Томские ученые разработали уникальные малогабаритные лазеры для спектроскопических исследований

Ученые ИСЭ СО РАН совместно с белорусскими коллегами из Гродненского государственного университета разработали уникальные малогабаритные электроразрядные эксимерные лазеры с высокой удельной энергией импульса (более 10 Дж/л).


Ученые ИСЭ СО РАН совместно с белорусскими коллегами из Гродненского государственного университета разработали уникальные малогабаритные электроразрядные эксимерные лазеры с высокой удельной энергией импульса (более 10 Дж/л). Главная сфера применения таких лазеров – спектроскопические исследования. Работающие в ультрафиолетовом диапазоне спектра (193-248 нанометров), они позволяют определить наличие малых концентраций тех или иных вредных веществ в окружающей среде, в лекарственных средствах и продуктах питания.



Разработкой различных лазеров Институт сильноточной электроники СО РАН занимается с момента своего основания. Но если в самом начале этого пути главное внимание уделялось разработке мощных широкоапертурных лазеров, предназначенных для проведения фундаментальных исследований, то в настоящее время активно развиваются и направления, связанные с разработкой газоразрядных и твердотельных лазеров для разных практических применений. Юрий Панченко, возглавляющий лабораторию газовых лазеров с 2020 года, определяет это направление работ такими словами: «лазеры для людей». Но при разработке таких лазеров – компактных, надежных и удобных в использовании, ученые сталкиваются с целым рядом трудностей.


Дело в том, что создавая малогабаритный лазер с высокими выходными параметрами, нельзя надеяться на простое масштабирование имеющихся технологий. Здесь требуются новые инженерные решения, которые позволят, например, избежать неустойчивости тока в объемном разряде при высоких удельных мощностях накачки. Решая эту проблему, ученые предложили использовать новую форму горения сильноточного диффузного разряда, когда самоструктурированные множественные диффузные каналы заполняют собой весь объем разрядного промежутка, а устойчивость разряда сохраняется в течение всей длительности импульса. Использование высоковольтного генератора, обеспечивающего быстрое нарастание фронта импульса тока в разрядном промежутке, а также согласование парциального давления компонентов используемой газовой смеси, позволило увеличить параметры газоразрядных эксимерных лазеров в 3-4 раза, по сравнению с имеющимися аналогами.


Обнаруженная форма горения разряда позволяет также повысить эффективность работы и других типов газоразрядных лазеров, например, разработанный электроразрядный азотный лазер с продольной накачкой имеет энергию выходного излучения более 3 милиджоулей при длительности импульса 20 наносекунд.


– Одна из сложностей, связанные с коммерческим внедрением газоразрядных лазеров заключается в том, что некоторые потребители боятся или не имеют возможности работать с газами, находящимися под давлением, – объясняет Юрий Николаевич. – Поэтому мы начали развивать научное направление, связанное с исследованием и разработкой твердотельных и диодных лазеров, работающих в УФ-диапазоне спектра. Например, один из предлагаемых вариантов это лазер, работающий на таком кристалле, как александрит с дополнительными генераторами оптических гармоник.


В планах коллектива лаборатории газовых лазеров – развитие контактов с медицинскими и научными организациями, коммерческим структурами, заинтересованными в использовании такого типа оборудования.




Последние новости

В волонтерскую деятельность вовлечено 60 тыс жителей Томской области

За 2023 год в добровольческую деятельность было вовлечено более 60 тыс жителей Томской области, которые принимали участие в ключевых событиях региона и страны.

В штабе общественной поддержки «Единой России» завершился первый сезон проекта «Вечер патриотического кино»

Участниками проекта стали свыше 500 молодых людей из Томска «Молодая Гвардия Единой России» Томской области завершила первый сезон проекта «Вечер патриотического кино».

Партийный десант Кривошеинского района контролирует объекты Народной программы «Единой России»

Комиссия посетила Пудовскую школу и водонапорную башню в селе Володино Партийный десант в Кривошеинском районе проверил состояние социально-значимых объектов.

Card image

Как выбрать одноразовые станки для покупки?

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Ваш email не публикуется. Обязательные поля отмечены *