Уникальный совместный проект ученых Самарского национального исследовательского университета имени Королева и их коллег из Университета Эмори (США), а также филиала Физического института имени Лебедева РАН, открыл новые горизонты развития лазерных технологий. Группа исследователей разработала и протестировала экспериментальную лазерную установку принципиально нового типа. Ожидается, что в будущем этот прорыв позволит создавать передовые лазеры для защиты планеты от опасных астероидов, а также использовать подобную технологию в промышленности, энергетике и других важных сферах.
Новый подход к лазерным технологиям
Инновационная лазерная система построена на использовании уникальной схемы, где для накачки применяются диодные лазеры, а активная среда состоит исключительно из инертных газов: неона, аргона, криптона и ксенона. В процессе работы устройства эти газы переводятся в особое, метастабильное возбужденное состояние с помощью электрического разряда при атмосферном давлении. Такой подход не только обеспечивает значительно более мощный и качественный луч в сравнении с традиционными полупроводниковыми лазерами, но и делает установку экологически безопасной и технологически простой в обслуживании.
Потенциал противоастероидной и промышленной защиты
Разработка открывает перспективы создания глобальных систем противоастероидной обороны, которые смогут защитить нашу планету от космических угроз. Кроме этого, компактные и мощные лазеры нового типа представляют огромный интерес для промышленности в качестве эффективных источников когерентного излучения, применяемых, например, в резке, сварке и обработке материалов. Явное преимущество — использование исключительно инертных, а значит, химически нейтральных газов, что исключает появление вредных продуктов реакции и существенно облегчает производство установки.
Поиск идеального режима работы
После успешного создания экспериментального прототипа ученые максимально сосредоточены на исследовании оптимальных параметров генерации лазерного излучения. Специалисты изучают, каким образом оптическая накачка, мощность разряда и давление газовой смеси влияют на образование метастабильных атомов и итоговую эффективность работы установки. Такой комплексный подход поможет добиться самой высокой надежности и энергетической отдачи подобных лазеров в различных задачах.
Коллаборация и достижения
Самарский национальный исследовательский университет имени Королева с энтузиазмом развивает это направление с 2012 года. Уже в 2019 году состоялся первый успешный запуск демонстрационной установки, подтвердивший все теоретические выкладки и расчетные параметры. Этот лазер — пятый в своем роде по всему миру: четыре подобные системы функционируют в ведущих научных центрах США. Исследователи не собираются останавливаться на достигнутом и уже планируют создать более мощные, совершенные образцы на основе изученной схемы. С каждым этапом становится все ближе грандиозная цель — определение максимальных возможных характеристик таких лазеров и их внедрение в практику.
Перспективы применения и международное сотрудничество
Полученные наработки делают возможным использование этих инновационных установок не только для обороны, но и для беспроводной передачи энергии и организации полевой связи на больших расстояниях. Прямой контакт между ведущими научными школами России и США гарантирует дальнейший прогресс и новые открытия. Положительный опыт взаимодействия дает уверенность в эффективном развитии подобных проектов, внося ощутимый вклад в глобальный технологический прогресс и безопасность человечества.
