Российские ученые из трех городов разработали математическую модель, расширяющую рабочий диапазон кристаллов для лазеров более чем в два раза. Это улучшит свойства лазерных систем, используемых в медицине, промышленности и астрономии.
Команда исследователей из Челябинска, Краснодара и Москвы разработала и протестировала математическую модель для увеличения рабочего диапазона кристалла тиогаллата серебра. Модель позволяет расширить диапазон с 10,6 до 21 мкм, что ранее было невозможно. Работа, выполненная при поддержке Правительства России, опубликована в открытом доступе, ускоряя разработку лазеров и улучшая их характеристики.
В Южно-Уральском государственном университете (ЮУрГУ) отметили, что кристалл тиогаллата серебра является важным материалом для генерации среднего ИК‑излучения. Однако его свойства ранее изучались только до 10,6 мкм. Длинноволновая область спектра оставалась недоступной для измерений и не учитывалась разработчиками.
Для решения этой проблемы ученые из лаборатории квантовой инженерии ЮУрГУ, а также их коллеги из КубГУ и МГУ использовали метод спонтанного параметрического рассеяния. В этом процессе один фотон превращается в два, и, анализируя «ближний фотон» в изученной части спектра, можно восстановить свойства «дальнего фотона» в ранее недоступной области. Этот метод позволил измерить спектры кристалла без сложных и дорогих установок, используя уравнения Селлмейера.
Теперь разработчики лазеров могут создавать источники излучения на длинах волн, которые ранее были недоступны. Это особенно важно для газоаналитики, так как многие промышленные газы поглощают излучение в диапазоне от 12 до 20 мкм. Лазеры можно точнее настраивать под эти линии, значительно повышая чувствительность промышленных датчиков.
В ЮУрГУ также отметили, что результаты исследования позволяют более точно рассчитывать фазовый синхронизм и оптимизировать толщину кристалла для нелинейных лазеров.
Источник: ТАСС
распечатать статью