Новосибирские ученые вырастили уникальный нелинейный кристалл

В рамках широкого взгляда на современную медицину научной проблемой является отсутствие диагностики, способной надежно диагностировать большой круг заболеваний на их ранней предсимптомной стадии. Оптические методы (создание широкозонных спектрометров) являются перспективным, активно развивающимся малоинвазивным направлением. 

Учеными лаборатории функциональных материалов Физического факультета НГУ впервые был выращен новый уникальный нелинейный кристалл литий галлий сульфид LiGaS2, который, благодаря высокой оптической стойкости, единственный среди инфракрасных кристаллов выдержал испытания в системе параметрической генерации с мощной накачкой фемтосекундным дисковым лазером в медицинском центре Университета Людвига Максимилиана в Мюнхене. Кристалл LiGaS2 является уникальным и обладает самым большим порогом оптического разрушения. Этот нелинейно-оптический кристалл используется для преобразования лазерного излучения в среднем и дальнем инфракрасном диапазоне вне области сильного поглощения парами воды (5.5–12 мкм), где большое количество молекул имеют характерные колебательные спектры, которые рассматриваются как «отпечатки пальцев» и фиксируются оптическими приборами. Такой кристалл позволит осуществить качественный, инструментальный рывок в разработке спектрометров среднего и дальнего инфракрасного диапазона.

 – Идея создания новых функциональных материалов – основное направление нашей лаборатории. Изначально это была совместная разработка с Институтом геологии и минералогии СО РАН. Выращенные кристаллы исследовались в том числе в медицинском центре Гархинга в Мюнхене: на имеющемся оборудовании была показана рекордная лазерная стойкость данного кристалла по сравнению с существующими монокристаллами, – отметил сотрудник лаборатории функциональных материалов Физического факультета НГУ Александр Аполонский.

Одна из задач лаборатории – создание физического инструментария для эффективной дружественной медицинской диагностики, развитие существующих спектрометров видимого и среднего ИК-диапазона, обладающих необходимыми характеристиками для ранней диагностики заболеваний. Для этого разрабатываются широкозонные инфракрасные кристаллы – сердце широкополосных спектрометров. 


Рис.1. Кристаллы халькогенидных соединений                                                                                                            Рис. 2. Лазерная прочность кристаллов халькогенидов