​Сотрудники научно-технологического центра акустооптики НИТУ "МИСиС" вместе с коллегами из Института прикладной физики РАН Нижнего Новгорода создали цифровую систему коррекции каждого импульса в лазерном пучке, выведя контроль над излучением на новый уровень. Результаты исследования были опубликованы в журнале Photonics Research. ​

Лазеры стали неотъемлемой частью современной техники, но они имеют один недостаток. Дело в том, что лазерный луч сам по себе - просто свет определенной длины волны. И изначально генерируемые лазерные импульсы довольно слабы по мощности. Для большинства практических целей их необходимо усиливать. Лазерный луч запускается в прибор (фотоэлектронный умножитель), где он "бегает" от одного полупрозрачного зеркала к другому. В этом процессе количество фотонов (то есть мощность) возрастает во много раз. Но во время этого процесса энергетические характеристики разных импульсов (амплитуды длин волн) увеличиваются неодинаково, поэтому на выходе получается пучок неоднородных по энергии импульсов.

Данная проблема известна ученым давно, и боролись с ней по-разному. Например, для создания одинаковых импульсов на выходе из фотоумножителя создавали искажения потока входящих импульсов. Правда, до сих пор работать на уровне отдельного импульса не получалось - контролирующие системы были слишком грубыми.

Коллектив исследователей из НИТУ "МИСиС" и Института прикладной физики РАН создал компьютерную программу и установку, состоящую из модулятора и блока управления, с помощью которых можно контролировать амплитуду каждого входящего в усилитель импульса. Контролируя выходящий поток в онлайн-режиме, исследователи могут на входе оперативно "вырезать" амплитуды, не подходящие по заданным для выходного излучения параметрам.

"С помощью нашей технологии мы сможем лучше контролировать энергию заряженных частиц в ускорителях, что позволит проще и эффективнее находить новые элементарные частицы и быстрее добраться до "темной материи". Есть и более практические применения - например, контролируя интенсивность каждого импульса, мы получим возможность сформировать из нашего пучка двоичный или восьмеричный код. Можно будет кодировать информацию, варьируя время между двумя соседними импульсами за счет вырезания лишних. В итоге мы получаем из обычного импульсного лазера невероятный по емкости передатчик информации. Если привести очень грубый пример, то раньше с его помощью на одной волне можно было передавать что-то не сложнее азбуки Морзе, а теперь - видеосигнал", - рассказывает Константин Юшков, ведущий научный сотрудник НИТУ "МИСиС".

Разговоры о такой технологии передачи информации велись с начала 90-х годов. Но технологический уровень не позволял реализовать эту возможность в промышленном масштабе. Теперь это стало вполне реальным. Еще одно применение можно найти в медицине: за счет контроля каждого импульса эта технология позволит вывести на новый уровень офтальмологические операции, литотрипсию (дробление почечных камней) и другие операции, где требуется ювелирное лазерное вмешательство.

Система модуляции лазерных импульсов уже успешно прошла экспериментальное тестирование на установке, разрабатываемой в Институте прикладной физики РАН. ​​​

Похожие новости

  • 15/11/2017

    ФАНО профинансирует разработку межпланетной станции на Венере

    ​Проект создания аппаратов для работы на орбите и поверхности Венеры получит финансирование от Федерального агентства научных организаций (ФАНО) (ранее "Роскосмос" исключил подобную программу из Федеральной космической программы из-за секвестра бюджета).
    158
  • 13/07/2016

    Владимир Фортов: разработанный российскими учеными рельсотрон поможет понять устройство Вселенной

    Испытания созданного учеными Объединенного института высоких температур РАН рельсотроне (электромагнитной пушке), помогут проследить за поведением вещества при экстремально высоких температурах и давлении и понять, как устроена Вселенная, сообщил журналистам  во время испытания аппарата на полигоне Шатурского филиала Объединенного института высоких температур РАН президент Российской академии наук Владимир Фортов.
    810
  • 27/06/2017

    Российские ученые разработали материалы для пластиковых солнечных батарей

    ​Научные сотрудники Института проблем химической физики РАН разработали высокоэффективные и стабильные тонкопленочные солнечные батареи на основе органических полупроводниковых материалов: сопряженных полимеров и производных фуллеренов.
    276
  • 30/11/2015

    Завершены испытания новых тепловизионных прицелов

    ​​Руководство компании "ИнфраТех" рассказало о завершении цикла испытаний своих новых тепловизионных прицелов и насадок для стрелкового оружия. Испытания изделий московской компании проходили на полигонах Министерства обороны России.
    840
  • 13/12/2017

    Российский физик нашел новый способ запустить термоядерную реакцию

    Физик из МГУ и Института прикладной математики РАН доказал, что термоядерную реакцию можно запустить, используя уже существующие ускорители плазмы и магнитные ловушки, что может ускорить создание чистых источников энергии, говорится в статье, опубликованной в журнале Plasma Physics and Controlled Fusion.
    88
  • 25/01/2016

    Сократить расход топлива помогут российские учёные

    ​Исследователи из НИТУ «МИСиС» разработали материалы, позволяющее улучшить экологические параметры двигателя и сократить потребление топлива на 30%. Эти материалы могут стать основным элементом электродов суперконденсаторов – устройств для преобразования энергии торможения гибридных автомобилей.
    782
  • 25/10/2017

    Залог успешного проекта - его международность

    ​4 октября 2017 года в ИКИ РАН был представлен совместный доклад Жерара Муру (Gerard Mourou), Тоси Эбисудзаки (Toshi Ebisuzaki), Марко Касолино (Marco Casolino) и Александра Сергеева "Проблемы космического мусора и возможные методы ее решения".
    131
  • 05/09/2017

    Российские ученые разработали прибор для исследований микроструктуры пучка в линейных ускорителях ионов

    ​В Институте ядерных исследований РАН, подведомственном ФАНО России, разработан уникальный прибор - измеритель формы сгустков, предназначенный для исследований микроструктуры пучка в линейных ускорителях ионов.
    217
  • 15/12/2017

    Российские ученые исследовали взаимодействия одиночных импульсов

    ​Российские ученые изучили поведение одиночных импульсов волн - однократных возмущений, распространяющихся в пространстве или в среде, - при их столкновении в нелинейных средах. Результаты работы ученых из России и Швеции опубликованы в журнале Nonlinear Dynamics.
    34
  • 25/01/2016

    Российские ученые разработали новую биосенсорную тест-систему для анализа крови

    ​Отныне анализ крови станет не сложнее теста на беременность, благодаря новой разработке исследователей из ИОФ РАН и МФТИ. Речь идет о новой  биосенсорной тест-системе, основанной на применении магнитных наночастиц и предназначенной для очень точного измерения концентрации белковых молекул (например, так называемых «маркеров», которые указывают на начало или развитие заболеваний) в различных образцах, включая непрозрачные или сильно окрашенные жидкости.
    1189