Голубой борановый лазер

Результаты недавно опубликованной работы демонстрируют, что новый материал обеспечивает эффективное и устойчивое к деградации синее излучение лазера. Следует особо подчеркнуть, что эта область спектра особенно интересна для применения в спектроскопии или обработке материалов.

Первый лазер был разработан в 1960 году, но и сейчас, как и 55 лет назад, актуальным остается поиск новых типов материалов, способных к излучению эффективного, настраиваемого и устойчивого синего излучения лазера, которые, помимо прочего, должны отличаться разумной стоимостью, простотой получения и обработки.

Как поясняет Инмакулада Гарсия-Морено (Inmaculada García-Moreno) исследователь из Института Физической Химии Рокасолано (Испания), в наши дни существует большое количество коммерчески доступных материалов, которые почти соответствуют предъявляемым для создания синего лазера требованиям, однако проблемы заключаются именно в этом «почти» – у всех существующих материалов есть какие-либо недостатки. Гарсия-Морено подчеркивает, что результаты работы ее группы можно считать вкладом в решение проблем, связанных с созданием синих лазеров – в качестве материала для создания лазера испанские химики выбрали бораны.

Майкл Лондесборо (Michael Londesborough), специалист по химии боранов, отмечает, что сами по себе бораны известны уже давно, И их нельзя назвать новым материалом, работа испанских материаловедов является первым примером возможности применения водородных соединений бора для получения лазерного излучения.

Исследователи сконцентрировали свои усилия на изучении анти-B₁₈H₂₂, каркасной молекулы, строение которой напоминает разрезанный пополам футбольный мяч. Если сравнивать с другими материалами, бораны своей структурой и свойствами более всего напоминают органические красители, эффективность и длину волны лазерного излучения которых можно контролировать. Несмотря на то, что интенсивность и цвет лазерного излучения, генерируемого органическими красителями, легко поддаются подстройке, низкая устойчивость этих материалов не позволяет использовать их для создания надежной лазерной техники.

Новый материал для лазера на основе борана демонстрирует устойчивость по отношению к деградации, значительно превосходящую или, в крайнем случае – сравнимую с аналогичным параметром коммерчески доступных синих органических красителей, на основе которых уже были изготовлены рабочие прототипы синих лазеров. Такая устойчивость к деградации позволяет исключить необходимость многоразовой замены или регенерации жидкой среды, являющейся рабочим телом органических синих лазеров, а это, в свою очередь, может понизить стоимость лазеров, а также минимизировать проблемы, связанные с охраной труда персонала и окружающей средой. Дело в том, что многие растворители, которые используются для изготовления органических лазеров, токсичны или огнеопасны.

Исследователи планируют синтезировать новые бораны, излучающие при других длинах волн. Такие лазеры могут найти применение в дерматологии (удаление татуировок или шрамов) или других областях. Коллеги Гарсии-Морено заявляют, что до коммерциализации новых материалов и создания первых борановых лазеров предстоит проделать еще много работы, однако открытие уже сейчас можно считать вехой в развитии лазерной техники.