Российские ученые увеличили пропускание света в кристаллах для лазеров до 80%

Команда исследователей из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) совместно с коллегами из Института автоматики и процессов управления ДВО РАН, научных центров Новосибирска, а также зарубежными специалистами из Китая, Испании и Германии разработала технологию, которая существенно снижает потери энергии в лазерных системах. Ученым удалось модифицировать поверхность кристаллов, используемых в инфракрасных лазерах, благодаря чему их светопропускание увеличилось с базовых 65% до 80%.\n\nТрадиционно для уменьшения потерь света на отражение используют специальные многослойные просветляющие покрытия. Однако такие пленки со временем деградируют, отслаиваются под воздействием мощного излучения и усложняют производство.

Вместо нанесения сторонних материалов международный коллектив ученых применил метод прямой лазерной записи. С помощью сверхкоротких импульсов фемтосекундного лазера непосредственно на торцах нелинейного кристалла была сформирована регулярная наноструктура. Эта решетка состоит из тончайших линий шириной от 200 до 375 нанометров, которые работают как естественный просветлитель.\n\nВажнейшим преимуществом нового метода стала долговечность и стабильность полученного результата.

Фемтосекундная обработка изменяет исключительно рельеф поверхности, полностью сохраняя внутреннюю кристаллическую структуру и физико-химические свойства самого материала. Тесты показали, что оптические характеристики обработанных кристаллов остаются неизменными даже после года хранения в обычных комнатных условиях без создания специального микроклимата. Модифицированные элементы позволяют плавно перестраивать длину волны лазерного излучения в широком диапазоне от 0,5 до 17 микрометров.\n\nТехнология имеет огромное значение для развития высокоточной лазерной техники.

Инфракрасные нелинейные кристаллы лежат в основе оптических параметрических генераторов, лазерных усилителей, медицинских приборов и систем экологического мониторинга, определяющих состав атмосферы. Повышение эффективности пропускания света до 80% позволяет создавать более мощные, компактные и надежные лазерные установки. Новая методика значительно упростит производство оптических компонентов, исключив сложный этап напыления хрупких интерференционных покрытий.