Разработка будет использоваться в качестве малотравматичного и дешевого лазерного скальпеля для хирургических операций, а также для резки и гравировки композитных материалов.
При создании нового типа лазера в качестве активной среды была использована керамика, полученная из соединений редкоземельных элементов — оксида лютеция с добавлением ионов тулия (Tm3+:Lu2O3). Ионами тулия обеспечивалась способность керамики генерировать лазерное излучение.
Лазер был создан учеными из МФТИ, Института прикладной физики РАН и их коллегами из компании «ИРЭ-Полюс», сообщили в пресс-службе МФТИ.
«Лазерный луч возникает за счет эффекта вынужденного излучения в так называемой активной среде, роль которой могут играть газы, жидкости, кристаллы или стекла, от параметров активной среды зависит длина волны лазера, эффективность преобразования энергии в излучение», — говорится в сообщении пресс-службы.
По словам научного сотрудника МФТИ Ивана Обронова, керамика является перспективным типом среды для лазеров, так как ее получают спеканием порошков в поликристаллическую массу. Керамика дешевле и проще в производстве, чем монокристаллы, что крайне важно для массового внедрения. Кроме того, химический состав керамики легко менять, меняя и свойства лазера.
В России создали лазерную платформу для эстетической медицины
Новости
Созданный учеными лазер преобразует энергию в излучение с эффективностью более 50%, тогда как варианты твердотельных лазеров имеют эффективность около 20%. Разработка генерирует инфракрасное излучение с длиной волны около 2 микрон — благодаря этому лазер на основе керамики является незаменимым для медицины.
Обычно медики используют двухмикронные гольмиевые лазеры с ламповой накачкой, однако эти устройства очень дороги, громоздки и не слишком надежны. По словам Обронова, у керамического лазера есть существенные преимущества: они дешевле в производстве, проще и надежнее, и примерно в четыре раза компактнее гольмиевых. Это будет хороший выбор для хирургов, считают ученые.
Еще одно потенциальное применение керамических лазеров — композитная промышленность. Двухмикронный керамический лазер, в отличие от широко распространенных одномикронных лазеров, может эффективно резать и гравировать пластик.
«Сейчас в производстве техники, например, самолетов, все шире применяются композиты. Крыло нового российского самолета МС-21 почти целиком сделано из композитов. Керамический лазер может стать удобным инструментов для такого производства», — сказал ученый.