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
Новое исследование: Христофор Колумб — вообще не тот, кем его считали историки
Ученые даже назвали подлинное имя великого мореплавателя...
Еще одна тайна Аркаима разгадана: ученые объяснили, почему древний город построен именно на этом месте
Оказалось, что наши далекие предки очень умело использовали природную инфраструктуру и обладали инженерными знаниями...
Что за звуки сводили с ума смотрителей маяков: тайна разгадана учеными
Эксперты из Института поиска внеземного разума говорят: новое открытие в буквальном смысле открыло им глаза и уши...
40 лет молчания: где «прятался» пропавший советский луноход?
Исчез внезапно, внезапно вернулся ярко. Почему астрофизики были так рады, когда «Луноход-1» наконец-то нашелся?...
4600-летний секрет «неубиваемости» Великой пирамиды раскрыт: все дело в специальных камерах
Древние инженеры опередили время на тысячелетия. Строение находится на своей частоте и гасит внешние вибрации...
Странные звуки рядом с Кольской сверхглубокой снова беспокоят местных жителей
12 000 метров глубины, Луна под ногами, «совершенно секретно», неожиданное закрытие. Вспоминаем историю самой глубокой скважины на планете...
«Печать Евы»: почему у этих женщин рождаются только девочки
Оказалось, что старые теории вообще не работают. Но есть две мутации, которые могут усилить друг друга...
Трехметровые осетры и тайна древнего русского города: историки раскрыли, как появилась Старая Ладога
Ответы на многие вопросы дали… 67 000 костей. Иногда, чтобы распутать исторический детектив, надо заглядывать не в хроники, а в мусорные кучи...
Снова утечка воздуха в российском секторе МКС: чем это грозит нашим и всей станции?
По словам специалистов: в 2026 году поломка вошла в цикл. Космонавты устраняют проблему, радуются, а через три недели — снова проблемы...
В тени российского орла: сколько раз Петербург спасал Вашингтон от полной гибели?
Когда-то американцы клялись, что США будет дружить с Россией, покуда светят звезды. А сейчас делают вид, что не помнят...
Мы все «марсиане»: ученые доказали, что жизнь с Красной планеты могла долететь за несколько лет
Компьютерное моделирование подтвердило: бактерии способны пережить Великий перенос с Марса на Землю. И этот процесс может идти прямо сейчас...
Назад в будущее: почему Швеция запрещает смартфоны в школах и возвращается к бумажным учебникам?
По словам экспертов, отмена цифровизации сейчас происходит во многих странах. Неужели человечество одумалось и начинает выздоравливать?...
СССР был первым в энергии ветра: что помешало стать лидером планеты?
Это был невероятный и прорывной проект советского конструктора Юрия Кондратюка. Того самого, по расчетам которого, американцы полетели на Луну...