Все новости

"Гравировка" кристталлов повысила эффективность работы лазерных инфракрасных спектрометров

Ученые увеличили их КПД примерно на 20%

ТАСС, 4 декабря. Российские ученые разработали новую технологию "гравировки" кристаллов для лазерных инфракрасных спектрометров и других оптических научных приборов. Благодаря ей КПД их работы можно повысить примерно на 20% за счет того, что излучение будет проходить через них почти без бликов и отражений. Статью с описанием технологии опубликовал научный журнал Optics Letters.

Михаил Тарабрин из МГТУ им. Баумана и его коллеги уже несколько лет работают над повышением эффективности различных оптических устройств на основе инфракрасных лазеров. Ученые разрабатывают новые типы подобных излучателей и повышаюь их эффективность. В частности, они создают новые лазеры на основе кристаллов из соединений кадмия, селена, серы и других веществ, которые хорошо подходят для создания излучателей, работающих в средней части инфракрасного спектра.

Два года назад физики из МГТУ усовершенствовали их при помощи своеобразной лазерной "гравировки" поверхности этих кристаллов, заставив пропускать через себя абсолютно весь свет. Впоследствии ученые сделали излучатели еще более эффективными, решив проблему их перегрева с помощью системы линз и зеркал.

Похожие кристаллы, из селенида галлия, используют при разработке лазерных спектрометров и других научных приборов, которые используют инфракрасное излучение для получения информации о составе и других свойствах различных объектов окружающего мира. Российские ученые проверили, можно ли сделать эти приборы более эффективными, нанеся "гравировку" на поверхность кристаллов.

Для этого ученые обработали селенид галлия очень короткими, но мощными вспышками лазера, которые испарили верхние слои кристалла в тех точках, куда они были направлены, оставив на его поверхности "узор" из ямок и бугорков диаметром в несколько десятков микрометров. Благодаря этому кристаллы стали гораздо прозрачнее, их светопроницаемость увеличилась с 77% до 94-97% в зависимости от длины волны инфракрасного излучения.

"Коэффициент пропускания света у кристаллов с нашими микрорельефами на 20% выше, чем у необработанных участков. Результаты исследования будут иметь прямое прикладное значение и заложат основу создания новых высокоэффективных нелинейных преобразователей излучения инфракрасного спектра", – отметил Тарабрин.

Физики предполагают, что с помощью своеобразной лазерной "гравировки" поверхности этих кристаллов в будущем этот показатель можно будет увеличить до 99% для всех длин волн, на которых работают инфракрасные лазеры и спектрометры.

С другой стороны, даже текущая версия "гравировки" кристаллов, как отмечают ученые, должна повысить КПД работы спектрометров и других оптических приборов примерно на 20%. Благодаря этому их можно будет сделать более экономными или точными, а также уменьшить размеры подобных инструментов, подытожили авторы статьи.