123
ИТ и электроника Новости

Лазер-трансформер создали томские ученые

Лазер-трансформер

Экономичный фемтосекундный лазер создали ученые Томского политехнического университета вместе с зарубежными коллегами. Лазер-трансформер способен плавно перестраивать длину волны своего излучения во всем видимом диапазоне. Результаты исследования опубликованы в научном журнале «Photonics Research«.


Справка:

Фемтосекундный лазер способен выпускать сверхкороткие импульсы длительностью до одной миллиардной доли секунды. Применяется в офтальмологии для коррекции зрения.

За одну секунду луч света 7,5 раз облетает Землю, а за фемтосекунду он перемещается на половину толщины волоса.


Современная фотоника решает вопрос генерации излучения на произвольной длине световой волны. Для этого используются нелинейные эффекты в оптических кристаллах и волокнах.

В опубликованном исследовании показано, что плавная перестройка длины волны у лазерного излучения достигается комбинацией фотон-кристаллические волокна с переменным диаметром центрального канала световода.


Справка:

Фотон — частица света.

Фотонный кристалл — структура, где периодически меняется электропроводимость.

Фотон-кристаллические волокна — специальный тип оптоволокна, у которого центральная область окружена упорядоченной структурой пустотелых или заполненных специальным материалом микроканальцев.


Ученый рассказал, что обычные лазеры излучают в узкой спектральной полосе и получить разные цвета можно поменяв лазер или изменив имеющийся луч. Такой подход ограничивает диапазон перестройки и минимальную интенсивность излучения на входе в преобразователь, еще один недостаток — шумы.

«Нас интересовало решение, исключающее минусы известных подходов, и при этом простое и дешевое. Мы собрали волоконный лазер, генерирующий на выходе световые импульсы с центральной длиной волны 1.04 микрометров, длительность которых меняется от пикосекунды до 50 фемтосекунд. Излучение лазера заводилось в кусочек специально профилированного фотон-кристаллического волокна (ФКВ)», — рассказывает доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Роман Егоров.


Российские ученые нашли способ предсказывать поломки самолетов


Если в фотон-кристаллическом волокне сделать центральный канал, по которому идет свет, сужающимся, то спектр излучения на выходе прямо зависит от длительности и интенсивности импульсов на входе.

С помощью этого свойства ученые смогли добиться перестроения излучения в диапазоне длин волн 420-600 нанометров с низкий зашумленностью. Видимый диапазон излучения лежит в промежутке 380-780 нанометров.

«Как известно, методы спектральной конверсии излучения очень энергозатратны. Мы же сразу вышли на КПД порядка 1-2%, хотя фокусировались не на энергетике, а на ширине диапазона перестройки. То есть, наш подход имеет потенциал для наращивания энергетической эффективности, как минимум, до уровня распространенных методов, но при этом лишен их фундаментальных недостатков», — считает Роман Егоров.

Применяться технология будет в лазерной микроскопии, например, в биоимиджинге. Это метод, которые позволяет наблюдать микроструктуру живой ткани с помощью флуоресцентных красителей. Чтобы они подсвечивали мелкие детали объекта, их нужно подсветить определенной длиной волны. Такую точность может обеспечить лазер-трансформер.

Биология и физика предлагают широкую область применения этих методов, в медицине технология востребована для эмбриологии, нейробиологии, онкологии и других направлений.

Об авторе

Тимур Хафизов

Тимур Хафизов

Корреспондент Russian IT World

Получайте новости первыми

Подпишитесь на наш Telegram-канал

t-do.ru/ritworld