Ученые Ставрополья нашли новый материал для повышения качества лазеров

Учёные Северо-Кавказского федерального университета разработали вещество, которое поглощает ненужное излучение внутри твердотельных лазеров. Новая технология повысит мощность установок для резки и сварки металла, а также сделает точнее медицинские и косметологические приборы, рассказали в пресс-службе вуза.

В твердотельных лазерах луч создаётся благодаря активной среде: это может быть кристалл или оптическая керамика со специальными добавками — активаторами. Но часть энергии теряется из-за так называемого паразитного излучения: оно возникает перпендикулярно основному лучу и снижает коэффициент полезного действия всей установки.

Чтобы решить эту проблему, ставропольские исследователи предложили новый материал на основе иттрий-алюминиевого граната с примесью самария (YAG:Sm). В него дополнительно ввели атомы скандия. Если разместить такое вещество по периметру активной среды, оно начнёт поглощать вредное боковое свечение. Учёные выяснили: чем точнее подобрана доля скандия, тем эффективнее гасится паразитное излучение.

«Если это излучение подавить, КПД лазера возрастает. Это особенно важно для устройств, которыми режут и сваривают металл в машиностроении», — объяснил руководитель проекта, заведующий лабораторией технологий перспективных материалов и лазерных сред вуза Виталий Тарала.

По его словам, разработка подходит для неодимовых лазеров разной мощности и габаритов — от промышленных станков до аппаратов для удаления татуировок и перманентного макияжа.

Результаты исследования опубликовал Journal of the European Ceramic Society. Дальше группа планирует создать крупногабаритные лазерные элементы из нескольких слоёв нового материала и испытать их в реальных промышленных установках.

Работа ведётся по государственному заданию Министерства науки и высшего образования России.