Выходная мощность созданного специалистами из МГТУ имени Н. Э. Баумана и Физического института имени П. Н. Лебедева РАН лазера среднего инфракрасного диапазона достигла 2,3 Ватта, что является рекордом среди подобных моделей. Это стало возможным благодаря специальной системе линз и зеркал, компенсирующей тепловые эффекты при работе лазера. Результаты работы исследователей опубликованы в журнале Optics Express.

Лазерные источники излучают узконаправленные пучки света со строго заданными характеристиками, такими как длина волны, обуславливающая цвет в видимом диапазоне, и амплитуда, определяющая интенсивность пучка (обычные лампочки создают рассеянный белый свет, представляющий собой смесь потоков многих цветов одновременно).

Основная составляющая лазера – это активная среда. Она может быть жидкой, твердой и газообразной, важна только способность к испусканию квантов света после определенного воздействия, сопряженного с включением источника. Таким пусковым механизмом может стать излучение другого лазера, импульс тока или химическая реакция, протекающая в активной среде.

Довольно часто в качестве активной среды для лазеров среднего инфракрасного диапазона используют кристаллы с примесями различных ионов, например селенид кадмия с примесью ионов хрома.

В лазерах с такими кристаллами было замечено, что под действием активирующего излучения активная среда может сильно нагреваться. Ученые из МГТУ решили проверить, как нагревание среды влияет на ее способность к испусканию квантов света – люминесценции. Нагретые образцы селенида кадмия активировали с помощью другого лазера и измеряли время, в течение которого кристалл испускал свечение. Эксперимент показал, что чем выше температура среды, тем быстрее в ней проходит люминесценция, а это приводит к снижению эффективности источника света.

Ученые создали связанную с кристаллом систему из линз и зеркал, позволяющую получить стабильное излучение высокой мощности в условиях экстремального нагрева лазерного кристалла.

В проекте, поддержанном Президентской программой исследовательских проектов Российского научного фонда, также принимали участие сотрудники Физического института имени П. Н. Лебедева РАН, вырастившие лазерные кристаллы по уникальной технологии.