Группа ученых из Института прикладной физики имени А.В. Гапонова-Грехова РАН (ИПФ РАН) разработала инновационную технологию, которую можно применить в лечении онкологических заболеваний. Она заключается в модернизации лазеров с помощью новой световой схемы.
Новые лазерные ускорители частиц обещают прорыв в разных областях — от более эффективного лечения рака и создания миниатюрной электроники до точной обработки материалов и быстрой передачи данных. Они могут сделать медицинские процедуры точнее, а электронные устройства — меньше и мощнее.
В ИПФ РАН создали уникальный многоканальный лазер, который выдает гораздо более мощный и стабильный луч, при этом оставаясь простым и небольшим по размеру. Ученые считают, что эта технология может быть использована для создания нового оборудования в медицине, микроэлектронике и при обработке различных материалов.
Мы предложили архитектуру многоканального лазера, где несколько пучков усиливают в одном кристалле. Это упростило задачу копирования каналов и позволило масштабировать выходную мощность. Благодаря новой схеме лазер может работать в режиме мощных коротких импульсов, которые следуют друг за другом с высокой частотой. Это сочетание силы и скорости в одном источнике излучения раньше было труднодостижимо.
Обычно для увеличения мощности лазера используют несколько отдельных лазерных модулей, которые объединяют в один луч. Но для этого все модули должны быть абсолютно одинаковыми и излучать свет в одной фазе, что технически весьма проблематично. Новый подход, разработанный учеными из ИПФ РАН, заключается в том, чтобы направить несколько лучей света в один кристалл-усилитель. Это позволяет им проходить через одинаковую среду и испытывать схожие искажения, сохраняя их согласованность. Затем специальная система точно объединяет лучи, избавляя от необходимости в отдельных усилителях для каждого канала и делая всю конструкцию проще и компактнее.
Лазеры увеличенной мощности расширяют возможности в промышленности, особенно в процессах резки, сварки и обработки материалов. Благодаря коротким, но очень сильным импульсам, можно точно удалять материал, не задевая окружающие участки, что позволяет создавать сложнейшие микроструктуры и гравировки. Кроме того, мощные лазерные импульсы могут использоваться для упрочнения поверхности металлов, не нагревая всю деталь целиком.
Разработанные российскими учеными лазеры найдут применение в различных областях, включая металлообработку, особенно в экстремальных условиях, а также в космонавтике и телекоммуникациях. Пока разработана концепция, создать готовый к использованию лазер еще предстоит.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как был разработан сенсорный дисплей с тактильными пикселями.
