Специалисты из МГТУ имени Баумана создали простую систему линз и зеркал, позволившую им повысить КПД работы и достичь рекордно высокой мощности инфракрасных лазеров, работающих в средней части диапазона. Их выводы были опубликованы в журнале Optics Express.

«Источники среднего инфракрасного излучения можно применять для изучения оптических и теплофизических параметров различных тканей тела. Наш лазер будет превосходить существующие сегодня модели после небольших доработок, так он позволит нам варьировать глубину проникновения излучения в ткани», – рассказывает Владимир Лазарев из МГТУ имени Баумана.

Лазарев и его команда уже несколько лет проводят эксперименты на кристаллах из соединения кадмия, селена и серы. Они сегодня считаются одним из самых перспективных материалов для создания лазеров, работающих в средней части инфракрасного спектра. Недавно физики из МГТУ усовершенствовали их, заставив пропускать через себя абсолютно весь свет при помощи своеобразной лазерной «гравировки» поверхности этих кристаллов. В своей новой работе они решили одну из самых больших проблем, характерную фактически для всех излучателей подобного типа.

Дело в том, что все подобные твердотельные лазеры имеют ограничение по мощности, так как в процессе накачки кристаллы сильно нагреваются, что снижает предельные выходные энергетические характеристики излучателей. В подобных условиях они начинают быстрее переизлучать свет, что резко снижает КПД их работы и жестко ограничивает их мощность.

Как сообщает пресс-служба Российского научного фонда, Лазарев и его коллеги выяснили, как можно получить стабильное излучение высокой мощности в условиях экстремального нагрева устройства. Для этого они проследили за тем, как быстро ионы хрома, вкрапления которых присутствовали внутри кристалла селенида кадмия, испускали вспышки света после облучения короткими импульсами другого лазера.

Эти наблюдения помогли им понять, как нагрев кристалла влияет на его способность испускать фотоны, и создать специальную систему зеркал и линз, которая позволила стабилизировать излучение. Она позволила ученым достичь пока рекордной мощности для подобных инфракрасных лазеров, состоящих из одного кристалла, превышающей существующие показатели в 1,5 раза.

Дальнейшее совершенствование этой системы, а также другие небольшие изменения в конструкции лазера, как надеются ученые, помогут им повысить его мощность и КПД работы на еще более солидные значения. Это позволит использовать подобные излучатели для медицинских целей, а также для создания новых систем связи и различных датчиков.