Οι τεχνολογίες λέιζερ είναι ένας πρωτοπόρος κλάδος της σύγχρονης τεχνικής το οποίο απασχολεί ενεργά τους επιστήμονες των κορυφαίων ρωσικών πανεπιστημίων. Το μοναδικό στο είδος του σολιτονικό λέιζερ αναπτύχθηκε και δοκιμάστηκε με επιτυχία από τους επιστήμονες του Κρατικού Πανεπιστημίου Ουλιάνοβσκ (UlGU) και του Πολυτεχνείου Μεγάλος Πέτρος της Αγίας Πετρούπολης (SpbPU). Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Optics & Laser Technology.
Τα λέιζερ, όπως εξηγούν οι επιστήμονες, έχουν πρωταρχική σημασία για την ανάπτυξη της φωτονικής, ενός πολλά υποσχόμενου επιστημονικού κλάδου που ερευνά τη δυνατότητα ελέγχου των φωτονίων. Όπως δήλωσαν οι επιστήμονες του UlGU, υψηλή ζήτηση στη φωτονική έχουν τα λέιζερ με μεγάλη συχνότητα εκπομπής παλμών.
Ακριβώς αυτού του τύπου είναι το σολιτονικό λέιζερ οπτικών ινών με διπλή σταθεροποίηση εκπομπής παλμών που αναπτύχθηκε από το UlGU σε συνεργασία με το SPbPU. Σε αντίθεση με άλλα αντίστοιχα, το εν λόγω λέιζερ έχει μικρό μέγεθος, χαμηλό κόστος, και είναι ασφαλές και αποτελεσματικό στην εκπομπή δέσμης φωτονίων.
Πώς λειτουργεί και τι είναι το σολιτονικό λέιζερ
Βάση αυτών των λέιζερ αποτελούν οπτικοί αγωγοί μέσα από τους οποίους ένα μέρος της εκπεμπόμενης ενέργειας μεταφέρεται πίσω στο αντηχείο του λέιζερ. Ο διπλός συγχρονισμός επιτρέπει να συμβληθούν οι φάσεις των διαμηκών κυμάτων και να επιτραπεί με αυτό τον τρόπο η δημιουργία υπερσύντομων εκπομπών μεγάλης ισχύος. Μετά από μερικούς κύκλους εκπομπής δημιουργείται μια κατάσταση κατά την οποία οι εκπομπές μετατρέπονται σε σολιτόνια, δηλαδή σε κύματα με μοριακές ιδιότητες.
«Εφαρμόσαμε τη λεγόμενη τεχνολογία υβριδικού συγχρονισμού κυμάτων ή, με πιο απλά λόγια, διπλής σταθεροποίησης παλμών λέιζερ. Αυτό μας βοήθησε στο να δημιουργήσουμε λέιζερ οπτικών ινών που συνδυάζει μεγάλη συχνότητα παλμών με υψηλής ποιότητας ακολουθία. Τώρα έχουμε φτάσει στη συχνότητα ακολουθίας 12 GHz και μελετάμε την περαιτέρω αναβάθμιση των χαρακτηριστικών» εξηγεί ο βασικός ερευνητής του Εργαστηρίου Κβαντικής και Οπτικής Ηλεκτρονικής του UlGU, Ντμίτρι Κορόμπκο.
Η κατασκευή του λέιζερ συνδυάζει δύο μηχανισμούς συγχρονισμού, δηλαδή την επίδραση της μη γραμμικής περιστροφής πόλωσης και την επίδραση μεταβολής συχνότητας η οποία δημιουργείται από οπτικό διαμορφωτή. Όπως επισημαίνουν οι επιστήμονες, το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του νέου λέιζερ είναι η υποστήριξη του αρμονικού συγχρονισμού επιμηκών κυμάτων κατά οποιοδήποτε καθεστώς δημιουργίας τους.
Η εμφάνιση νέων τύπων λέιζερ ανοίγει πάντα νέες προοπτικές χρήσης τους, πιστεύει ο διευθυντής του Ινστιτούτου Τεχνολογιών Λέιζερ και Πλάσματος του Πανεπιστημίου NIYAU MIFI, Αντρέι Κουζνετσόφ. Κατά τη γνώμη του, η ανάπτυξη των τεχνολογιών λέιζερ σήμερα θα καθορίσει μελλοντικές επιτυχίες σε μια σειρά επιστημονικών και εφαρμοσμένων κλάδων.
«Το πρώτο λέιζερ δημιουργήθηκε το 1960 και μόλις τρία χρόνια αργότερα, τα λέιζερ έφεραν επανάσταση στην οφθαλμολογία. Σε κάθε νέο στάδιο ανάπτυξης δημιουργούνται προβλήματα που μπορεί να λυθούν με χρήση λέιζερ, όχι μόνο στη ιατρική, βιομηχανία και κβαντικούς υπολογισμούς, αλλά και στη θεμελιώδη επιστήμη. Τώρα οι ειδικοί στην κβαντική φυσική δεν μπορούν να είναι μόνο επιστήμονες ή μόνο μηχανικοί. Πρέπει να είναι μηχανικοί-ερευνητές, μηχανικοί-εφευρέτες» επεσήμανε ο Αντρέι Κουζνετσόφ.
Η έρευνα στα λέιζερ αποτελεί προτεραιότητα στο UlGU όπου η εκπαίδευση των ειδικών στη Φυσική λέιζερ συνδυάζεται με την ανάπτυξη και την εφαρμογή νέων τεχνολογιών. Το 2009, στο Πανεπιστήμιο ιδρύθηκε Επιστημονικό και Ερευνητικό Κέντρο Λέιζερ και Τεχνολογιών Οπτικών Ινών με την ονομασία «Σ.Π. Καπίτσα», το οποίο προσελκύει κορυφαίους νέους ερευνητές και φοιτητές.
