Boğaziçi, lazer teknolojilerinde çığır açan bilim insanı Donna Strickland'ı ağırladı
Özgün lazer kaynaklarının geliştirilmesi konusunda uzman Prof. Gerard Mourou ve o zamanlar genç bir doktora öğrencisi olan Donna Strickland’ın beraber tasarlayıp başarılı bir şekilde çalıştırdıkları lazer sistemi, hem atım uzunluğundan fedakarlık etmeden hem de lazeri meydana getiren bileşenlere zarar vermeden, rakiplerinin erişemediği tepe güçlerine erişmeyi başarmıştır.
Bu optik tasarım, 1985 yılında yayınlandıktan sonra geçen 33 yıl içinde lazer alanında çığır açmış, pek çok farklı lazer sistemi üzerinde başarıyla uygulanmıştır. Günümüzde bu özgün yöntemle çalışan yüksek enerjili ve kısa atım süreli lazer kaynaklarının dokuya çok az zarar verdiği gösterilince, tıp alanında özgünleşen lazer kaynakları ticari firmalar tarafından geliştirilmiştir. Bilinen ilk uygulaması da dünya üzerinde milyonlarca insanın gözlüksüz yaşayabilmesinin önünü açan, halk arasında da “göz çizdirme ameliyatı” olarak bilinen operasyonun, operasyon sonrasında hasta konforunun en üst düzeye çıkarılmasına olanak sağlamıştır. Prof. Mourou ve Prof. Strickland’ın zekice ortaya koydukları bu tasarım, 2018 yılında hakettiği Nobel Fizik ödüne layık görülmüştür.
Yüksek enerjili ve çok kısa süreli atımlar, malzemelerin lazer ışını ile olan etkileşiminde daha önce erişilemeyen yeni rejimlerin incelenmesinin önünü açmıştır. Örneğin, tepe güçleri gigawatt düzeyindeki bu lazer demeti, malzeme üzerine odaklandığında, x-ray ışınları üretilebilir, parçacık hızlandırabilir, veya kusursuz kesimler yapabilmektedir.
Lazer endüstrisi, aradan geçen otuzu aşkın yıl içinde, bu teknolojiyi ticari ürüne başarıyla çevirmiştir. Ticarileşen bu çok yüksek ışık şiddetine sahip lazer kaynakları; hem üniversitelerde temel/uygulamalı araştırma projelerinde, hem de hastanelerde kullanılabilecek düzeyde son kullanıcı odaklı olarak geliştirilmiştir. Dünya çapındaki bilimsel literatüre bakıldığında parçacık fiziği, fotonik, malzeme bilimi, biyomedikal görüntüleme ve tıp gibi çok farklı alanlardaki uygulamaları ile öne çıkmaktadır.
Türkiye’de bulunan bir kaç üniversite, bu türden lazer kaynakları kullanarak temel/uygulamalı araştırmalar sürdürmektedir. Üniversitemizde ise Prof. Burçin Ünlü’nün grubundan araştırmacı Dr. Seydi Yavaş tarafından kurulan fiber lazer tabanlı bir kaynak kullanılarak camsı malzemelere zarar vermeden işleme/kaynaştırma rejimleri incelenmektedir. Koç ve Ankara Üniversitesi’nde bulunan ticari sistemler kullanılarak ise kimyasal reaksiyonlar femtosaniye çözünürlükle izlenmekte ve malzemelerin doğrusal olmayan özelliklerinin incelenmesinde aktif olarak kullanmaktadır.
Teknolojik olarak gelişmiş Avrupa ülkeleri yüksek enerjili bu tür lazerlerin ilerleyen yıllarda özellikle klinik uygulamalara konu olabilecek potansiyel çıktılarını araştırmak üzere 1 Milyar Avro düzeyinde bir yatırım yaparak ELI (Extreme Light Infrastructure) projesini hayata geçirmiştir. Merkezde geliştirilen lazerin tepe gücünü, ticari sistemlerin yaklaşık 10 000 katı daha yüksektir (10 Petawatt). Bu tür lazerlerin tepe güçlerinin arttırılması için ayrıca pek çok mühendislik hesaplaması ve tasarım çalışması yapılmaktadır. Tepe gücünün artmasıyla yeni nesil hadron tedavilerin yanı sıra eş fazlı x-ışını üretip üç boyutlu x-ışını görüntüleme çalışmaları yapacaktır.
Dr. Natali Çizmeciyan
