Лазерный мир

Ученые в Санкт-Петербурге разработали базу для создания сверхмощных лазерных радаров, в том числе для беспилотных автомобилей. Подобное лазерное излучение является «глазами» беспилотника, сообщили во вторник ТАСС в Центре физики наногетероструктур ФТИ им. А. Ф. Иоффе.

«Ученые представили новый дизайн полупроводниковых гетероструктур и технологию их роста на подложках. Разработка позволит эффективнее генерировать мощное лазерное излучение, необходимое в том числе для развития беспилотных транспортных средств. Работа выполнена сотрудниками подведомственного Минобрнауки России Физико-технического института (ФТИ) имени А. Ф. Иоффе», — отметили в центре.

Уточняется, что беспилотные транспортные средства могут работать только при использовании лазерных ЛИДАРов — технологии измерения расстояний путем излучения лазера и замера времени возвращения этого отраженного света на приемник. Основная трудность заключается в правильной генерации такого излучения: чтобы «рассмотреть» объект на расстоянии сотни метров в любых погодных условиях и обеспечить безопасное движение, необходимы источники излучения с большой мощностью и яркостью, но очень коротких — наносекундных длительностей. Источники излучения должны также концентрироваться в небольших точках, а долгое воздействие такого излучения может быть опасно для зрения.

На данный момент используют волоконные и твердотельные лазеры. Как сообщили в Центре Физики наногетероструктур, такой вид лазеров считается недостаточно эффективным, так как им требуется дополнительный этап: процесс передачи энергии от внешнего источника на лазер. Альтернативный вариант, предложенный учеными института, позволяет избавиться от этого лишнего звена в цепочке преобразования энергии источника питания в энергию лазерного излучения.

Специалистам также удалось создать технологию селективной эпитаксии для мощных лазеров, когда гетероструктуры можно выращивать на подготовленной подложке. Это позволяет гибко управлять свойствами гетероструктуры не только в направлении роста, но также в латеральном (боковом) направлении. «Полученные решения позволили исследователям получить КПД мощных полупроводниковых лазеров более 70%, что вдвое эффективнее, чем в случае с твердотельными и волоконными лазерами. Также у них получилось создать линейки и матрицы, излучающие лазерные импульсы длительностью 100нс с пиковой мощностью более 1 кВт с поверхности в доли квадратных сантиметров», — говорится в сообщении.

Планируется, что следующим этапом станет повышение спектральной яркости лазеров с применением новых технологий для управления этим параметром. В результате это позволит решить задачу спектрального суммирования и побороть проблему фильтрации от внешних помех мощных полупроводниковых лазеров.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/16696665