Перейти к основному содержанию
Реклама
Прямой эфир
Общество
Путин поручил подготовить план строительства национального центра «Россия»
Спорт
В ОКР пообещали изучить возможности защиты атлетов РФ после решения CAS по Валиевой
Общество
Суд в Москве арестовал гендиректора ВСК Андрея Белкова
Мир
Небензя посоветовал Киеву изучить мирную инициативу Путина
Общество
Роспотребнадзор начал проверку после отравления детей в лагере Петербурга
Политика
В Госдуму внесли законопроект о самозапрете на участие в азартных играх
Мир
СМИ спрогнозировали рост состояния Харрис из-за президентской гонки
Авто
GAC GS3 возглавил китайский рейтинг качества автомобилей
Мир
Лавров призвал сообща с КНР бороться с вмешательством в дела Юго-Восточной Азии
Мир
В Польше заявили об угрозе для жителей Староконстантинова на Украине из-за F-16
Мир
Небензя заявил о решении СБ ООН не приглашать Киев на заседание по оружию
Недвижимость
Инвесторы стали чаще интересоваться недвижимостью в Дагестане
Мир
Кнайсль предупредила о росте преступности в ЕС из-за поставок оружия Украине
Наука и техника
В NASA не смогли назвать сроки возвращения корабля Starliner с МКС
Мир
Патрушев сообщил об угрозе украинских мин для гражданских судов в Черном море
Спорт
МОК планирует вручить отобранные у российских фигуристов медали на ОИ в Париже
Армия
В Минобороны сообщили о планах по развертыванию военно-медицинских объектов в РФ
Мир
Норвежский политолог заявил о желании Запада перевооружить Киев при перемирии
Главный слайд
Начало статьи
Озвучить текст
Выделить главное
вкл
выкл

Российские ученые первыми в мире сумели получить лазерное излучение на специальных устройствах из кварцевого стекла — полых световодах. Это позволит в тысячи раз увеличить итоговую мощность существующих приборов, работающих на оптоволокне. Эксперты называют открытие принципиально важным для науки, так как оно поможет создавать мощные и компактные установки для материаловедения, медицины, связи и так далее.

Тайна стеклянных нитей

Ученые из Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (Москва) нашли способ генерировать лазерное излучение в полых световодах — тонких «трубках» из кварцевого стекла с отражающей микроструктурой. Такой подход позволит в тысячи раз увеличить выходную мощность существующих волоконных лазеров. Кроме того, исследователи показали, что полые световоды могут эффективно преобразовывать лазерное излучение из ближнего инфракрасного диапазона в средний, удобный для анализа химического состава веществ.

Справка «Известий»

Оптическое волокно, или световод, — это тонкая стеклянная нить, по которой можно передавать свет. При этом свет распространяется практически без потерь вдоль сердцевины — его центральной части — благодаря многократным отражениям от окружающей ее стеклянной оболочки. Мы постоянно сталкиваемся со световодами, когда, например, пользуемся интернетом, так как они лежат в основе оптических линий связи, объединяющих континенты в единое информационное пространство. Однако в устройствах, используемых на практике сегодня, сердцевина состоит из кварцевого стекла, через которое можно пропустить только видимый и ближний инфракрасный (ИК) свет, а на остальных длинах волн, в частности в среднем ИК-диапазоне, такие трубки абсолютно неприменимы.

Как рассказали «Известиям» ученые, преодолеть ограничения могут помочь полые световоды, которые активно разрабатываются и изучаются в ведущих лабораториях мира.

стеклянные трубки
Фото: TASS/АР/Gerry Broome

Несмотря на то что их отражающая оболочка всё так же состоит из кварцевого стекла, свет в них передается исключительно по полой сердцевине, что значительно расширяет возможные применения этих устройств.

— Наше исследование — это первая в мире демонстрация лазерной генерации в полых световодах. Эта работа открывает новое направление, которое позволит в будущем генерировать в них лазерные импульсы такой мощности, которая в тысячи раз превосходит порог разрушения в обычных широко используемых устройствах со стеклянной сердцевиной. В дальнейшем мы планируем не только существенно повысить выходную мощность созданных нами газоразрядных волоконных лазеров, но и значительно расширить набор генерируемых ими длин волн как в средней инфракрасной, так и в ультрафиолетовой части спектра, — рассказал «Известиям» руководитель проекта старший научный сотрудник института Алексей Гладышев.

Диапазон отпечатка пальцев

Прорывным достижением авторов стала первая в мире генерация лазерного излучения непосредственно в полом световоде, в который не подавался свет от внешних источников. Чтобы достичь этого, его заполнили смесью инертных газов гелия и ксенона, а к концам трубки приставили зеркала, создав, таким образом, оптический резонатор.

Затем световод облучили мощными микроволновыми импульсами с частотой, которая применяется в бытовых СВЧ-печах и модулях Wi-Fi. Это приводило к зажиганию газового разряда, в котором и возникало лазерное излучение.

Авторы взяли коммерчески доступный лазер, генерирующий сверхкороткие импульсы на длине волны около 1 микрометра (ближний ИК-диапазон), и пропустили это излучение через полый световод длиной 3 м, заполненный обычным и «тяжелым» водородом (дейтерием).

лазер из пальца свечение
Фото: TASS/Zuma

В результате на выходе полого световода получили излучение среднего ИК-диапазона.

Как пояснили ученые, средний ИК-диапазон называют диапазоном «отпечатков пальцев», поскольку по тому, как вещество поглощает эти длины волн, можно, как по этим следам, определить его химический состав. Достигнутые результаты позволят создавать эффективные и компактные лазерные источники высокой мощности, необходимые для неинвазивной биомедицинской диагностики, а также для контроля качества продуктов и фармацевтических препаратов.

— Такие лазеры могут найти разнообразные применения от биомедицинской диагностики до литографии при создании микросхем, — подчеркнул Алексей Гладышев.

Принципиально важное достижение

Лазерная генерация на полых волоконных световодах — принципиально важное достижение российских ученых, отметил заведующий кафедрой физики НИТУ МИСИС Иван Ушаков. На таких устройствах можно существенно увеличить плотность мощности лазерного излучения, что имеет важное практическое значение.

— Результаты работы могут быть использованы для создания мощных и компактных лазеров. Возможная сфера их применения: материаловедение, медицина, оптическая связь и так далее, — отметил специалист.

лазер выжигает на метале
Фото: РИА Новости/Александр Кряжев

Открытие может дать новую жизнь газоразрядным лазерам — это новые длины волн и новые мощности излучения, что существенно дополнит и расширит возможности лазерных технологий в микроэлектронике, разнообразной диагностике, экологии и других областях, сказал профессор Института лазерных технологий Университета ИТМО Вадим Вейко.

— Новый класс световодных газоразрядных лазеров может найти широкое применение в медицине, расширив круг лазерных эндоскопических и лапароскопических процедур. Но, конечно, для реализации всех потенциальных возможностей придется преодолеть еще много технических трудностей, например повысить механическую прочность и гибкость таких световодов, — отметил профессор.

Результаты исследований, поддержанных грантами Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в серии из трех статей в Journal of Selected Topics in Quantum Electronics.

Прямой эфир