Учёные СКФУ создали материал для повышения эффективности лазеров

Ученые Северо-Кавказского федерального университета разработали новый материал для оптической керамики, применяемой в лазерных установках. Результаты исследования опубликованы в Journal of the European Ceramic Society.

В твердотельных лазерах в качестве активной среды используются кристаллы, оптические стекла или керамика с различными примесями. Такие лазеры находят применение в промышленности, медицине и косметологии.

Основная проблема твердотельных лазеров — возникновение паразитного излучения в активном веществе. Оно появляется перпендикулярно основному лазерному лучу и снижает коэффициент полезного действия установки.

Для решения этой задачи исследователи СКФУ создали вещество, которое при размещении по периметру активной среды поглощает паразитное излучение и повышает качество работы лазера.

«Если это паразитное излучение подавить, то эффективность работы лазера возрастает, что важно для устройств, применяемых для резки и сварки в машиностроении», — рассказал руководитель проекта, заведующий научной лабораторией технологий перспективных материалов и лазерных сред СКФУ, кандидат технических наук Виталий Тарала.

Материал создан на основе иттрий-алюминиевого граната с примесью самария, к которому добавлены атомы скандия. Ученые выяснили, что количество скандия влияет на эффективность поглощения паразитного излучения.

«Благодаря этим характеристикам новый материал может использоваться в неодимовых лазерах разной мощности и размеров, предназначенных для резки и сварки металлов, а также для медицинского применения или косметических процедур», — дополнил Виталий Тарала.

В результате получена оптическая керамика с высоким качеством и дополнительной функцией снижения паразитных излучений. В дальнейшем группа ученых планирует разработать крупногабаритные лазерные элементы с использованием нового материала и провести их испытания в промышленных установках.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.