Подписывайтесь на Газету.Ru в Telegram Публикуем там только самое важное и интересное!
Новые комментарии +

Физики создали прототип дешевого и надежного лазерного скальпеля на основе керамики

Российские ученые создали новый компактный и мощный лазер на основе керамики – это устройство может использоваться в качестве малотравматичного и дешевого лазерного скальпеля для хирургических операций, а также для резки и гравировки композитных материалов. Результаты работы опубликованы в журнале Optics Letters.

На сегодняшний день лазеры используются повсеместно: в бытовых электронных устройствах, медицине, металлургии, метрологии, метеорологии и многих других областях. Лазерный луч возникает за счет эффекта вынужденного излучения в так называемой активной среде, роль которой могут играть газы, жидкости, кристаллы или стекла. От параметров активной среды зависит длина волны лазера, эффективность преобразования энергии в излучение.

Иван Обронов, научный сотрудник МФТИ, и его коллеги из Института прикладной физики РАН и компании «ИРЭ-Полюс» в качестве активной среды лазера использовали керамику, полученную из соединений редкоземельных элементов – оксида лютеция с добавлением ионов тулия. Именно ионы тулия и обеспечивали способность керамики генерировать лазерное излучение.

«Керамика – перспективный тип среды для лазеров, поскольку ее получают спеканием порошков в поликристаллическую массу. В производстве она дешевле и проще, чем монокристаллы, что крайне важно для массового внедрения. Кроме того, химический состав керамики легко менять, меняя и свойства лазера», — поясняет Обронов.

Созданный учеными лазер преобразует энергию в излучение с эффективностью более 50%, притом что другие варианты твердотельных лазеров имеют эффективность в среднем около 20%, и генерирует инфракрасное излучение с длиной волны около 2 микронов (1966 и 2064 нанометров). Именно длина волны делает этот лазер незаменимым для медицинских целей.

«Излучение наиболее распространенных инфракрасных лазеров — с длиной волны около 1 микрона — имеет малое поглощение и очень глубоко проникает в биоткани, что приводит к коагуляции (слипанию мелких частей, например свертыванию крови) и появлению значительных областей «омертвевшей» ткани. Хирургический скальпель должен «работать» на строго определенную глубину, поэтому используются двухмикронные лазеры, которые не повреждают нижележащие ткани», — говорит Обронов.

Еще одно потенциальное применение керамических лазеров – композитная промышленность. Широко распространенные одномикронные лазеры хорошо режут металл, но полимеры для них практически прозрачны. Двухмикронный керамический лазер, в отличие от них, может эффективно резать и гравировать пластик, например композитные материалы.

Новости и материалы
Илон Маск обвинил Google в предвзятости на фоне выборов
В «Динамо» объяснили поражение «Локомотиву» одним фактором
Илон Маск проголосовал на выборах президента США
РЖД ограничило обработку пустых вагонов
Подрядчики-мошенники обманули администрацию российского города на 745 тысяч рублей
Посольство России на Кубе предупредило туристов о надвигающемся шторме
Россельхознадзор отреагировал на сообщения о поставках в РФ украинского масла
В Польше заявили, что любой президент США захочет переложить на ЕС расходы на Украину
В офисе Зеленского опровергли сообщения о принятии закона о дровах
ФБР обвинило Россию в минировании избирательных участков в США
Женщина родила во время поездки на автобусе в российском регионе
Новый министр обороны Израиля перечислил главные цели войны
В Мичигане на избирательном участке произошла утечка газа
В одном из округов Аризоны возникли проблемы с машинами для голосования
В канцелярии Нетаньяху отреагировали на возможное увольнение глав силовых структур
Томич-меломан жестоко избил прохожего, сделавшего замечание его музыкальному вкусу
Ученые предложили научное объяснение одному из чудес Иисуса Христа
Соратник Харрис назвал неожиданный фактор исхода выборов в США
Все новости