Российские учёные создали новый тип волоконного лазера. Он преобразует многомодовое излучение низкого качества в высококачественное, при этом в его конструкции использованы более простые элементы.
Моды – это электромагнитные волны, из которых состоит распространяющийся по лазерному волокну пучок света. Излучение может состоять как из одного мода, так и сразу из нескольких. Второй вариант позволяет применять более дешёвые компоненты, однако качество светового сигнала будет более низким: различные моды накладываются друг на друга, из-за чего происходит более быстрое затухание и размывание сигнала.
Принцип функционирования волоконных лазеров основан на видоизменении излучения диодов накачки, имеющего низкое качество, в высококачественный лазерный поток света. Этот пучок имеет небольшой диапазон длин волн и очень незначительный угол расхождения луча. Используемые для этой цели волоконные светодиоды имеют в своём составе ионы редкоземельных металлов; они дороги и сложны в производстве, кроме того – они функционируют только в ближнем ИК-спектре.
В своей новой работе отечественные исследователи воспользовались обычными многомодовыми световодами, не содержащими редкоземельных металлов и имеющими большой диаметр сердцевины. Эти компоненты проводят сигнал за счёт внутреннего отражения. Помимо этого, в них низкокачественный исходный сигнал преобразуется в высококачественный за счёт эффекта вынужденного комбинационного рассеяния, когда волны меняют частоту и длину в результате столкновения с атомами встреченного на пути материала. Улучшение сигнала производилось в несколько этапов. На одном из них в световод были добавлены специальные решётчатые структуры, которые пропускали волны только определённой длины.
Получившийся непрерывный оптоволоконный лазер образует сине-зелёное свечение, которое может быть использовано вместо использующихся ныне газоразрядных аргоновых приборов. Кроме того, такой лазер позволяет создавать новые типы лазерных дисплеев и может применяться в биомедицинской диагностике и лабораториях, когда необходимо визуализировать результаты исследований. Примечательно, что созданный лазер производит более качественное и эффективное излучение, являясь более дешёвым по стоимости.
Оптическое волокно впервые было продемонстрировано ещё в XIX веке. Точнее, это был прообраз, который ещё нельзя было использовать на практике. Только в первой половине следующего столетия учёные смогли создать первые пригодные для практического использования модели оптоволокна. А в шестидесятых годах началась история оптоволоконных лазеров. Первоначально главной проблемой таких устройств было быстрое затухание светового сигнала; но через несколько лет было получено оптоволокно, легированное неодимом – редкоземельным металлом, что позволило устранить быстрые затухания. В последующие годы конструкции оптоволоконных лазеров совершенствовались, но всё равно важным компонентом их оставались редкоземельные металлы — неодим, эрбий, иттербий. Это создавало новую проблему – высокую стоимость устройства.
Гарантия
Сервис
Подбор
Госзакупки
