В последнее десятилетие во многих лабораториях мира активно исследуются возможности создания высокоэффективных, мощных и компактных лазеров, генерирующих пучки излучения в среднем инфракрасном диапазоне, в частности на длинах волн 3–8 мкм. Лазерное излучение этого диапазона имеет множество применений в современных промышленных технологиях, медицинской диагностике и хирургии. Наличие сильного поглощения биологических тканей позволяет использовать излучение этого диапазона для хирургии с малыми коллатеральными повреждениями. На длинах волн среднего инфракрасного диапазона находятся сильные линии колебательного поглощения многих веществ, позволяющих однозначно их идентифицировать или воздействовать на них. В этом же спектральном диапазоне находятся окна прозрачности атмосферы, что позволяет эффективно решать задачи дистанционного зондирования атмосферы и другие проблемы.
В рамках проекта РНФ в Новосибирском госуниверситете сейчас ведется активная работа по разработке эффективных нелинейных преобразователей частоты лазерного излучения на базе периодически поляризованных структур для твердотельных лазерных систем среднего инфракрасного диапазона с высокой средней мощностью и хорошим качеством пучка. По словам руководителя проекта, старшего научного сотрудника лаборатории функциональных материалов Физического факультета НГУ Людмилы Исаенко, отдельной задачей проекта является исследование процесса создания периодических структур с разным периодом и конфигурацией доменов на базе монодоменных сегнетоэлектрических монокристаллов ATiOAsO4 (A = K, Rb).
— Преимущество данного кристалла перед аналогами заключается в том, что он имеет низкую ионную проводимость, и, как следствие, повышается его оптическая стойкость. Элементы КТА востребованы для создания приборов в системах защиты летательных аппаратов и других специальных применений, где требуются мощные источники излучения среднего инфракрасного диапазона, — подчеркнула заведующая ЛабФМ ФФ Александра Тарасова.
В работе принимают участие ведущие специалисты в области создания новых нелинейных сред (НГУ, ИГМ СО РАН) и разработки мощных высокоэффективных, компактных твердотельных лазеров (ИЛФ СО РАН и ИПФ РАН), с увлечением работают молодые сотрудники. Широкий комплекс задач подразумевает привлечение разноплановых специалистов, при этом молодые участники учатся понимать задачу в целом, осваивать интеграционный подход к эффективному решению проблемы.
Несмотря на многочисленные приложения, средний инфракрасный диапазон длин волн остается еще недостаточно хорошо освоенным в лазерной физике. В последние годы усилия многих исследовательских групп во всем мире направлены на развитие мощных эффективных и компактных лазерных источников этого диапазона: квантово-каскадных полупроводниковых лазеров, газовых лазеров, твердотельных и волоконно-лазерных источников.
— Этот проект направлен на исследование новых возможностей создания мощных высокоэффективных и компактных твердотельных лазеров, способных генерировать пучки импульсно-периодического излучения высокого качества в среднем инфракрасном диапазоне на длинах волн 3–10 микрометров. Создание источников излучения этого диапазона будет осуществлено на базе новых эффективных нелинейных преобразователей частоты лазерного излучения (включая периодически поляризованные структуры) с параметрами, удовлетворяющими требованиям твердотельных лазерных систем среднего инфракрасного диапазона с высокой средней мощностью и хорошим качеством пучка, – утверждает ответственный исполнитель проекта Олег Антипов.
По словам руководителя проекта, прикладными задачами проекта являются перспективные решения для создания опытных макетных образцов лазерных источников среднего инфракрасного диапазона и приборов медицинской хирургии и диагностики ряда заболеваний, а также приборов дистанционной диагностики газовых компонентов и лазерных источников среднего инфракрасного диапазона для прецизионной обработки материалов (полимеров, многослойных структур).
