Специалисты создали компактную лазерную установку, способную преобразовывать ультракороткие импульсы ближнего инфракрасного диапазона в средний ИК-спектр. Уникальность технологии заключается в возможности фиксации молекулярных «отпечатков» веществ — от медицинских препаратов до токсичных соединений. Простота и высокая эффективность разработки открывают перспективы её использования в диагностике, системах безопасности и точного анализа материалов.
Преимущества среднего инфракрасного диапазона
Импульсы среднего ИК-диапазона обладают уникальными свойствами: они безопасны для биологических тканей и эффективны для идентификации молекул. Это делает их незаменимыми в ранней диагностике заболеваний и обнаружении опасных газов. Однако существующие методы генерации таких импульсов требуют сложного оборудования, что ограничивает их применение.
Инновационная лазерная система
Ученые Физического института имени П.Н. Лебедева РАН предложили решение на базе титан-сапфирового лазера. Его луч разделяется на два потока: один проходит через камеру с углекислым газом, где формирует плазменный канал, расширяющий спектр. Второй поток сохраняет исходные параметры, а их последующее объединение в кристалле тиогалата ртути создает нужный средний ИК-диапазон.
Гибкая настройка спектра
Ключевая особенность системы — возможность регулировки выходного спектра за счет поворота кристалла. Это позволяет адаптировать установку для решения конкретных задач, например, поиска спектральных маркеров определенных веществ. Такая гибкость значительно расширяет сферы применения технологии.
Эффективность и простота реализации
Разработка демонстрирует рекордные 30% эффективности преобразования энергии, не уступая более сложным аналогам. При этом её конструкция доступна для воспроизведения в большинстве лабораторий, уже использующих фемтосекундные лазеры. Это снижает затраты на внедрение и упрощает масштабирование.
Перспективы применения и развития
«Наша система сочетает простоту и высокую производительность, — отмечает Игорь Киняевский, старший научный сотрудник института. — В медицине она позволит проводить щадящие операции, а в безопасности — мгновенно обнаруживать опасные соединения». Сейчас команда работает над увеличением мощности излучения и переходом на газонаполненные волокна, что ускорит промышленное внедрение технологии.
Источник: scientificrussia.ru
