Ученые нашли способ повысить эффективность инфракрасных лазеров

Группа ученых Института автоматики и процессов управления Российской академии наук совместно с коллегами из Дальневосточного федерального университета и специалистами из Испании, Германии и Китая разработала уникальный способ снижения потерь света в кристаллах для инфракрасных лазеров. Вместо привычного просветляющего покрытия, которое плохо держится и выходит из строя, ученые предложили модифицировать поверхность самого кристалла.

В промышленности для спектроскопии и дистанционного зондирования нужны инфракрасные лазеры. Их основой являются кристаллы BaGa₄Se₇. Однако у материала есть неудобное свойство: он сильно преломляет свет, а значит, бликует. Обычно с бликами борются с помощью просветляющих покрытий, нанося несколько тончайших слоев поверх кристалла. Но на кристалле BaGa₄Se₇ такой слой держится слабо и первым разрушается под мощной лазерной накачкой.

Как рассказал один из авторов исследования Станислав Гурбатов, ученые предложили обойтись вообще без покрытия, а изменить сам кристалл.

- Лазерная самоорганизация позволяет сформировать нанорешетки без использования жесткой фокусировки лазерного пучка, а значит, метод подходит для обработки сравнительно больших площадей, - сказал Станислав Гурбатов. - Это делает лазерную самоорганизацию перспективным инструментом для улучшения оптических характеристик реальных нелинейных кристаллов.

Полученный эффект исследователи подтвердили двумя способами: инфракрасной спектроскопией и прямым измерением мощности излучения перестраиваемого лазерного источника, проходящего через кристалл. Результаты показали, что обработка не разрушает исходную кристаллическую структуру материала, а оптические свойства наноструктурированных участков сохраняются после года хранения в обычных условиях.

По оценкам исследователей, разработка открывает путь к повышению эффективности оптических параметрических генераторов, усилителей и других устройств с инфракрасными нелинейными кристаллами.

Мона Платонова.

Изображения предоставлены ДВФУ