opto-elektronických celků, a vznikají tak špičkové malosériové výrobky, díky kterým je například získáván obraz v elektronové mikroskopii. Jedním z odběratelů detekčních jednotek, které jsou instalovány v různých typech mikroskopů, je třeba brněnský Tescan, významný výrobce elektronových mikroskopů pro globální trh. Průmyslové elektronové mikroskopy se využívají například pro vyhodnocení kvality mikročipů v polovodičovém průmyslu, v materiálovém inženýrství, v pokročilém strojírenství a v mnoha dalších průmyslových oblastech. Scintilační krystaly mají například uplatnění také v detektorech pro analýzu vzorků hornin, a poskytují geologům relevantní informace při geologickém průzkumu, nebo také v těch, které přispívají k rychlejší a přesnější kontrole kvality v potravinářství. V neposlední řadě jsou využívány pro rentgenové zobrazovací kamery s vysokým rozlišením. Světlo se stalo nástrojem pro 21. století a společnost Crytur je jedním ze světových lídrů v oboru. Svědčí o tom i zájem, který její produkty vyvolaly na nedávné světové výstavě Expo 2021 v Dubaji.

Samotné scintilační krystaly nacházejí uplatnění především ve vědeckém výzkumu. Některé detektory jsou používány k výzkumu částic i na takových vědeckých pracovištích, jako je například CERN.

„V minulosti se firma podílela na programu Intelum, v němž hrál CERN koordinační roli a v němž se Crytur zaměřoval na koncepci použití granátu jako detekčního materiálu. V současnosti se naše společnost podílí na projektu zaměřeném na budoucí urychlovače typu future circular collider vývojem lépe opracovaného krystalu wolframanu olovnatého,“ sdělil nedávno médiím Jan Bitman, marketingový manažer společnosti.

O tom, že Crytur je firmou světového významu, svědčí mnoho různých ukazatelů, ze kterých je možno udělat si alespoň přibližný obrázek o dosahu nových technologií a výzkumu, který firma reprezentuje. Jedním z takových signálů je nepochybně třeba fakt, že v Izraeli firmu a výrobky Crytur zastupuje agentura Ben Moshe, která má hluboké znalosti izraelského high-tech průmyslu a silné vazby se všemi klíčovými vývojáři v oboru elektrooptiky a zobrazování. Signifikantní je pochopitelně i účast firmy ve výzkumných a vývojových projektech aplikovaného výzkumu podpořeného ze státního rozpočtu. Od roku 2002 se Crytur nějakým způsobem podílí či podílel na 39 výzkumných projektech. Je zákonité, že zahraniční spolupráce na výzkumu a vývoji je důležitá a za všechny uvedu dva aktuální příklady výzkumu – oba podpořené prostřednictvím Technologické agentury ČR v programu Delta 2.

V roce 2021 byl dokončen výzkumný projekt s názvem „Vývoj DUV laseru pro polovodičovou litografii s pevnolátkovým předzesilovačem emitujícím na vlnové délce 1 485 nm“. Na tomto projektu s Crytur spolupracovali experti z Fyzikálního ústavu AV ČR – laserové centrum HiLASE, firma J. Rettenmaier & Söhne (JRS) z Německa a Nanjing Hurys Intelligent Technology z Číny. Vyvinutý modul je využíván např. jako nanosekundový předzesilovač do komerční DUV (deep ultraviolet) excimerové litografické stanice japonské firmy Gigaphoton.

Druhý výzkumný projekt je příkladem ještě většího rozsahu mezinárodní spolupráce. Pod názvem „Aplikace a pokročilé optické materiály pro víceúčelové osvětlení nové generace“ se skrývá výzkum v oblasti luminiscenčních komponent pro výkonné světelné zdroje a jejich aplikační využití ve zdrojích se zvýšenou externí kvantovou účinností a podílí se na něm pět subjektů. Kromě Cryturu to jsou: Korea Photonics Technology Institute – Jižní Korea, SungKyunKwan University – Jižní Korea, UJL – Filipíny a Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakulta. Výzkumný projekt bude dokončen na konci letošního roku a jeho výsledky pomohou dalšímu vývoji v LED a LD osvětlení, a podpoří trh s výkonovým a vysoce kvalitním osvětlením.