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
Азовское море наступает: российские ученые нашли причины стремительного разрушения берегов
Как оказалось, глобальное потепление и подъем Мирового океана тут вообще ни при чем...
Жители этого американского города были уверены, что переживут ураган. К утру было уже 12 000 погибших
Самое поразительное, что всех этих чудовищных человеческих жертв вполне можно было избежать. Но руководство Галвестона самонадеянно не желало оглядываться по...
Почему медведи нападают на людей в 2026 году: причины, статистика, мнения экспертов
Министерство природных ресурсов особых проблем не видит, но специалисты в корне не согласны...
Антарктическая аномалия: ученые выяснили, почему масса льда на Шестом континенте увеличилась на колоссальные 700 миллиардов тонн
Эксперты предупреждают: радоваться рано. Возможно, это всего лишь временное затишье перед опасной бурей...
1400 землетрясений: КНДР прекратила ядерные испытания в 2017 году, но толчки идут до сих пор. Почему?
Эксперты говорят: есть процессы, которые сложно запустить, но еще труднее потом остановить...
Выброс на Солнце 1000 лет назад раскроет одну из главных тайн викингов?
Скандинавы на несколько веков опередили Колумба в открытии Северной Америки, но определить точный год их прибытия оказалось гораздо сложнее...
«Место силы» на острове Ольхон оказалось источником магнетизма: что же скрывается под Байкалом?
Пока ясно можно сказать только одно: источник аномалии находится неглубоко...
США официально признали, что размещают оружие в космосе. Как на это ответит Россия и другие ведущие страны
Почему даже американские эксперты, что это решение может больше навредить самому Вашингтону...
Летящие в огонь: пока большинство животных спасаются бегством, некоторые хищные птицы «наживаются» на пожарах
Есть много фактов, что огненные ястребы не просто любят пламя, а сознательно разжигают его...
Динозавры делали... инкубаторы: именно так, согласно последним открытиям, они захватили холодные регионы
Придется признать, что некоторые ящеры не так зависели от тепла, как считалось...
Как СССР рывком обошел США на пути в космос: Росархив раскрыл уникальные документы о Большом телескопе в Крыму
...
Архивы, полные тайн: оказалось, в панцирях улиток спрятаны поразительные истории
Ядерные взрывы, скачки климата и другие секреты прочитали ученые в завитках домиков сухопутных моллюсков...