Optický izolátor je zařízení, které umožňuje světlu procházet pouze jedním směrem. Ve vysokovýkonových laserových systémech plní klíčovou roli, protože chrání citlivé součásti systému před zpětnými odrazy, které mohou způsobit nežádoucí interference, narušit chod laseru nebo dokonce poškodit optické komponenty. Izolátory se běžně používají mezi jednotlivými zesilovacími stupni v systému nebo na výstupu z laseru, kde ho chrání před odrazy přicházejícími z experimentální části.

Jedním z hlavních problémů při vývoji izolátorů pro vysokovýkonové lasery jsou tepelné jevy, které vznikají v důsledku pohlcení části výkonu laseru v optických komponentách izolátoru. Tyto tepelné efekty způsobují jejich zahřívání a snižují tak účinnost izolátoru, což omezuje jeho schopnost blokovat zpětné odrazy. S rostoucími výkony dostupných laserů je nezbytné neustále vyvíjet nové materiály a metody, které umožní efektivně minimalizovat nebo kompenzovat tyto tepelné jevy, aby lasery mohly být bezpečně a spolehlivě používány ve svých aplikacích.

Práce Davida Vojny měla dva hlavní cíle. Prvním bylo vyvinout optický izolátor pro ochranu pulzního laseru Bivoj, který se nachází v Centru HiLASE v Dolních Břežanech. Bez vhodného izolátoru nebylo možné plně využít potenciál tohoto laseru a provozovat ho na nejvyšším možném výkonu pro experimenty. Vývoj izolátoru pro tento laser představoval značnou technologickou výzvu, zejména kvůli nedostatku vhodných materiálů pro jeho optické komponenty a silným tepelným jevům, které bylo třeba účinně kompenzovat. Díky detailním numerickým simulacím, zahrnujícím optický, tepelně-optický, magneto-optický a opto-mechanický návrh, se ale podařilo vyvinout velice spolehlivý izolátor, se kterým je nyní možné laser Bivoj na maximálním výkonu provozovat.

Druhým cílem bylo přispět k vývoji nových materiálů pro optické izolátory, které se používají ve vysokovýkonových laserových systémech. Pro tento účel byla vyvinuta nová metoda, která umožňuje detailněji charakterizovat nové materiály a řeší konkrétní nedostatky předchozích výzkumů. Díky tomu je možné provádět pokročilou analýzu nových materiálů pro optické izolátory, což výrazně přispívá k urychlení jejich vývoje.