Лазерный мир

Ученые БГУ совместно с российскими коллегами технически улучшили рабочую температуру терагерцового квантово-каскадного лазера (ККЛ). Работы над созданием лазерных структур с заданными характеристиками ведутся во всем мире, и это является малоизученным, новым и перспективным научным направлением. Об этом БЕЛТА сообщили в пресс-службе вуза.

«На постсоветском пространстве над ККЛ на протяжении последних пяти лет работает несколько коллабораций ученых. Одна из них представлена составом сотрудников БГУ, Института сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники им. В.Г. Мокерова РАН, Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», Института физики РАН, Физико-технического института им. А.Ф Иоффе РАН, Нижегородского государственного университета им. Н.Л. Лобачевскго, Национального исследовательского университета «МИЭТ», АО «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха. В частности, от Беларуси в ней выступают декан факультета радиофизики и компьютерных технологий Дмитрий Ушаков и заведующий кафедрой квантовой радиофизики и оптоэлектроники Александр Афоненко», — рассказале в пресс-службе.

Как отметили в вузе, уникальность терагерцовых волн (ТГц) заключается в их способности проникать сквозь непрозрачные объекты и определять их химический состав и структуру. «Речь идет о плохо проводящих электрический ток материалах. Это различные газы, масла, стекла, смолы, пластмассы, бумага, сухая древесина, камень, одежда, керамика, тело человека, любые мутные среды. Например, с помощью ТГц-волн можно на расстоянии определить наличие под одеждой оружия, наркотиков и взрывчатых веществ, провести томографическое исследование неглубоких слоев человеческого тела на наличие онкологических заболеваний и даже посмотреть сквозь стену. Перспективно применение ТГц в области космоса для исследования образования небесных тел, галактик и выявления наличия кислорода на других планетах», — пояснили в БГУ.

Для излучения ТГц требуются определенные условия, которые для большинства разработанных приборов пока удается создать ученым только в лаборатории.

Сам терагерцовый диапазон лежит между инфракрасными и микроволновыми лучами. И сегодня во всем мире ведется работа по разработке универсального и удобного источника ТГц-излучения или ККЛ. Пока лучших результатов достигли в США. Здесь удалось создать высокотехнологичный прототип лазера, который может функционировать уже вне лаборатории.

«Главная научная проблема создания ККЛ заключается в температурных характеристиках этого прибора. Белорусско-российскому коллективу удалось экспериментальным путем практически в два раза увеличить температуру условий работы источника ТГц. Сейчас ККЛ устойчив к максимальной рабочей температуре для СНГ минус 148 градусов. Ранее подобные модели работали при температуре минус 213 градусов. С научной позиции это считается революционным шагом в решении приоритетной задачи — создании условий для работы лазера при комнатной температуре и дальнейшем внедрении его в практическую деятельность. При достижении таких результатов ученые планируют на основании уникальных свойств ТГц-волн создать миниатюрный, компактный и мобильный прибор по сканированию ранее недоступных объектов», — добавили в университете.

Так, в ходе научно-технического сотрудничества коллектива ученых Беларуси и России впервые удалось успешно осуществить проектирование и практическую реализацию полного технологического цикла производства ТГц ККЛ в СНГ. Научные результаты опубликованы в последнем номере научного журнала «Физика и техника полупроводников»

Источник: https://www.belta.by/tech/view/uchenye-belarusi-i-rossii-uluchshili-rabochuju-temperaturu-teragertsovogo-kvantovo-kaskadnogo-lazera-471327-2021/