Лазерный мир

Устройство позволяет изучать динамику формирования
расплава и его последующего испарения

Диагностический комплекс для визуализации явлений в области взаимодействия лазерного излучения с тугоплавкими оксидами создали ученые Томского политехнического университета (ТПУ), Института оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН и Института электрофизики УрО РАН. Он позволяет изучать динамику формирования расплава и его последующего испарения, что поможет повысить эффективность производства нанопорошков оксидов, используемых для изготовления оптики, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза. «Ученые ТПУ совместно с коллегами из лаборатории квантовой электроники Института оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН разработали диагностический комплекс для высокоскоростной визуализации. Он представляет собой лазерную оптическую систему на основе малогабаритного усилителя яркости на парах бромида меди, который изготавливается в ИОА СО РАН. Устройство позволяет проводить визуализацию в видимом диапазоне спектра с высокой скоростью съемки до 22 тыс. кадров в секунду и высоким пространственным разрешением до 1 микрометра», — сказано в сообщении.

По словам ученых, сегодня набирает популярность метод получения оксидных нанопорошков с помощью технологических лазеров. Полученные таким способом нанопорошки могут применяться для изготовления керамических твердых электролитов и активных элементов лазеров. Применение комплекса Визуализация динамических явлений в области взаимодействия лазерного излучения с материалами, в частности с оксидами, — необходимый этап для оптимизации процессов получения материалов, в том числе наноструктурированных. Существующие методы фиксации процесса имеют несколько недостатков. В частности, негативное влияние фонового излучения.

Поэтому создание новых модифицированных методов и систем визуализации, способных подавить собственное свечение лазера, является актуальной задачей.

«Апробация разработанного диагностического комплекса и анализ полученных результатов доказывают перспективность применения его визуализирующих возможностей при лазерной абляции — удалении вещества с поверхности лазерным импульсом, при формировании наночастиц и других процессах в условиях мощного фонового света. Кроме того, полученные результаты позволяют расширить фундаментальные знания о природе таких процессов и повысить эффективность производства нанопорошков», — приводятся в сообщении слова профессора отделения электронной инженерии ТПУ, руководителя лаборатории квантовой электроники Института оптики атмосферы СО РАН Максима Тригуба.

Исследования ученыхпозволили, в частности, полностью устранить экранирующий эффект собственного свечения. Это дает возможность визуализировать испаряющийся материал и крупные капли, образующиеся под действием лазерного импульса, а также увидеть кратер во время воздействия импульса волоконного лазера.

А уменьшение негативного влияния фонового излучения позволило получить изображения динамических процессов в лазерном факеле и разбрызгивания капель расплава. Работы поддержаны грантом Российского научного фонда.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/20344565