Лазерный мир

Российские физики совместно с немецкими коллегами создали лазер, который работает в среднем инфракрасном диапазоне и не требует дополнительного охлаждения. Этого удалось добиться за счет использования халькогенидного стекла с редкоземельными ионами церия. Результаты работы опубликованы в журналах Optics Letters и Optics Express и поддержаны грантом Президентской программы Российского научного фонда, передает официальный портал Года науки и технологий.

Инфракрасные лазеры используются в различных областях — это мониторинг газов в окружающей среде, анализ дыхания, минимально повреждающая хирургия и обработка материалов. И хотя лазерные системы успешно решают некоторые из этих задач, изготавливать их по-прежнему дорого и сложно. Именно поэтому большой интерес вызывают твердотельные лазеры в среднем инфракрасном диапазоне, которые отличаются высокой эффективностью и малыми габаритами.

Важная составляющая лазера — активная среда, которая усиливает проходящее через нее излучение. В твердотельных лазерах среднего инфракрасного диапазона такой средой становятся либо кристаллы, либо различные стекла. Наилучшие характеристики мог бы обеспечить кристаллический селенид цинка с ионами железа, однако у этого материала есть существенный минус — его свечение быстро сходит на нет при комнатной температуре.

Этого недостатка лишено халькогенидное стекло с ионами церия, разработанное учеными из Института общей физики имени А.М. Прохорова РАН и Института химии высокочистых веществ имени Г.Г. Девятых РАН.

Оно стало основой для лазера, созданного учеными из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН совместно с коллегами из Института общей физики, Института химии высокочистых веществ и Университета Дуйсбурга-Эссена. Эксперименты с новым устройством показали, что оно способно генерировать излучение в спектральном диапазоне от 4 до 6 микрометров, то есть в среднем инфракрасном диапазоне. При этом созданный лазер может эффективно работать при комнатной температуре без дополнительного охлаждения.

«Сейчас мы работаем над волоконным вариантом такого лазера, что должно существенно улучшить его характеристики и упростить практическое использование. Наша разработка найдет широкое применение в хирургии, материаловедении и молекулярной спектроскопии», — подвел итог руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат технических наук, высококвалифицированный научный сотрудник лаборатории инновационных лазерных систем Физического института имени П.Н. Лебедева РАН, доцент кафедры РЛ-2 МГТУ имени Н.Э. Баумана Станислав Леонов.

Источник: https://inscience.news/ru/article/russian-science/7682