Представители Научно-исследовательского института «Полюс» им. М. Ф. Стельмаха (НИИ «Полюс») холдинга «Швабе» Госкорпорации Ростех (входит в СоюзМаш России) провели исследования и эксперименты по улучшению характеристик различных лазеров. Их идеи могут быть использованы в разработке устройств для мониторинга загрязнения окружающей среды, обнаружения опасных веществ, а также при создании перспективных приборов для космической, медицинской и других сфер.
Результатами своей работы специалисты НИИ «Полюс» поделились на 21-й Международной конференции «Оптика лазеров» (ICLO 2024).
В частности, был представлен доклад о квантово-каскадных лазерах спектрального диапазона 4-5 мкм. Специалисты провели исследования по сравнению ключевых характеристик лазера с использованием различных комбинаций оптических покрытий и без них. Опытным путем они выяснили, что максимальная мощность излучения достигается при сочетании просветляющих и сильно отражающих покрытий, а самый низкий пороговый ток – с частично и высоко отражающими покрытиями.
Создание одночастотных квантово-каскадных лазеров позволит изготовить принципиально новые системы газоанализа, дистанционного контроля загрязнений окружающей среды, обнаружения опасных и взрывчатых веществ. Кроме того, их можно будет использовать для разработки биомедицинской техники и улучшения характеристик беспроводной оптической связи.
Вторая работа была посвящена мощным гибридным полупроводниковым лазерам-тиристорам. Специалисты НИИ «Полюс» поделились с коллегами результатами эксперимента, в ходе которого была выявлена зависимость выходной оптической мощности лазера от емкости заряда и длительности импульса.
Полупроводниковые лазеры-тиристоры необходимы для создания компактных устройств, которые генерируют короткие лазерные импульсы. Такие изделия широко применяются в системах дальнометрии, интегральных информационных системах, а также в различных областях медицины и других сферах. Полученные благодаря исследованию результаты позволят повысить технические характеристики приборов.
Еще один доклад был посвящён анализу распределения температуры и теплового сопротивления мощных полупроводниковых лазеров на основе гетероструктур с алюминием и без него.
Сотрудники НИИ «Полюс» рассказали, что при увеличении температуры полупроводникового лазера происходит сдвиг центральной длины волны спектра излучения, который при разработке лазерных систем стараются минимизировать. Также сильный перегрев активной области оказывает негативное влияние на срок службы полупроводникового излучателя.
Понимание данных процессов позволит модернизировать существующие и создать новые перспективные приборы, которые применяются для лазерной обработки материалов, накачки твердотельных лазеров, а также в устройствах для медицины и космических исследований.
«Повсеместное применение лазерных технологий открывает перед учеными широкие возможности для работы в этой области. В нашем институте проводится множество исследований, которые впоследствии становятся базой для создания или модернизации устройств. В частности, благодаря усилиям наших специалистов сегодня выпускаются лазерные дальномеры, гироскопы и другие высокотехнологичные востребованные продукты», – отметил генеральный директор НИИ «Полюс» Евгений Кузнецов.
Международная конференция «Оптика лазеров» проходит с 1 по 5 июля в Санкт-Петербурге. Ее организовал Фонд лазерной физики при техническом спонсорстве IEEE Photonics Society и поддержке Союза промышленников и предпринимателей Санкт-Петербурга.
НИИ «Полюс» им. М. Ф. Стельмаха – крупнейший российский лазерный центр. В его стенах был создан первый в стране лазер, который открыл новую технологическую эру в различных сферах промышленности.