Источник материала:

Город солнца

Будущее — за фемтосекундными лазерами?

Ученые из Аризонского университета едва ли не в буквальном смысле показали красный свет порошкам и таблеткам. Во время специального эксперимента они облучали кровь человека фемтосекундными лазерами. Для справки: приставка «фемто» обозначает длительность импульса, равную 10 в минус 15–й степени секунды. Раньше в ходу были пико– и наносекундные лазеры (10 в минус 12–й и 9–й степени секунды соответственно). В новых лазерах импульсы более короткие и мощные. Современные системы работают эффективно, энергии потребляют минимум и теплоты практически не выделяют. Джеймс Бонд посчитал бы за честь воспользоваться таким ноу–хау!

Так вот, во время эксперимента выяснилось, что вирусы при этом погибают. Зато сама клетка, как ни удивительно, остается целой и невредимой. Технологии эти — без преувеличения революционные. Но оценить разницу между обычными, широкого применения, лазерами и инновационными фемтосекундными лазерами можно и без сложных опытов. Достаточно взять лист бумаги с текстом и направить на него два этих луча. Первый прожжет бумагу насквозь, а вот второй удалит буквы, ничуть не повредив тонкой поверхности. Замените бумагу металлом — результаты опять изумляют! Отверстие получается не бесформенным, с рваными краями, а безупречно круглым. Можно промаркировать с помощью фемтосекундного лазера и спичечную головку — спичка при этом не сгорит.

За фемтосекундными лазерами не только будущее. Они уже применяются на практике. Во–первых, с их помощью можно лучше и четче, без риска для здоровья сканировать внутренние органы человека, в том числе и головной мозг. И новые оптические компьютерные томографы потеснят вскоре рентгеновские аппараты и магнитно–резонансные томографы. Во–вторых, с помощью лазеров нового поколения стало возможным с высочайшей, микронной, точностью изготавливать кардиологические микропротезы. Обрабатывая ультракороткими импульсами пластмассы и другие материалы, ученые создают макеты практически любой формы. В–третьих, нашли применение им и в лазерной коррекции зрения.

Впрочем, более острым фемтосекундные лазеры делают также и «глазомер» систем контроля в аэропортах. Специалисты службы безопасности не упустят ни одной подозрительной детали внутри чемодана пассажира или... внутри него самого. Любые предметы просвечиваются получаемым с помощью фемтосекундных импульсов терагерцовым излучением насквозь.

Новые технологии позволили в 10 раз увеличить точность измерения времени — несколько лет назад за работы в этой области американец Джон Холл и немец Теодор Хенш получили Нобелевскую премию. Проще говоря, на основе световых волн были созданы сверхточные оптические часы. На таких часиках работает вся космическая техника!

Большие надежды специалисты возлагают на фемтосекундные лазеры и в промышленности. А при микрообработке различных материалов — металлов, пластмасс, стекол, полупроводников — они просто незаменимы.

Интересно, что фемтосекундные лазеры известны специалистам достаточно давно, около 17 лет. Но вплоть до последнего времени оставались дорогостоящей игрушкой. Установки на основе сапфира с титаном стоимостью до 200 тысяч евро выпускали всего две крупные зарубежные компании... В конце 90–х наши специалисты из Научно–исследовательского института оптических материалов и технологий Белорусского национального технического университета дали свой «ответ Чемберлену». Они предложили иные лазерные материалы с непростым названием «иттербиевые вольфраматы». И, по мнению зарубежных коллег, совершили революцию. Конструкция лазерных систем максимально упростилась, стала более доступной. Можете гордиться: такие материалы научились выращивать у нас — на заводе «Оптик» в Лиде.

— Мы разработали ряд новых материалов, в том числе в ранее недоступных спектральных областях, и создаем на их основе новые фемтосекундные лазеры, — рассказывает Николай Кулешов (на снимке), директор НИИ оптических материалов и технологий, доктор физико–математических наук. — Наш сотрудник, выпускник БНТУ Виктор Кисель, недавно даже кандидатскую диссертацию по этой тематике защитил. Сейчас активно сотрудничаем с британскими коллегами из университета в городе Сент–Эндрюс, где и были созданы первые фемтосекундные лазеры нового поколения.

Ситуация на рынке фемтосекундных лазеров в последние годы быстро меняется. Коммерческим выпуском занимаются теперь 5 — 6 фирм в мире и число их, вероятно, будет расти. Новая «начинка» снизила цену на фемтосекундные лазеры до 60 — 80 тысяч евро, сделав их более доступными. Но спрос пока многократно превышает предложение. И в БНТУ решили не упустить этот шанс. Вскоре ученые совместно с партнерами из компании «Солар — Лазерные системы» планируют освоить производство собственных лазерных установок и поставлять их отечественным и зарубежным заказчикам.

Автор публикации: Наталья ПИСАРЕВА

Фото: Виталий ГИЛЬ