Официально


На интернет-портале правовой информации опубликован текст постановления правительства «Об осуществлении федеральным государственным бюджетным учреждением «Российская академия наук» научного и научно-методического руководства научной и научно-технической деятельностью научных организаций и образовательных организаций высшего образования, а также экспертизы научных и научно-технических результатов, полученных этими организациями, и о внесении изменений в некоторые акты Правительства РФ».



На заседании Комитета Госдумы по образованию и науке депутаты утвердили план его работы на весеннюю сессию 2019 года.



Премией имени Д.С.Лихачева 2018 года Президиум РАН решил наградить доктора филологических наук Елену Юхименко (Государственный исторический музей). Она отмечена за монографию «Старообрядчество: история и культура».

За цикл работ «Структурная биология макромолекул, значимых для биотехнологии и медицины» премия имени Е.С.Федорова 2018 года присуждена члену-корреспонденту Владимиру Попову, доктору химических наук Инне Курановой и кандидату физико-математических наук Валерии Сaмыгиной.




Новости № 1-2(2019)

Регионы


СНГ


Интердайджест
















Сумма элементов. Из чего делают лазеры.
Наука
№ 5(2018)

02.02.2018

Где только ни используются лазеры! В науке, промышленности, медицине, различных шоу и даже в быту. Без них уже невозможно представить современную жизнь. Квантовых генераторов - громадное разнообразие. Рентгеновские, на радиоволнах (мазеры), фемтосекундные, любой мощности, почти на любых активных средах. Казалось бы, о лазерах уже известно все. Но нет! Исследования в этой области продолжаются. Как утверждают ученые, многое еще не сделано, и самое интересное, как всегда, впереди. Начальник лаборатории НОЦ “Фотоника и ИК-техника”, кандидат технических наук Станислав ЛЕОНОВ из Московского государственного технического университета им. Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет) разрабатывает и исследует лазеры среднего инфракрасного диапазона на основе кристаллов группы А2В6. Что же это за лазеры и чем они важны? Об этом узнал корреспондент “Поиска”.

- Станислав Олегович, расскажите, пожалуйста, вкратце о лазерах среднего ИК-диапазона. Чем они интересны и где применяются?
- Сегодня огромный интерес представляют лазерные источники в среднем инфракрасном (ИК) диапазоне 3-5 мкм. Именно в нем расположены линии поглощения большинства газов: оксиды и диоксиды углерода, оксиды диазота, метана, формальдегида. Кроме того, это - область прозрачности атмосферы, что позволяет использовать такие источники для различных задач дистанционного зондирования.
Лазеры среднего ИК-диапазона имеют огромные перспективы применения в спектроскопии различных газов, биомедицине и дистанционной диагностики газов. Еще одна их важная миссия - снижение загрязнения окружающей среды. Основной вклад в процесс загрязнения вносят выделения различных углеводородов разными отраслями производства и транспортом. Для определения того или иного газа используют дистанционную диагностику. В исследуемую область направляют излучение лазера с необходимой длиной волны, регистрируют отраженную или прошедшую мощность и затем принимают решение о наличии или отсутствии загрязнения. Лазерная дистанционная диагностика в среднем ИК-диапазоне безопасна для зрения людей, что выгодно отличает ее, например, от ультрафиолетовой.
В биомедицине лазеры среднего ИК-диапазона могут использоваться в качестве источника для лазерного скальпеля, так как максимум поглощения воды находится в области 3 мкм.
- Почему решили заняться этой темой?
- У многих может возникнуть вопрос: неужели еще не создано лазеров в среднем ИК-диапазоне? Конечно, сейчас достаточно большое разнообразие таких генераторов частоты. Но они имеют некоторые недостатки, которые сильно ограничивают применение.
Например, непрерывные химические лазеры на молекулах фторида водорода и фторида дейтерия громоздкие, в них используются токсичные вещества. К тому же длина волны их излучения меньше 4 мкм. Газовые лазеры на основе диоксида и оксида углерода имеют те же недостатки, а длина волны излучения превышает 5 мкм. Есть квантово-каскадные лазеры, но для их изготовления необходима эпитаксиальная технология. В ее основе лежит осаждение испаренного в молекулярном источнике вещества на кристаллическую подложку. Но в России такая технология практически отсутствует. Кроме того, на этих лазерах трудно реализовать импульсный режим работы. 
Еще один вариант получения излучения в среднем ИК-диапазоне - использование оптического параметрического генератора. Это нелинейный кристалл, на который одновременно направляют излучение на двух различных оптических частотах, на выходе формируется новое излучение в виде суммарной или разностной частоты. Но он недостаточно надежен и имеет низкую эффективность.
- А какие преимущества у тех лазеров, над которыми работаете вы?
- За рубежом разработки лазеров на кристаллах группы А2B6 ведутся уже давно, и мы, конечно, хотим соответствовать мировому уровню. Квантовые генераторы на таких кристаллах не требуют охлаждения до температур жидкого азота, а могут эффективно работать при комнатной температуре (как обыкновенная лазерная указка). У них высокий коэффициент полезного действия, что поз-воляет получать достаточно мощные лазерные источники при небольших энергозатратах, то есть они пригодны, например, для бортового базирования. Прибор можно размещать на борту корабля, летательного или космического аппарата, где нет возможности использовать мощные источники питания и есть ограничения по массогабаритным характеристикам. 
Также эти лазеры имеют широкий диапазон перестройки по длинам волн. Это - возможность изменить длину волны излучения. Для наглядности рассмот-рим обыкновенную лазерную указку: нажатием кнопки вы можете менять ее цвет с красного на синий и зеленый. Лазеры способны работать в режиме генерации ультракоротких импульсов (с длительностью порядка десять в минус пятнадцатой степени секунды).
К группе А2B6 относятся бинарные соединения элементов 2-й и 6-й групп (этим и объясняются цифры в обозначении) периодической таблицы Менделеева (халькогениды). Такие соединения являются полупроводниками. Это, например, селенид цинка (ZnSe), сульфид цинка (ZnS), селенид кадмия (CdSe). Сами по себе эти кристаллы не активны, то есть получить в них лазерную генерацию нельзя. Для излучения в кристалл нужно добавить активный ион переходного металла, например, хрома. От типа переходного металла зависит длина волны лазерного луча, которая может изменяться в широком диапазоне.
Многие специалисты занимаются разработкой и созданием лазеров на кристаллах халькогенидов, легированных ионами переходных металлов. Наибольших успехов добилась группа профессора Сергея Борисовича Мирова в университете Алабамы (США). Она уже подошла к созданию коммерческих лазеров на таких типах кристаллов. В своих работах ученые используют поликристаллы, чем, по моему мнению, их исследования кардинально отличаются от наших. 
Свою работу я веду совместно с группой ученых из Физического института имени П.Н.Лебедева РАН. Мы выращиваем монокристаллы халькогенидов, легированных ионами переходных металлов, и исследуем возможности создания лазеров на их основе.
- Какова цель вашей работы?
- Создание лазера, излучающего импульсы длительностью от 100 до 150 фемтосекунд, средней мощностью более 1 Вт и длиной волны в диапазоне от 2,1 до 2,7 мкм. В общем случае для создания лазера нужно обеспечить правильную совместную работу трех составляющих: источника накачки (устройство, которое подает внешнюю энергию в активный элемент лазера), активного элемента (у нас это кристалл цинк-селен, легированный двухвалентным хромом) и оптического резонатора, который обеспечивает многократное прохождение излучения через активную среду. Вот здесь и возникает наибольшее число вопросов. Каким должен быть каждый элемент? Как он должен функционировать в той или иной конфигурации? Как достигнуть оптимальной работы каждого из них? На все эти вопросы я пытаюсь найти ответы.
Мы уже провели исследования по подбору оптимального источника накачки для хром-цинк-селенового кристалла. Выполнили расчеты различных схем оптических резонаторов, из которых для создания лабораторного макета выбрали оптимальную. Собрали макет лазера, работающего в непрерывном режиме генерации. 
В наших исследованиях лазеров в среднем ИК-диапазоне мы активно сотрудничаем со специалистами Миланского политехнического университета. Результаты совместной работы опубликовали в журнале Optical Materials Express (2017 год).
Конечно, в идеале мы хотим сконструировать полностью завершенный лазер в корпусе, обладающий нужными характеристиками и включающийся по нажатию кнопки. Думаю, что к концу года у нас получится сделать лабораторный макет такого лазера, а дальше - уже инженерный вопрос (к счастью, в МГТУ им. Н.Э.Баумана выпускают инженеров высочайшего класса).
- Какое практическое применение у вашего лазера?
- Как я уже сказал, такие лазеры могут быть востребованы для создания стабилизированных источников излучения, так как их длина волны совпадает с линиями поглощения метана. Также они могут быть полезны для биофотоники. Поглощение излучения среднего ИК-диапазона частицами воды в биотканях очень высокое, что позволяет использовать меньшие мощности при проведении медицинских операций. Также в этом диапазоне расположено много вибрационных полос поглощения различных химических соединений, что дает возможность проводить их дистанционное детектирование. Его можно использовать в спектроскопии органических соединений. На мой взгляд, одним из наиболее интересных направлений применения такого лазера может быть генерация так называемого суперконтинуума - излучения с очень широким спектром в среднем ИК-диапазоне. Думаю, это и будет нашей следующей задачей.
Василий ЯНЧИЛИН
Фото предоставлено С.Леоновым

 

Отзывы

Чтобы оставить отзыв необходимо авторизоваться или зарегистрироваться



 

Статьи на тему

С надеждой на ремиссию. Ученые не отступают в битве с раком.
На последнем в 2018 году заседании Президиума РАН шла речь о том, как в решении проблем онкологии участвует наука. /№ 1-2(2019)
Прыгнет выше головы. Искусственный интеллект будет умнее нас.
Современные успехи в понимании мозга и возможность получения его электронных аналогов связаны с так называемой революцией глубокого обучения, начавшейся в 2012 году и продолжающейся сегодня. Смысл революции - в открытии замечательных “интеллектуальных способностей” искусственных нейронных сетей. /№ 1-2(2019)
Драгоценные детали. Картина мира дополняется благодаря археологии.
Свою встречу с журналистами, посвященную достижениям археологической науки в 2018 году, вице-президент РАН, директор Института археологии РАН Николай Макаров начал с напоминания о важности развития гуманитарного знания в стране. /№ 52(2018)

Новости


Росатом завершил первый этап контрольной сборки уникального Многоцелевого исследовательского реактора на быстрых нейтронах (МБИР), который строится в Димитровграде на площадке ГНЦ - НИИ атомных реакторов и станет самым мощным из действующих, сооружаемых и проектируемых исследовательских реакторов в мире.



Институт статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ представил сведения о средней заработной плате научных сотрудников в России, начисленной за первые три квартала 2018 года. За первые девять месяцев 2018 года зарплата увеличилась в 1,9 раза и составила 93,7 тысячи рублей.



Проводить обучение по программам дополнительного профессионального образования следует в университетах, заявила в ходе Гайдаровского форума заместитель министра науки и высшего образования Марина Боровская.



Минобрнауки планирует увеличить число обучающихся в вузах России иностранных студентов до 425 тысяч. Привлечь их планируется за счет внедрения новых форматов обучения. Об этом заявил на Гайдаровском форуме первый заместитель министра образования и науки Григорий Трубников.



Новая дата поездки делегации Российской академии наук в США, которая была первоначально намечена на конец прошлого года, пока не определена, сообщил ТАСС президент РАН Александр Сергеев.



Ректор МГУ им. М.В.Ломоносова Виктор Садовничий и президент Университета Сорбонна профессор Жан Шамбаз подписали соглашение об открытии совместных программ магистратуры, предусматривающих выдачу двух дипломов в области филологии, философии и истории.



Одиннадцать вузов в ТОП-100, одна позиция в пятерке, 35 участников в публикуемой части и четвертое место по их количеству среди 43 стран - таковы результаты России в новом глобальном рейтинге университетов стран с активно развивающейся экономикой (Emerging Economies University Rankings 2019), подготовленном британским агентством Times Higher Education (THE).

Конференции


Центр научно-информационных исследований по науке, образованию и технологиям ИНИОН РАН совместно с Институтом экономических стратегий проводят 22 января 2019 года МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ СЕМИНАР ПО НАУКОВЕДЕНИЮ И НАУКОМЕТРИИ

22 ноября ИСП РАН им. В.П. Иванникова в рамках своей Открытой конференции, посвященной 70-летию отечественного ИТ-сектора, заключил соглашение с АО «НПО РусБИТех» о продаже лицензии на статический анализатор Svace и динамический анализатор Crusher. Сделка позволит предприятию-разработчику отечественной сертифицированной операционной системы Astra Linux обнаруживать ошибки кода на ранних стадиях и повысить доверие к безопасности своей платформы, используемой в государственных и коммерческих информационных системах, в том числе в критически важных секторах экономики.

22-23 ноября в здании Президиума Российской академии наук прошла Открытая конференция ИСП РАН им. В.П.Иванникова, посвященная 70-летию российского ИТ-сектора. На ней обсудили проекты и технологии, имеющие глобальное значение.

Текущие конкурсы


ФГБУН Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН) объявляет конкурс на замещение вакантных должностей

Вы молоды, талантливы и увлечены наукой о катализе? Тогда обращайтесь к нам!

Pегиональный конкурс проектов фундаментальных научных исследований

Региональный конкурс проектов фундаментальных научных исследований, выполняемых молодыми учеными

Конкурс на лучшие научные проекты фундаментальных исследований

Вакансии


14.09.2018
ФГБУН Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН)объявляет конкурс на замещение вакантных должностей

13.04.2018
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Московский физико-технический институт (государственный университет)” объявляет конкурс на замещение должностей педагогических работников, относящихся к профессорско-преподавательскому составу

02.03.2018
объявляет конкурс на замещение вакантных должностей:


опрос

Какие рубрики нашей газеты Вам наиболее интересны?




Copyright 2010
Главная страница   |   О газете  |  Партнеры  |  Команда Поиска  |  Вакансии