Российские учёные нашли способ сделать лазеры точнее и расширить их возможности. Исследователи больше чем в два раза увеличили рабочий диапазон специальных кристаллов, без которых работают некоторые лазерные системы. Теперь такие лазеры можно настраивать на участки излучения, которые раньше были почти недоступны. Это может пригодиться в медицине, промышленности, астрономии и при анализе газов.
Прорыв в лазерах совершил коллектив учёных из Южно-Уральского государственного университета, Кубанского государственного университета и МГУ имени М.В. Ломоносова. Их модель позволила существенно расширить рабочий диапазон кристалла тиогаллата серебра для лазерных систем — с 10,6 до 21 мкм.
Этот кристалл нужен для получения среднего инфракрасного излучения, но раньше его хорошо изучили только до длины волны 10,6 микрометра. Всё, что находилось дальше, в более «длинной» части излучения, оставалось для разработчиков лазеров почти «слепой зоной». Чтобы заглянуть в этот недоступный диапазон, учёные использовали метод, при котором один фотон распадается на два: они наблюдали «ближний» фотон в понятной и изученной области, а по нему восстанавливали свойства «дальнего» фотона там, где точные измерения раньше были слишком сложными.
Такой способ позволил изучить свойства кристалла тиогаллата серебра без сложного и дорогого оборудования. Те участки, которые раньше нельзя было точно измерить, учёные восстановили с помощью специальных расчётов — уравнения Селлмейера. Оно помогает понять, как свет ведёт себя внутри прозрачного материала на разных длинах волн.
Главный практический результат — инженеры теперь смогут делать лазеры, работающие на длинах волн, которые раньше считались почти недоступными. Модель выложили в открытый доступ, поэтому другие разработчики смогут быстрее создавать новые лазерные системы и точнее настраивать их характеристики. Работа выполнена при финансовой поддержке правительства России.
Особенно важной разработку называют для газовой аналитики. В ЮУрГУ подчеркнули, что многие технические газы поглощают свет именно в диапазоне 12–20 мкм. Теперь лазеры можно точнее настраивать на эти спектральные линии, а значит, промышленные сенсоры смогут стать чувствительнее.
Читайте ещё материалы по теме:
