Лазер, которому всё нипочём: от Арктики до Сахары — и без холодильника

Китайские инженеры совершили прорыв в лазерных технологиях, создав компактный волоконный лазер мощностью 2 кВт, который стабильно работает при температурах от −50 °C до +50 °C — без всяких систем охлаждения или подогрева. Это значит, что он одинаково эффективен и в условиях ледяной Арктики, и в раскалённой пустыне. И всё это — благодаря нестандартным инженерным решениям и ключевому элементу конструкции — редкоземельному иттербию.

В основе устройства — инновационный оптический резонатор с двойной оболочкой: волокна, легированные иттербием, зажаты между зеркалами с коэффициентом отражения 99%. При подаче энергии ионы иттербия излучают фотоны, которые многократно усиливаются внутри резонатора и формируют лазерный луч с длиной волны 1080 нм. На выходе луч проходит через кварцевые фильтры, которые очищают и фокусируют его.

Главная звезда технологии — иттербий. Благодаря его уникальному квантовому устройству он эффективно превращает энергию в свет, снижая тепловые потери. А с учётом того, что Китай контролирует большую часть мировых запасов этого элемента — прорыв не только научный, но и геополитический.

Разработчики решили давнюю проблему — как обеспечить стабильную работу лазера при температурных скачках до 100 градусов. Вместо стандартного подхода они использовали лазеры накачки с длиной волны 940 нм, устойчивые к перегреву, и передали излучение через 27 волоконных диодов. Насосные элементы при этом вынесены за пределы чувствительного резонатора, чтобы избежать перегрева. А намотка иттербиевого волокна диаметром 8 см помогает гасить лишние световые колебания.

Испытания прошли в экстремальных условиях: от минусовой стужи до плюс пятидесяти. Результат впечатляющий — при обычной температуре (20 °C) лазер выдал пик мощности 2,47 кВт при КПД в 71% и практически идеальном качестве луча.

Для сравнения: традиционные лазеры нуждаются в системах охлаждения, без которых они выходят из строя или теряют эффективность. Европейские и индийские аналоги вроде HELMA-P и IDDIS размещаются в грузовиках и требуют целых холодильных установок. А китайская разработка компактна, мобильна и может быть развёрнута буквально в полевых условиях.

Вывод: новый лазер — это не просто шаг вперёд, а скачок. Он сочетает мощность, автономность и адаптивность, делая его незаменимым в военных операциях и тяжёлой промышленности, где нет времени на сборку холодильников и кондиционеров.
Источник https://www.scmp.com/news/china/science/article/3315070/chinese-scientists-build-laser-weapon-can-operate-without-cooling-sahara-desert.