ТАСС, 27 сентября. Физики разработали новый тип инфракрасных лазеров на основе стекла из сурьмы, селена, германия, галлия и церия. Эти лазеры высокоэффективны и при этом не нужно дополнительное охлаждение, пишет пресс-служба Российского научного фонда. Описание разработки опубликовали научные журналы Optics Letters и Optics Express.
"Наша разработка найдет широкое применение в хирургии, материаловедении и молекулярной спектроскопии. Сейчас мы работаем над волоконным вариантом такого лазера, что должно существенно улучшить его характеристики и упростить практическое использование", – отметил один из авторов работы, научный сотрудник Физического института РАН (Троицк) Станислав Леонов.
Инфракрасные лазеры служат основой оптоволоконных сетей для передачи информации, используются для отслеживания различных газов в окружающей среде, проведения хирургических операций и обработки различных материалов.
В последние годы ученые сосредоточились на создании твердотельных лазеров, которые работают в среднем инфракрасном диапазоне. Пока компактных и надежных излучателей такого рода не существует, что связано с тем, что многие материалы, пригодные для их изготовления, не способны эффективно работать при комнатных температурах без активного охлаждения.
Леонов и его коллеги по Физическому институту РАН, МГТУ им. Баумана, Институту общей физики РАН (Москва), Институту химии высокочистых веществ РАН (Нижний Новгород) и Университету Дуйсбурга-Эссена (Германия) решили эту проблему. Они создали новый стекловидный материал, состоящий из сурьмы, селена, германия, галлия и церия, сохраняющий свои свойства и при нагреве до относительно высоких температур.
Этот материал, как объясняют ученые, необходим для создания так называемой активной среды лазера, то есть той его части, где усиливается проходящее через нее излучение. Как показали опыты со стеклом на основе сурьмы, селена, германия, галлия и церия, это вещество может эффективно взаимодействовать с ИК-фотонами при комнатной температуре и при этом не теряет своих свойств, как другие материалы.
Создав образцы активной среды на основе этого стекла, ученые встроили ее в прототип инфракрасного лазера и проверили его работу на различных длинах волн. Опыты показали, что это устройство успешно вырабатывало пучки частиц света с длиной волн от 4 до 6 мкм без какого-либо дополнительного охлаждения, при этом работой этого лазера было достаточно просто управлять.
Ученые надеются, что в дальнейших опытах смогут создать более эффективные версии этого излучателя, что расширит его практическое применение. В частности, ученые ожидают, что добавление ионов диспрозия в стекло позволит использовать более удобные варианты для "накачки" лазера, что потенциально упростит его устройство и снизит себестоимость.