С прошлого века ученые пытались создать лазер, способный генерировать белый свет. Однако до сих пор подобные устройства не могли воспроизвести истинный белый свет, так как белый цвет достигался путем смешивания нескольких лазерных лучей разных цветов. Сотрудники лаборатории газовых лазеров Института сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) под руководством доктора физико-математических наук Юрия Панченко сумели впервые получить белый свет из одного источника лазерного излучения, равномерно смешав все цвета видимого спектра.
Младший научный сотрудник лаборатории газовых лазеров Дмитрий Лубенко рассказал о методе, использованном для достижения этого результата. В основе лежит мощный фемтосекундный лазер, работающий в ближнем инфракрасном диапазоне. Этот лазер генерирует импульсы такой короткой длительности, что свет успевает пройти расстояние, равное толщине человеческого волоса. Излучение лазера особым образом фокусируется в воздухе, что приводит к ряду последовательных процессов в азоте, составляющем около 80% объема воздуха. Эти процессы создают высоконаправленное лазерное излучение с широким спектром, воспринимаемым человеческим глазом как белый свет.
Исследователь пояснил, что сначала мощное излучение лазера «раскачивает» молекулы газа, заставляя их излучать свет на частотах, близких к исходной частоте лазера. Затем эти частоты выборочно складываются в одной фазе, создавая новые частоты и усиливая их, как цепная реакция. В результате свет, начавшийся в инфракрасном диапазоне, охватывает весь видимый спектр вплоть до ультрафиолетового.
Старший научный сотрудник лаборатории газовых лазеров Владимир Прокопьев отметил, что белый лазер может найти применение в различных областях. В физике он используется для регистрации быстропротекающих процессов, в микроскопии сверхвысокого разрешения – для улучшения контраста исследуемых образцов, а в флуоресцентной микроскопии – для возбуждения флуоресценции биологических объектов в широком диапазоне длин волн, что расширяет возможности изучения клеток и тканей. В медицине белый лазер позволяет получать детальные изображения внутренних структур биологических тканей и исследовать сложные биологические объекты. Кроме того, он может применяться в системах дистанционного зондирования для сканирования протяженных воздушных трасс и анализа различных примесей газов и аэрозолей в атмосфере.
Достижение томских ученых признано одним из важнейших фундаментальных физических результатов СО РАН. Однако исследователи продолжают работу над улучшением эффективности белого лазера, его уменьшением в размерах и повышением точности измерений параметров получаемого света.
распечатать статью