Создание математической модели
В России смогли вдвое расширить рабочий диапазон кристаллов для лазеров, пишет ТАСС. Это позволяет улучшить свойства лазерных систем, востребованных в различных сферах.
В мае 2026 г. коллектив ученых из трех городов России создал математическую модель, которая расширяет более чем в два раза рабочий диапазон кристаллов, применяемых в лазерах. Это позволяет улучшить свойства лазерных систем, востребованных в медицине, промышленности и астрономии, сообщили в пресс-службе Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ).
Ученые из Челябинска, Краснодара и Москвы впервые разработали и успешно протестировали математическую модель, позволяющую существенно расширить рабочий диапазон кристалла тиогаллата серебра для лазерных систем — с 10,6 до 21 мкм. Разработанная модель размещена в открытом доступе. Она дает возможность разработчикам сократить сроки создания новых лазеров и улучшить их технические характеристики. Работа выполнена при финансовой поддержке Правительства России, сообщили в пресс-службе.
В вузе пояснили, что кристалл тиогаллата серебра является одним из ключевых материалов для генерации среднего инфракрасного (ИК) излучения. Однако ранее его свойства были изучены только в диапазоне до 10,6 мкм. Длинноволновая область спектра считалась недоступной для точных измерений и оставалась «слепой зоной» для разработчиков лазерных систем.
Особый подход
Для решения этой задачи коллектив лаборатории квантовой инженерии света ЮУрГУ совместно с коллегами из Кубанского государственного университета и Московского государственного университета (МГУ) имени М.В. Ломоносова применил метод спонтанного параметрического рассеяния света.
В рамках данного процесса один фотон распадается на два. Наблюдая «ближний» фотон в хорошо изученной области спектра, ученые смогли восстановить характеристики «дальнего» фотона в ранее недоступном диапазоне. Такой подход позволил провести измерение спектров кристалла тиогаллата серебра, обойти необходимость в сложном и дорогостоящем оборудовании, а также восстановить недостающие участки спектра с помощью уравнений Селлмейера, рассказали ученые.
Уравнение Селлмейера — это эмпирическая зависимость между показателем преломления и длиной волны для конкретной прозрачной среды. Уравнение используется для определения дисперсии света в среде.
Большие перспективы
Авторы отмечают, что инженеры получили возможность конструировать лазерные установки, излучающие на длинах волн, ранее считавшихся недостижимыми. В университете подчеркнули: «Это прорыв для газовой аналитики, поскольку многие технические газы поглощают свет именно в диапазоне 12-20 мкм. Теперь лазеры можно с высокой точностью настраивать на эти спектральные линии, что кратно увеличивает чувствительность промышленных сенсоров».
В ЮУрГУ добавили, что для нелинейных лазеров, на основе проведенных исследований, также появилась возможность точного расчета фазового синхронизма и оптимизации толщины кристалла.
Поделиться
