Многочастотные лазерные системы на основе новых активных сред и нелинейно-оптических преобразователей для применений в обработке материалов, в биомедицине, локации и дальнометрии, в научных исследованиях

grgu_admin - пт, 10/01/2020 - 23:49
Программа:
Вид научной деятельности:
Вид создаваемой научно-технической продукции:
Дата начала работ:
Дата окончания работ :
Цели:

Теоретическое и экспериментальное исследование физических условий и механизмов, определяющих эффективность возбуждения источников УФ и видимого излучения на основе эксимерных и тримерных сред и ВКР. Определение оптимальных условий и основных закономерностей абляционного действия лазерного излучения УФ и видимого диапазонов на кожу, зубную ткань и другие биологические объекты; выяснение физических механизмов лазерного воздействия и направлений их эффективного использования в медицинских технологиях.

Решаемые задачи:

Для достижения указанной цели предполагается решить следующие основные задачи:

  1. Компьютерное моделирование генерационных параметров эксимерного лазера и определение основных физических процессов, отвечающих за его эффективность.
  2. Поиск наиболее эффективных режимов возбуждения для получения генерации на эксимерах и тримерах.
  3. Исследования по получению дифракционной расходимости излучения эксимерного лазера, применение методов нелинейной оптики и отработка методики ВКР-преобразования излучения эксимерного лазера с целью расширения спектрального диапазона.
  4. Разработка, создание и оптимизация генерационных характеристик макета лазера на основе эксимерных и тримерных сред для прикладных задач медицины.
  5. Определение характеристик лазерного излучения, обеспечивающие высокую эффективность и требуемое качество абляционной обработки биологических тканей.
  6. Поиск условий повышения эффективности и качества абляционной обработки биологических тканей при использовании комбинированного воздействия лазерным излучением различной длины волны.
Актуальность (решаемые проблемы):

В настоящее время УФ лазеры широко используются в микроэлектронике, медицине, биологии научных исследованиях и т.д. Однако параметры их излучения часто не удовлетворяют предъявляемым требованиям из-за низкой степени когерентности лазерного пучка и дискретного набора частот генерации. Это обусловлено тем, что по своей природе УФ лазеры имеют широкую полосу усиления (3-5 нм), малую длительность импульса (5 - 50 нс), высокий коэффициент усиления (0,1-0,2 см-1), а в режиме свободной генерации их излучение имеет низкую степень как временной, так и пространственной когерентности. Известные методы формирования излучения в одном лазерном модуле не позволяют сформировать лазерный пучок, имеющий малую расходимость, большую мощность импульса излучения и узкую спектральную линию. Поэтому для формирования лазерного пучка с требуемыми параметрами создаются лазерные системы по принципу «задающий генератор-усилитель», где расширение спектра генерируемых частот происходит путем ВКР-преобразования излучения сформированного в задающем генераторе.

Краткое описание создаваемой научно-технической продукции:

Будет создан макет универсального эксимерного и тримерного лазера, который является источником высокоинтенсивного перестраиваемого по отдельным длинам волн излучения. В лазерном макете будут использованы оригинальные системы возбуждения и прокачки газовой смеси, позволяющие обеспечить приемлемый ресурс работы и высокую пиковую мощность излучения. Макет эксимерного лазера может быть непосредственно использован для лечения широкого спектра кожных заболеваний (например, псориаза и витилиго), кавернозных и фиброзно-кавернозных форм туберкулеза, сложных поражений коронарных сосудов. При применении KrCl-молекул лазер может быть использован в качестве основы для создания офтальмологических систем, необходимость организации собственного производства которых уже давно назрела в Республике Беларусь. На макете будут выполнены исследования по получению дифракционной расходимости излучения эксимерного лазера, применению ВКР-преобразования с целью расширения спектрального диапазона. Будут определены характеристики лазерного излучения, обеспечивающего высокую эффективность и качество абляционной обработки биологических тканей.

Область применения результатов НИОКР:

Лазерная медицина, лазерные технологии, микро- и оптоэлектроника, спектроскопия, научные исследования.

Технические преимущества по отношению к лучшим отечественным и зарубежным аналогам:

Лазерная система будет отличаться малыми габаритами, использованием комплектующих изделий отечественного производства и собственного изготовления и соответственно – дешевизной. Последнее будет способствовать ее конкурентоспособности на рынке лазерных приборов.

Экономические преимущества:

Снижение себестоимости за счёт использования отечественных компонентов и материалов по сравнению с зарубежными аналогами.

Потенциальные потребители создаваемой научно-технической продукции:

УП «НТЦ «ЛЭМТ» БелОМО» (г. Минск), Институт физики им. А.Б. Степанова НАН Беларуси, Физико-технический институт НАН Беларуси, республиканские научно-практические центры (РНПЦ) Министерства здравоохранения Республики Беларусь.

Контактная информация:

Учреждение образования «Гродненский государственный университет имени Янки Купалы»
Ануфрик Славамир Степанович
моб.: +375 29 696 90 69
e-mail: anufrick@grsu.by