В Самаре разработана новая установка, которая поможет создавать компактные мегаваттные лазеры

Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева совместно со своими российскими и зарубежными коллегами разработали и испытали первую в России экспериментальную лазерную установку нового типа, позволяющую создавать компактные лазеры мегаваттной мощности.
В настоящее время в мире активно ведутся поиски новых принципов построения мощных и компактных лазеров. Лазер с оптической накачкой на метастабильных атомах инертных газов создан учеными Самарского университета в кооперации с Самарским филиалом Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) и университетом Эмори (Emory University, США) в рамках вузовской научно-исследовательской лаборатории "Структура и динамика квантовых систем" под руководством американского профессора Майкла Хэвена.
Экспериментальная работа по созданию нового лазера началась в США и России в 2012 году. Ученые Самарского университета совместно с коллегами из Самарского филиала ФИАН в августе 2019 года завершили разработку экспериментальной установки и первый же ее запуск подтвердил их теоретические расчеты.

"Предложенное сочетание технологий позволяет создать компактный лазер, который способен выдавать непрерывное излучение мощностью до нескольких мегаватт, – отметил профессор Майкл Хэвен. – Кроме того, активная среда такого лазера содержит только инертные газы, что существенно упрощает техническую реализацию и позволяет создать химически инертный вариант лазерной установки – в отличие от лазеров на парах щелочных металлов".
В предложенной Майклом Хэвеном схеме в качестве эффективной оптической накачки используется излучение диодных лазеров, при этом в разрядной камере атомы инертных газов – неона, аргона, криптона, ксенона – переводятся в метастабильное возбужденное состояние в плазме, создаваемой электрическим разрядом при давлении порядка атмосферного. В такой газовой среде формируется гораздо более мощный и качественный лучевой поток, чем в существующих полупроводниковых лазерах, осуществляющих оптическую накачку.

Как отмечают ученые, по своим энергетическим свойствам подобные установки близки к космическим "бластерам", описываемым в фантастических романах, и могут использоваться при создании в будущем систем противоастероидной защиты Земли. Компактные мощные лазеры также могут быть востребованы в различных сферах промышленности, в том числе для обработки материалов, измерения расстояния между объектами и решения других задач.