Російські фізики спільно з німецькими колегами створили лазер, який працює в середньому інфрачервоному діапазоні і, на відміну від аналогів, не вимагає додаткового охолодження. Цього вдалося домогтися за рахунок використання халькогенідного скла з рідкоземельними іонами церію. Розробка знайде застосування в хірургічних процедурах, молекулярної спектроскопії, а також зробить більш ефективною обробку пластикових матеріалів. Результати роботи опубліковані в журналах optics letters і optics express, а також підтримані грантом президентської програми російського наукового фонду (рнф).
Лазери, що працюють в середньому інфрачервоному діапазоні, знаходять застосування в самих різних областях: моніторинг газів в навколишньому середовищі і аналіз дихання, мінімально пошкоджує хірургія і обробка неметалевих матеріалів. Незважаючи на те, що сучасні лазерні системи успішно вирішують деякі з цих завдань, виготовляти їх як і раніше дорого і складно. Саме тому великий інтерес викликають твердотільні лазери в середньому інфрачервоному діапазоні. Вони відрізняються високою ефективністю і малими габаритами.
Важлива складова лазера — активне середовище, яка підсилює проходить через неї випромінювання. У твердотільних лазерах середнього інфрачервоного діапазону її роль відіграють або кристали, або різні скла. Наприклад, найкращі характеристики подібного пристрою може забезпечити кристалічнийселенід цинку znse з іонами заліза, однак у цього матеріалу є явний недолік — швидке загасання люмінесценції при кімнатній температурі, тобто світіння швидко сходить нанівець.
Щоб поліпшити цей показник, автори роботи вирішили сконцентрувати увагу на створенні лазерів на іонах церію, а замість кристала використовувати скляну основу, яка дозволяє виготовити скловолокно з геометрією, що забезпечує кращі лазерні характеристики. Раніше вчені з інституту загальної фізики імені а. М. Прохорова ран (москва)і інституту хімії високочистих речовин імені г.г. Дев’ятих ран (нижній новгород) розробили абсолютно нове халькогенідное скло, позбавлене нестачі кристалічного активного елемента на основі znse. Воно може стати гідною альтернативою цьому популярному матеріалу.
Унікальне скло з іонами церію стало основою для лазера, створеного вченими з фізичного інституту імені п. Н. Лебедєва ран (троїцьк) спільно з колегами з інституту загальної фізики імені а. М. Прохорова ран (москва), інституту хімії високочистих речовин імені г. Г. Дев’ятих ран (нижній новгород) і університету дуйсбурга-ессена (німеччина). Експерименти з новим пристроєм показали, що воно здатне генерувати випромінювання в спектральному діапазоні від 4 до 6 мікрометрів, тобто в середньому інфрачервоному діапазоні. При цьому створений лазер може ефективно працювати при кімнатній температурі без додаткового охолодження.
” зараз ми працюємо над волоконним варіантом такого лазера, що має істотно поліпшити його характеристики і спростити практичне використання. Наша розробка знайде широке застосування в хірургії, матеріалознавстві та молекулярній спектроскопії», — підводить підсумок керівник проекту за грантом рнф станіслав леонов, кандидат технічних наук, висококваліфікований науковий співробітник лабораторії інноваційних лазерних систем фізичного інституту імені п. М. Лебедєва ран, доцент кафедри рл-2 мгту імені м.е. Баумана.
