Учёные Томского политехнического университета в составе международного исследовательского коллектива создали экономичный фемтосекундный лазер, способный плавно перестраивать длину волны своего излучения во всем видимом диапазоне, сообщает пресс-служба Минобрнауки. Результаты исследования опубликованы в научном журнале «Photonics Research».

Лазеры излучают в узкой спектральной полосе, предельно ограниченной свойствами среды. Поэтому, как поясняется в сообщении, произвольная генерация длины волны является фундаментальной задачей фотоники. В настоящее время существует два подхода к решению этой задачи: для получения красного или зелёного излучения приходится либо создавать новый лазер, либо использовать технологии изменения имеющегося излучения.

Международная группа ученых искала решение, исключающее минусы известных подходов, и при этом простое и дешёвое.

«Мы собрали волоконный лазер, генерирующий на выходе световые импульсы с центральной длиной волны 1.04 микрометров, длительность которых меняется от пикосекунды [одна триллионная доля секунды] до 50 фемтосекунд [одна квадриллионная доля секунды - 10^ 15 - прим. ред]. Излучение лазера заводилось в кусочек специально профилированного фотон-кристаллического волокна», — цитируются в сообщении слова российского участника исследования, доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Романа Егорова.

Как поясняется в сообщении, фотон-кристаллическое волокно – это специальный класс оптических волокон, центральная область которых (где проходит свет), окружена упорядоченной структурой пустотелых или заполненных специальным материалом микро-канальцев. Если центральный канал сделать сужающимся и правильно подобрать материал волокна, то спектр излучения на выходе будет очень сильно зависеть от длительности и интенсивности импульсов на входе.

Меняя длительность и энергию импульсов на входе, учёные смогли управлять балансом нелинейных и дисперсионных процессов внутри волокон. Это позволило в итоге создать, изменяющий длину волны. Такие лазеры востребованы в лазерной микроскопии, например, для биоимиджинга, – метода, позволяющего наблюдать микроструктуру живой ткани с помощью флуоресцентных красителей, позволяющая увидеть гораздо более мелкие детали исследуемого объекта в эмбриологии, нейробиологии, онкологии и других областях науки.