Ученые из Института автоматики и электрометрии СО РАН (Новосибирск) совместно с коллегами из Научного центра волоконной оптики (Москва) впервые в мире синтезировали волоконный лазер на основе висмутового световода. Лазерный луч, имеющий уникальные физические характеристики, может в будущем найти применение в устройствах визуализации, например, в лазерных дисплеях. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports, а их популярное изложение представляет портал Наука в Сибири.

Еще в 2010 году новосибирские физики установили возможность случайной генерации, обусловленной явлением рэлеевского рассеяния в волоконных светодидах. Сейчас активно разрабатываются возможности расширения этой технологии для передачи сигналов связи на дальние расстояния. В частности, перед исследователями стоит задача сделать лазер миниатюрнее.

Ведущий автор проекта Иван Лобач и его коллеги решили использовать для этого не пассивные, а активные световоды — наподобие тем, что используются в обычных волоконных сетях. Проблема состояла в том, что в них не удавалось получить случайную генерацию из-за слабости рэлеевского рассеяния.

Чтобы преодолеть это препятствие российские ученые разработали светодиоды, легированные висмутом, который обладает большим диапазоном усиления и генерации излучения.

«По сравнению с обычными легирующими добавками, повышение концентрации висмута ведёт к увеличению коэффициента рэлеевского рассеяния, оптимальная длина при этом также увеличивается. Это становится решающим преимуществом в схеме случайной генерации на рэлеевском рассеянии», — комментируют свою работу исследователи.

Получившийся в результате лазер не только демонстрирует уникальные характеристики по коэффициент полезного действия и когерентности генерируемого излучения. Кроме того он компактен и имеет сравнительно простую схему построения.

Физические свойства дают возможность трансформировать его без труда в диапазон видимого света, а также ультрафиолетового излучения, что позволяет потенциально использовать во многих областях техники, например, в медицине или производстве новейших лазерных мониторов.

Ранее мы писали о лазере со случайной распределенной обратной связью и его возможностях, который также был создан в нашей стране.