ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Связь 5G запущена в России

Москва, 11 сентября 2026 года — По поручению Президента Владимира Путина впервые в России запущены коммерческие сети связи пятого поколения. На первом этапе сервисы 5G заработали в 16 городах, доступ к высокоскоростному мобильному интернету пятого поколения получили около 10 млн человек. Услуги на базе 5G будут предоставлять операторы «большой четвёрки». В запуске нового стандарта на пло...

«Росатом» выступит партнером Вьетнама в области квантовых технологий

«Росатом» и Вьетнамская академия наук и технологий намерены развивать партнерство в области квантовых технологий. В ходе серии двусторонних встреч обсуждены контуры сотрудничества, включая проектирование долгосрочной дорожной карты развития квантового направления в Социалистической Республике Вьетнам, организацию исследований и подготовку соответствующих кадров. Об этом рассказала директор по к...

Ростех запускает первый в России промышленный маркетплейс для гражданской продукции

Госкорпорация Ростех представила единый цифровой портал PCAT.ru, предназначенный для продвижения отечественной гражданской продукции на внутреннем рынке. Платформа даёт производителям возможность размещать свои изделия, подбирать готовые решения и выстраивать полные производственные цепочки. Особое внимание уделяется ускорению поиска российских поставщиков в рамках импортозамещения – на сего...

200 лет Пролетарскому заводу ОСК: от первых пароходов к двигателям для крупнотоннажного флота

7 сентября 2026 года предприятию ОСК Пролетарский завод исполняется 200 лет со дня основания .Это одно из старейших промышленных предприятий России . Двухвековой юбилей завод встречает на этапе масштабной технической модернизации, расширения компетенций в области судового и энергетического машиностроения и подготовки к выпуску отечественных малооборотных двигателей большой мощности. ОСК рассмат...

Президент России наградил коллектив Амурского судостроительного завода ОСК орденом Александра Невского

1 сентября, на площадке предприятия ОСК Амурский судостроительный завод прошла торжественная церемония вручения высокой государственной награды – ордена Александра Невского. Этим орденом предприятие отмечено за весомый вклад в развитие отечественного судостроения и выдающиеся трудовые достижения. Награду коллективу вручил помощник Президента России, председатель Морской коллегии Николай Патр...

В России утвердили условия запуска 5G

В Минцифры состоялось заседание Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ), на котором было принято решение, определяющее развитие сетей пятого поколения в России. Знакомим с основными условиями внедрения нового стандарта мобильной связи. Можно использовать действующие частоты и oборудование Операторы связи «Билайн», «Мегафон», МТС и Т2 смогут разворачивать сети 5G в уже имеющихся у ни...

9 Февраля 2010

Лазер с обостренным «нюхом»

Лазер с обостренным «нюхом»

Рoccийcкие ученые coздали уникальный лазер для зoндирoвания oкружающей cреды. Он мoжет cтать единcтвенным в cвoем рoде cпектрocкoпичеcким инcтрументoм для oбнаружения в атмocфере даже малых примеcей вредных вещеcтв, выявление кoтoрых являетcя cегoдня веcьма актуальнoй прoблемoй.

Ирина Вoлкова

Идея cоздания такого лазера пришла группе физиков под руководcтвом кандидата физико-математических наук Дмитрия Синицына еще 10 лет назад. Дело в том, что спектральные диапазоны излучения СО лазера перекрывают те диапазоны, в которых расположены линии поглощения не только обычных веществ, таких как H2O, CO2, CH4, NO2, NO, ацетон, бензин, метанол и т.д., но и сильных загрязнителей, токсинов, взрывчатых и наркотических веществ. Ученым из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) удалось создать СО лазер, который может перестраиваться по более чем 400 спектральным линиям в диапазонах длин волн от 2,5 до 4 мкм и от 5 до 6,5 мкм.

Управлять параметрами

В самом начале, чтобы подтвердить оправданность идеи, надо было провести ряд расчетов. Они показали, что лучше всего для решения задач лазерного спектрального анализа многокомпонентных газовых смесей подходит обертонный (когда квант света излучается при переходе молекулы не на соседний колебательный уровень, а через один) СО лазер с криогенным охлаждением и накачкой высокочастотным разрядом. – Газовые лазеры, обладающие по своей «природе» узкой линией излучения, являются хорошим инструментом для спектрального анализа, – объясняет один из членов группы разработчиков нового типа лазера, старший научный сотрудник лаборатории газовых лазеров отделения квантовой радиофизики ФИАН Леонид СЕЛЕЗНЕВ. – Лазер же, действующий на обертонных колебательных переходах молекулы окиси углерода, может перестраиваться с одной излучаемой длины волны на другую.

Высокочастотный (ВЧ) разряд позволяет относительно просто управлять параметрами накачки, например, переходить из непрерывного в импульсный режим излучения. Что касается криогенного охлаждения, то именно при охлаждении активной среды СО лазера до температуры ниже 77ºК он имеет наилучшие выходные характеристики.

Исследования в Европе и США

Первые попытки совместить все эти «условия» генерации излучения в одной лазерной установке были предприняты еще в 2000 г. Тогда российские физики совместно с физиками из США и Германии впервые экспериментально доказали возможность генерации излучения на обертонных переходах молекулы окиси углерода при возбуждении высокочастотным разрядом и последующим охлаждением до криогенных температур.

До этого СО лазеры с накачкой высокочастотным разрядом исследовались только на слегка пониженной температуре и только на основных переходах. Эксперименты производились на немецкой установке, которая, несмотря на немалые размеры (со среднюю жилую комнату), перекочевала в США. Такие размеры были необходимы для получения криогенных температур, для чего требовались мощные и достаточно громоздкие вакуумные насосы.

Тем временем, вернувшись из командировки, российские физики продолжили исследования. И уже здесь, на территории родной лаборатории газовых лазеров КРФ ФИАН под руководством профессора Андрея ИОНИНА, впоследствии будет создан компактный лазер (объем активной среды около 25 мл), воплощающий первоначальную идею.

Стремление к идеалу

– Компактного вида установки удалось достичь благодаря возбуждению высокочастотного разряда между двумя близко расположенными друг к другу электродами, т.е. так называемого щелевого разряда. Поскольку зазор между электродами в этом случае небольшой, то, охлаждая их до криогенных температур жидким азотом, то охлаждается и газ, расположенный между ними. С такой геометрией мы способны вложить в газ энергию и при этом практически не нагреть его, – рассказывает Леонид Селезнев.

Однако получить идеальную установку, отвечающую всем требованиям и ожидаемым характеристикам, не так-то просто. Это длительный процесс, требующий нескольких итераций модернизации. Например, для улучшения энергетических характеристик лазера в его активную среду добавляется кислород, но при работе с последним при низких температурах вырабатывается и сжижается взрывоопасный озон, причем в больших количествах.

– Обычно электроды располагаются горизонтально щели, но при сильном охлаждении между ними сжижается озон, и выйти ему оттуда при таком расположении электродов практически невозможно. Поэтому было решено поставить электроды вертикально. Тогда то, что обратилось в жидкое состояние, уходит само собой, а из-за присутствия теплого воздуха еще и испаряется. И подобных модернизаций нами было сделано еще очень много, – комментирует младший научный сотрудник той же лаборатории Андрей КОЗЛОВ.

В настоящее время физики из ФИАНа в рамках проекта РФФИ занимаются проработкой в лабораторных условиях различных модельных задач и расчетами характеристик лазера для каждой конкретной цели. Как показывают расчеты, длина трассы, на которой возможно обнаружение атмосферных примесей, и значение минимально обнаружимой концентрации примесного вещества зависят в первую очередь от степени поглощения конкретной длины волны излучения в атмосфере. Так, расстояние для дистанционного зондирования атмосферы может достигать от нескольких метров до нескольких десятков километров.

Кол-во просмотров: 18058
Яндекс.Метрика