Лазеры среднего ИК диапазона основаны на кристаллах соединений А2B6 (второй и шестой групп Периодической системы элементов), легированных двухвалентными ионами переходных металлов. Начиная с конца 90-х гг. и по настоящее время этот класс кристаллов представляет большой интерес, обусловленный целым рядом их достоинств. В частности, полоса люминесценции таких кристаллов лежит в спектральной области 2-6 мкм, интересной для ряда применений, и обладает большой шириной порядка 1 мкм. Это, во-первых, предполагает возможность плавной перестройки частоты генерации лазера в широком спектральном диапазоне, в том числе и возможность настройки длины волны генерации, например, на частоту линии поглощения конкретного газа. Во-вторых, такие активные среды перспективны для генерации ультракоротких лазерных импульсов.
Кроме того, широкие полосы поглощения этих соединений упрощают выбор источников накачки будущих лазеров. Выходная мощность наиболее проработанных лазеров достигает 10-Ваттного уровня.
Сотрудники ФИАН разработали целый ряд инфракрасных лазеров с общим диапазоном спектра излучения от 2 до 6 мкм. В некоторых лазерах используются уже известные ранее кристаллы, но достигнуты более высокие характеристики. Однако в большинстве лазеров используются новые комбинации кристаллической матрицы и легирующей примеси.
"Столь положительного результата удалось добиться благодаря нашей собственной технологии легирования кристаллов непосредственно в процессе их роста из паровой фазы. Эта технология обеспечивает высокую степень однородности легирования ионами переходных металлов, а также степень чистоты в том, что касается нежелательных примесей. Методики, которые используют конкурирующие группы, заключаются либо в выращивании кристаллов из расплава, либо в более сложной процедуре легирования - путем твердофазной диффузии переходных металлов внутрь монокристалла во время дополнительных высокотемпературных отжигов. Но в первом случае велика вероятность загрязнения другими элементами, а во втором - среда получается недостаточно однородной", - рассказывает ведущий научный сотрудник ФИАН, кандидат технических наук Юрий Коростелин.
