В России нашли способ эффективнее получать мощное лазерное излучение
Сотрудники Физико-технического института имени Иоффе (ФТИ), Санкт-Петербург, нашли способ эффективнее получать мощное лазерное излучение. Оно необходимо, например, для развития беспилотного транспорта, сообщили РИА «Новости» в Министерстве науки и высшего образования РФ.
В последние годы активно создаются транспортные беспилотники. Однако они могут работать благодаря лазерным лидарам. Эти устройства измеряют расстояния с помощью замера времени возвращения отражённых лазерных лучей на приёмник.
Главная трудность — в правильной генерации излучения. Чтобы фиксировать объект за сотни метров при любой погоде и обеспечить безопасное движение, нужны источники излучения с большой мощностью и яркостью. Но импульсы излучения при этом должны быть очень короткими — в наносекунды. Сейчас в лидарах применяются волоконные и твердотельные лазеры. Однако им требуется дополнительный этап передачи энергии от внешнего источника на лазер, такие устройства считаются недостаточно эффективными.
Завлабораторией полупроводниковых лазерных диодов ФТИ Сергей Слипченко рассказал, что учёные предложили альтернативу. Их идея позволяет избавиться от лишнего звена в цепочке преобразования энергии источника питания в энергию лазерного излучения.
На первом этапе учёные ФТИ провели теоретическую работу: рассчитали процессы взаимодействия носителей тока и света в лабораторных гетероструктурах и кристаллах мощных полупроводниковых лазеров.
Новые, оптимизированные слои гетероструктур, состоящие из разных составов, сделали энергетические потери минимальными. Кроме того, учёным удалось создать технологию так называемой селективной эпитаксии для мощных лазеров, когда гетероструктуры можно выращивать на специально подготовленной подложке.
В результате КПД мощных полупроводниковых лазеров превысил 70%, что вдвое эффективнее, чем в случае с твердотельными и волоконными лазерами. Также исследователям удалось получить лазерные импульсы длительностью 100 наносекунд с пиковой мощностью более 1 киловатт с поверхности в доли квадратных сантиметров.
Исследования прошли при финансовой поддержке Российского научного фонда. Следующим этапом работы станет повышение спектральной яркости лазеров.
В последние годы активно создаются транспортные беспилотники. Однако они могут работать благодаря лазерным лидарам. Эти устройства измеряют расстояния с помощью замера времени возвращения отражённых лазерных лучей на приёмник.
Главная трудность — в правильной генерации излучения. Чтобы фиксировать объект за сотни метров при любой погоде и обеспечить безопасное движение, нужны источники излучения с большой мощностью и яркостью. Но импульсы излучения при этом должны быть очень короткими — в наносекунды. Сейчас в лидарах применяются волоконные и твердотельные лазеры. Однако им требуется дополнительный этап передачи энергии от внешнего источника на лазер, такие устройства считаются недостаточно эффективными.
Завлабораторией полупроводниковых лазерных диодов ФТИ Сергей Слипченко рассказал, что учёные предложили альтернативу. Их идея позволяет избавиться от лишнего звена в цепочке преобразования энергии источника питания в энергию лазерного излучения.
На первом этапе учёные ФТИ провели теоретическую работу: рассчитали процессы взаимодействия носителей тока и света в лабораторных гетероструктурах и кристаллах мощных полупроводниковых лазеров.
Новые, оптимизированные слои гетероструктур, состоящие из разных составов, сделали энергетические потери минимальными. Кроме того, учёным удалось создать технологию так называемой селективной эпитаксии для мощных лазеров, когда гетероструктуры можно выращивать на специально подготовленной подложке.
В результате КПД мощных полупроводниковых лазеров превысил 70%, что вдвое эффективнее, чем в случае с твердотельными и волоконными лазерами. Также исследователям удалось получить лазерные импульсы длительностью 100 наносекунд с пиковой мощностью более 1 киловатт с поверхности в доли квадратных сантиметров.
Исследования прошли при финансовой поддержке Российского научного фонда. Следующим этапом работы станет повышение спектральной яркости лазеров.
- Дмитрий Ладыгин
- pexels.com/photo/260034/
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Катастрофа по минутам: ученые подробно расписали, что произойдет, если начнется извержение Йеллоустоунского супервулкана
Моделирование показало две главных новости: очень плохую для США и нормальную для всего человечества...
Огонь по своим: ИИ, работающий на воронежскую администрацию, в итоге завалил штрафами своих хозяев
Эксперты говорят: «Добро пожаловать в новую реальность!»...
В Пекине запретили дроны: почему теперь за хранение не только штраф, но и 10 суток ареста?
Ситуация парадоксальная: страна, которая продвинула коптеры по всему миру, теперь максимально их ограничивает...
Молилась и убивала: какой диагноз ставят Салтычихе психиатры и психологи?
Ученые говорят: феномен жестокости самой страшной помещицы России разгадан, но......
«Этого не должно происходить»: что ученые нашли в облаках Венеры
Там возможны абсолютно другие, просто невероятные формы жизни. И эксперименты это доказали...
Как СССР рывком обошел США на пути в космос: Росархив раскрыл уникальные документы о Большом телескопе в Крыму
...
Жизнь за пределами Земли: что рассказала ученым межзвездная комета 3I/ATLAS?
Объект настолько древний, что его возраст крайне сложно представить. И это не единственная загадка пришельца из глубокого космоса...
Нашли тайную комнату в гробнице Тутанхамона: почему там может быть Нефертити?
Если гипотеза подтвердится, это будет крупнейшее археологическое открытие современной эпохи...
Архивы, полные тайн: оказалось, в панцирях улиток спрятаны поразительные истории
Ядерные взрывы, скачки климата и другие секреты прочитали ученые в завитках домиков сухопутных моллюсков...
Камчатка 1000 лет назад: археологи заглянули в исчезнувший мир из космоса
Предков этих людей изгнало мощное извержение вулкана, но через столетия они вернулись в родные земли...
928 разбросанных костей в Гёбекли-Тепе: спустя 30 лет раскопок тайна древнейшего храма наконец-то раскрыта
Однако археологи признаются: от открытия им проще не стало. Напротив, все еще больше запуталось...
Супервспышка-1947: тогда Земля избежала триллиона бомб. Но успокоилось ли Солнце?
Астрофизики говорят, что нам очень повезло со звездой. Но шансы на глобальную катастрофу все-таки есть...
Астрономы поймали сигнал из космоса: пришельцы или помеха?
И почему главная проблема в том, что мы мастерски сами себе мешаем за пределами Земли?...
Карта 1587 года и Ноев ковчег: почему место совпало с раскопками на Арарате?
Длина «судна», кстати, тоже совпала, и это не может не настораживать...