Лазерный мир

Лазеры с очень короткими и мощными импульсами востребованы и в научно-исследовательских лабораториях, и в промышленности. Команда исследователей из Швейцарии установила новый рекорд для импульсов, созданных лазер-осцилляторами: при средней мощности всего 550 Вт они превзошли предыдущий максимум более чем на 50%. В то же время, длина импульса оказалась тоже рекордной — короче одной пикосекунды.

Исследовательская группа профессора Урсулы Келлер из Высшей технической школы Цюриха более 20 лет работает над совершенствованием технологии сверхбыстрых лазерных импульсов, в которой лазерный материал состоит из тонкого кристаллического диска толщиной всего 100 мкм. Преодолеть все трудности на пути достижения нового рекорда ученым помогли две инновации, рассказывает Phys.org.

Во-первых, резонатор с определенным расположением зеркал, посылающих свет внутрь лазера через диск раз за разом, прежде чем он выйдет через волновод. Эта конструкция позволила усилить лазерный пучок, не лишив его стабильности.

Вторая инновация касалась центрального элемента лазера — особого зеркала SESAM, изобретенного группой Келлер почти 30 лет назад. Это полупроводниковое зеркало с насыщающимся поглощением отличается от обычных тем, что его отражающая способность зависит от силы попадающих в него лучей света. С помощью SESAM ученые заставили лазер посылать вместо длинного луча только высокоинтенсивные короткие импульсы, причем без внешних усилителей, только внутри лазер-осциллятора.

Новый лазер-осциллятор обладает рекордной мощностью в 550 Вт. Пиковая мощность импульса — 100 МВт. Длится импульс менее 1 пс, то есть, одну миллионную от миллионной доли секунды. За одну секунду лазер испускает 5 000 000 таких импульсов.

Быстрые и сильные импульсы нового лазера можно будет использовать в так называемых частотных гребенках в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах, которые нужны для создания еще более точных атомных часов; для устройств ТГц-диапазона и прочих измерительных приборов.

Лазеры на квантовых точках отличаются от других полупроводниковых лазеров высокой точностью контроля параметров и в последнее время находят применение в устройствах оптической связи, томографах, спектроскопии. Специалисты из Южной Кореи первыми разработали технологию массового производства таких лазеров, применив метод химического осаждения металлорганических соединений из газообразной фазы. В результате им удалось снизить стоимость их производства в 6 раз.

Источник: https://hightech.plus/2024/10/15/sozdan-lazer-s-samimi-moshnimi-ultrakorotkimi-impulsami