Лазерный мир

Е.В.Борисов, И.В.Галушка, И.А.Зимин, О.В.Коренченко, Л.С.Молодых, В.А.Панарин, С.Н.Соколов // Номинация «Информационные материалы и лабораторное оборудование», победитель Конкурса ЛАС (2024) на лучшую отечественную разработку в области лазерной аппаратуры и лазерно-оптических технологий, вышедшую на рынок в 2022-2023гг.*

В результате разработки, проведенной в 2022г. в НПП «Инжект», был создан лазерный диодный (ЛД) модуль с
узкой шириной спектра лазерного излучения (ЯДГК.433751.290-01). Этот ЛД-модуль изготавливается из линеек лазерных диодов с внешним резонатором на основе брэгговской решётки. Система термостабилизации и удержания длины волны лазерного излучения позволяет производить её точную подстройку. Вывод лазерного излучения из корпуса модуля осуществляется через оптическое окно.

Основные технические характеристики и параметры ЛД-модуля:
• длина волны максимума спектра лазерного
излучения: 794,8 нм
• мощность излучения: 50 Вт;
• ширина огибающей спектра лазерного излучения: не более 0,1 нм;
• габаритные размеры корпуса (ШхВхГ): 140 мм х 98 мм х 40 мм • масса: не более 0,6 кг. Габаритный чертёж изделия приведен на рис.1. На рис.2 представлен типичный спектр излучения ЛД-модуля, а на рис.3 – типичная ватт-амперная характеристика ЛД модуля.

Данный метод МРТ исследований широко распространен за рубежом, в Великобритании входит в клиническую практику. Самым распространённым и эффективным методом поляризации изотопов газов с полуцелым спином является метод оптической накачки щелочных атомов с последующим спиновым обменом с изотопами благородных газов – спин-обменная оптическая накачка (SEOP), где первичным источником энергии является лазерное излучение. На первой стадии процесса за счет поглощения циркулярно-поляризованных фотонов происходит спиновая гиперполяризация электронов испаренного щелочного металла – рубидия. Гиперполяризация ядра 129Хе достигается передачей углового момента от гиперполяризованного электрона атома рубидия через механизм Фермивзаимодействия ядрам ксенона. Эта двухступенчатая оптическая накачка через процесс спинового обмена создает избыток населенности в конкретном спиновом состоянии 129Хе, значительно увеличивающим поляризацию чистого ксенона 129Хе.

Отечественное производство медицинских МРТ, планируемое, согласно данным Минздрава, в количестве 100 шт./год, а также парк же имеющихся в России МРТ установок (~750 шт.) может быть обеспечено в необходимом объеме ЛД модулями, с узкой шириной спектра излучения, выпускаемых в ООО «НПП «Инжект», для систем спин-обменной оптической накачки благородных газов. Применение разработанных лазерных модулей в современных медицинских МРТ системах открывает уникальные возможности для развития новых методов исследований в пульмонологии и других областях применения. В конструкции разработанного изделия используются полупроводниковые гетеро-эпитаксиальные пластины, материалы, оптические микроэлементы, изготовленные в России, поэтому применение устройства в новых отечественных разработках устраняет зависимость от импорта и монопольного поставщика.

Опубликовано в Лазер-Информ N 11 (770), июнь 2024  https://bibl.laser.nsc.ru/download/laser-inform/770all-1.pdf