לייזר והפיקוח על יצוא דו-שימושי

This post is also available in: English (אנגלית)

מאת עמירם הלוי

מאיצי חלקיקים זעירים, חיסול ממוקד לגידולים סרטניים, מגוון ישומים צבאיים ועוד – זהו רק חלק מהפוטנציאל הטמון בשימוש בפולסי לייזר קצרים ורבי עוצמה.

לייזר ופיקוח יצוא  

ישנן לא מעט חברות ישראליות המייצרות ומייצאות טכנולוגיות לייזר לשימושים שונים, צבאיים ואזרחיים.  בהיותי רגולטור ביקרתי ברבות מהן, וחלקן הוצרכו לבקש רישיונות ממשרד הכלכלה.

תחום הלייזר מפוקח בפיקוח היצוא, במשטר ואסנאר, ברשימה הדו-שימושית – קטגוריה 6. בצו הפיקוח הביטחוני – סעיף 15, סעיף 17, סעיף 19.  בתחום התעשייתי/אזרחי חברה נדרשת לבקשת רישוי במידה והלייזר שהיא מייצרת עובר את הסף בפרמטרים שונים, כגון: איכות האלומה (סינגל או מולטי), הספק ואורך גל. 

מהו לייזר 

מקורות אור רגילים, כמו נורה חשמלית, פולטים פוטונים בכל הכיוונים, ובדרך כלל בספקטרום רחב של אורכי גל. כמו כן הם אינם קוהרנטיים, כלומר אין פאזה קבועה עבור כל הפוטונים הנפלטים. קרן הלייזר שונה בגלל פליטה של פוטונים זהים, הן באורך הגל והן בפאזה, מה שגורם לקבלת קרן צרה (מבחינת ההתבדרות המרחבית שלה) וקוהרנטית – אלו התכונות העושות את הלייזר לשימושי כל כך.

פעימות קצרות ועוצמתיות של לייזר

היכולת להאיץ חלקיקים לאנרגיות גבוהות בעלות נמוכה בהרבה מהשיטות הקיימות — פותחת לדברי המדען הצרפתי, פרופ' ז'ראר מורו, שביקר השנה בישראל, שפע של אפשרויות ליישומים שונים. לדבריו, אפשר להשתמש ביכולות האצה אלה כדי להאיץ פרוטונים לטיפולים בסרטן. היתרון בפרוטונים, הוא אומר, "שאם משתמשים באלקטרונים או בקרני רנטגן כדי לחסל גידול, פוגעים בכל מה שנמצא בדרך לגידול". אולם הפרוטונים מתנהגים אחרת – "בהתאם לאנרגיה שיש בהם, אפשר לשלוט בנקודה בה הם יעצרו ויפרקו את האנרגיה הצבורה בקרן".

לדוגמא: 

ביקרתי בחברה ישראלית שהצליחה לייצר לייזר, שמסוגל לרכז אלומות מכמה מקורות המחוברים במקביל לנקודה אחת בלי ליצור פחת. על ידי כך מתאפשר שימוש בלייזרים בעלי הספק נמוך יותר וצריכת חשמל נמוכה, המסוגלים להגיע להספקי חיתוך כמו לייזרים בעלי עוצמה גדולה בהרבה. תהליך הריכוז מתבצע על ידי הגעה לקוהרנטיות בריכוז בתהליך פיסיקלי תוך שימוש באלוגריתם שפותח ע"י מדעני החברה. 

כך למעשה יכולה החברה להגיע למוצר באיכות גבוהה בלי להזדקק לרישיון. לייזר בעל הספק גבוה הוא מפוקח, כי ההנחה היא שהספק גבוה מביא לקרן עוצמתית יותר, ולכן לכזו שמסוגלת לגרום נזק רב יותר. החברה הצליחה להפריד בין שני הדברים, דהיינו להביא לקרן עוצמתית גם עם הספק נמוך, שגרם למוצר להיות לא מפוקח ביצוא. אולם אז עולה השאלה איך מתייחסים למוצר מבחינת הפיקוח. האם רק באספקט התוצאה, אזי המוצר מפוקח, או בהתייחסות להספק, אזי המוצר לא נכנס לגדר הפיקוח. זו שאלה שהרגולטורים בוואסנאר יאלצו להתמודד איתה. 

מומלץ לכל חברה המפתחת ומייצאת טכנולוגיית לייזר להתייעץ ולבדוק האם הטכנולוגיה מפוקחת ביצוא  ותחת איזה משטר פיקוח.

השימושים העיקריים בתעשיה

היישומים בתחום זה רבים מאד, החל בחיתוכים מדויקים לתעשיית הרכב או היהלומים, הדפסת תלת-מימד, חיבור והתכה מיקרונית, הדמייה באמצעות לייזר (LDI), סימון מוצרים באיכות גבוהה ועוד. 

מכשירי לייזר באורכי גל שונים משמשים ליישומים שונים. לייזר אדום, למשל, משמש לחיישנים, או לנגני CD, לייזר כחול יכול לשמש לאחסון מידע וליישומים רפואיים ועוד. מערכות חיתוך או קידוח מבוססות לייזר מעניקות יכולות ייחודיות כמו קידוח מיקרוסקופי בחומרים, ביצוע פעולות שונות על פרוסות סיליקון בתעשיית המוליכים למחצה ועוד. 

מערכות חיתוך באמצעות לייזר מציעות יעילות ואיכות תהליכים גבוהים בהרבה מפתרונות אחרים, במיוחד כאשר יש הגבלות שונות בעיבוד מכני או כימי. במקרים רבים, השימוש בלייזר הוא הפתרון היחיד שיכול לספק את העיבוד הנדרש. 

הלייזר בתעשיית הרכב האוטונומי: LiDAR

הטכנולוגיה למדידת מרחק באמצעות הארת המטרה בקרן לייזר מכונה לידאר (LiDAR) המבטא את קיצור המילים "מדידה וגילוי אור" (Light Detection and Ranging). הטכנולוגיה מתבססת על שליחת קרני לייזר ומדידת מרחקם של האובייקטים בהתאם לזמן הנדרש לאותות לחזור אל המכשיר. 

ציתות בלייזר  

מערכת לייזר שפותחה בקבוצת מחקר באוניברסיטת בר אילן מאפשרת לצותת לשיחת טלפון נייד ממרחק, ולקלוט אפילו את הנאמר בצדו הרחוק של הקו. היכולת להשיג קוהרנטיות מרחבית מאפשרת גם עיצוב מרחבי יעיל של אלומת האור. לדוגמה, לאחרונה פותחו מקרנים קטנים הפועלים באמצעות סוללות הדומות לסוללות המשמשות בטלפונים ניידים. המקרנים מתבססים על לייזרים בעלי עוצמת הארה חזקה המנצלים ביעילות רבה את האנרגיה האצורה בסוללה.

זיהוי מרחוק של אב"כ 

מערכת ‘מכ”ם’ מבוססת לייזר פותחה ע”י החברה הישראלית ITL אשר פיתחה טכנולוגיה חדשנית, לזיהוי חומרים כימיים ממרחק של עשרות מטרים באמצעות קרן לייזר שאינה מסוכנת לגוף או לעיניים. המכשיר מאפשר לבדוק מכוניות ובני אדם גם ממרחק של כמה עשרות מטרים, ולראות אם הם נושאים חומרי נפץ וסמים, או שבאו עמם במגע. 

החומרים הללו, אומרים בחברה, יכולים להימצא על גופו, בגדיו או חפציו של האדם הנבדק. הוא יכול להיות במרחק של כמה מטרים ואף כמה עשרות מטרים מהמערכת ואינו חייב לעמוד – והמכשיר ‘יקרא’ את סימני החומר גם בתנועה.

שימושי לייזר בתחום הצבאי 

הצבא האמריקאי מפעיל כיום תותח לייזר מבצעי אחד, על גבי ספינת חיל הים Ponce, בעוצמה של 30 קילוואט. אחרי ההצלחה של תותח הלייזר הימי, החלו בצבא האמריקאי בפיתוח נשק לייזר על גבי פלטפורמות אוויריות. הפנטגון הודיע כי החברות Boeing ,Lockheed Martin ו-General Atomics זכו בחוזי מחקר ופיתוח של 9 מיליון דולר כל אחת, במסגרת השלב השני של התכנית לפיתוח תותח לייזר בעל עוצמות משתנות, שאמור להיות מותקן על כלי טיס בלתי מאויש. 

ב-2016 ערך חיל האוויר האמריקאי ניסויים בתותח לייזר שהוצב על גבי מסוק אפאצ׳י. את הניסוי ערכה חברת Raytheon, שהציבה תותח לייזר משולב עם מערכת MTS –  Multi-Spectral Targeting System, מערכת שליטה ובקרה ששימשה לגילוי, עקיבה וייצוב קרן הלייזר בעזרת חיישני אינפרה אדום. 

היעד של המחקר הנוכחי הוא להגיע למערכת, שתוכל להשמיד טילים בין-יבשתיים כבר בשלב ההאצה שלהם –  boost phase, כלומר הרבה לפני שייכנסו לאטמוספירה ועדיין מעל שטח השיגור. זו הסיבה שדרישת השליטה מרחוק קריטית, כמו גם היכולת לתקשר עם סנסורים חיצוניים. 

במקביל מפתחת Lockheed Martin עבור חיל האוויר האמריקאי תותח לייזר מבוסס סיבים אופטיים.

פיתוחי לייזר בישראל

בין הטכנולוגיות המפותחות בישראל, רפאל מפתחת את מערכת "קרן ברזל" להגנה מפני רקטות ומרגמות, שמבוססת על לייזר מצב מוצק. 

אלביט מערכות פיתחה את מערכת "מגן רקיע", שמבוססת על טכנולוגיית לייזר מתקדמת, המשבשת את הטיל הנורה לעבר המטוס, ומסיטה אותו ממסלולו. אלביט נבחרה ע”י משרד התחבורה הישראלי להגן על מטוסי חברות התעופה הישראליות.

לסיכום 

טכנולוגיית הלייזר פותחת את הדמיון, ולמרות כל הפיתוחים הקיימים כיום (שרק בחלקם הקטן נגעתי בכתבה), אין ספק שהמילה האחרונה בתחום עדיין לא נאמרה. מומלץ לכל חברה המפתחת ומייצאת טכנולוגיית לייזר להתייעץ ולבדוק האם הטכנולוגיה מפוקחת ביצוא ותחת איזה משטר פיקוח.

עמירם הלוי שירת כציר כלכלי של ישראל ביפן, בהודו, בספרד ובאוסטרליה, והיה עד לאחרונה מנהל תחום פיקוח יצוא דו שימושי במשרד הכלכלה, תפקיד בו שימש במשך 10 שנים.