Теги → лазер
Быстрый переход

Новые зелёные лазерные диоды Sharp повысят яркость карманных проекторов

Компания Sharp представила новый лазерный диод зелёного свечения, который излучает заданную длину волны высокой интенсивности напрямую без использования вспомогательных флюоресцирующих материалов. Ранее для подобных задач приходилось использовать излучатели сине-фиолетового диапазона с соответствующим люминофором. Нетрудно понять, что отсутствие промежуточной ступеньки в виде люминофора значительно повышает эффективность работы полупроводникового прибора, который, к тому же, может создавать более яркий световой поток.

Сравненние силы световго потока старого лазера (30 мВт, слева) и нового (130 мВт, справа)

Сравнение силы светового потока старого лазера (30 мВт, слева) и нового (130 мВт, справа)

Предыдущим достижением Sharp на этом направлении был представленный в октябре прошлого года лазерный диод прямого свечения мощностью 30 мВт, который слегка отдавал сиреневым (длина волны 515 нм). Современная разработка светит чистым зелёным светом с длиной волны 520 нм с мощностью до 130 мВт. По словам компании, в индустрии этому прибору пока нет аналогов. Новинка поможет увеличить яркость портативных проекторов до двух раз: с современных 35 люмен светового потока до 70 люмен. Это станет возможным уже со следующего года, когда новые зелёные полупроводниковые диоды Sharp станут доступны для приобретения.

Слева проектор на новом зелёном лазере Sharp

Слева проектор на новом зелёном лазере Sharp

Массовый выпуск зелёного лазерного диода прямого свечения Sharp начнёт в октябре текущего года. Будут выпускаться два типоразмера диода диаметром 5,6 мм и 3,8 мм в количестве 500 тыс. штук в месяц. Образцы продукции будут доступны в августе по цене около $100 за штуку включая налоги (это обычная наценка за образцы, в серии будет дешевле). Помимо использования в портативных проекторах новые лазерные диоды найдут применение в проекционных системах «умных» колонок, в системах дополненной и виртуальной реальности, в устройствах навигации с проекцией на лобовое стекло и в других областях.

МКС планируется оборудовать лазерной «пушкой»

Не исключено, что на Международной космической станции (МКС) появятся специализированные лазерные установки, предназначенные для борьбы с космическим мусором.

Фотографии Роскосмоса

Фотографии Роскосмоса

Космический мусор представляет существенную угрозу для осуществления космической деятельности. Столкновение аппарата на орбите с такими объектами может повлечь полную или частичную потерю функциональности или даже его полное разрушение.

Сейчас для защиты МКС от космического мусора выполняются манёвры уклонения. Они осуществляются с помощью двигателей самого орбитального комплекса и пристыкованных грузовых кораблей.

Лазерная система, проект которой изучают специалисты, позволит бороться с небольшими объектами — размером до нескольких сантиметров. Предполагается, что в результате воздействия лазера на космический мусор, тот будет испаряться, превращаясь в облако частиц, не представляющих угрозу для МКС. Альтернативный вариант — изменение траектории движения объектов при помощи выстрела из лазерной «пушки».

По словам президента Российской академии наук Александра Сергеева, вопрос использования лазеров для очистки околоземной орбиты от космического мусора изучается достаточно долго.

«В последнее время очень популярной является обсуждение использования действующих из космоса лазеров по отклонению элементов мусора на орбиты их сведения в атмосферу. Сейчас в Японии и Европе серьёзно обсуждаются проекты создания таких установок. Параметры лазеров, которые сейчас есть, как по средней мощности, так и по пиковой мощности, являются достаточными для решения задачи по изменению орбиты небольших элементов космического мусора размером по 10 сантиметров и меньше», — приводит «РИА Новости» слова господина Сергеева. 

Российская разработка улучшит характеристики лазерной техники

Холдинг «Швабе», входящий в госкорпорацию Ростех, сообщил о разработке уникального кристалла для лазерной техники. На инновационную технологию уже получен патент.

Российские специалисты усовершенствовали методику выращивания кристалла, изготовленного из алюмоиттриевого граната с добавлением ванадия. Традиционная технология предполагает выращивание кристалла в специальном контейнере из молибдена. Однако при температуре 2000 градусов Цельсия частицы этого металла вступают в реакцию с ванадием. В результате, в будущем изделии образуются включения, нарушающие его целостность и приводящие к существенной потере мощности лазерного излучения.

Отечественные учёные предлагают решить проблему за счёт добавления в состав расплава металлического хрома. Именно это вещество вступает в химическую реакцию с ванадием вместо молибдена. Причём его включения в составе выращенного кристалла не оказывают влияния на рабочие характеристики изделия.

Учёные уже создали опытную партию кристаллов диаметром до 25 мм без различных внутренних дефектов. Внедрение технологии в серийное производство намечено на май нынешнего года.

Ожидается, что новые кристаллы, усиливающие лазерное излучение в диапазоне длин волн 1,02–1,45 мкм, найдут широкое применение. Это могут быть приборы в области дальнометрии, целеуказания, хирургии и обработки материалов. 

Levi's намерена использовать лазер для производства джинсов

Одежда из джинсовой ткани вряд ли выйдет из моды в ближайшие 10–20 лет ввиду своей практичности, разнообразия дизайнерских и цветовых решений, а также ценовой доступности. Законодателем джинсовой индустрии по праву считается американская компания Levi Strauss & Co., которая не только успела зарекомендовать себя приверженцем традиционного стиля, но и в качестве экспериментатора-новатора. 

Процесс изготовления джинсовых брюк довольно прост, если не брать в расчёт один маленький нюанс. Модели, «фишкой» которых является эффект потёртой или состарившейся от времени ткани, считаются более сложными и затратными в производстве. В Levi's добивались его путём воздействия на материал определённого химического состава, на что в компании расходовались дополнительные средства и время. Изменить подход к устоявшимся канонам джинсового производства позволит проект под названием Project FLX, реализацией которого занялись в Levi's.

Чтобы состарить джинсовые брюки, авторы Project FLX предлагают использовать лазер, который также способен придать им характерный вид находившейся в употреблении вещи. Руководство Levi's считает применение лазерной системы не только экономически выгодным шагом, но и необходимым решением с точки зрения экологического аспекта. 

Процесс постобработки джинсовых брюк оборудованием из Project FLX предусматривает фотосъёмку готовой продукции для получения изображения в цифровом формате. После дизайнеры Levi's вносят необходимые правки через ПО — выбирают тип потёртостей и место расположения будущих элементов декора. Система анализирует их и затем «выжигает» на реальном изделии при помощи лазера. Такой подход сокращает затрачиваемое на процедуру старения джинсовых брюк время с нескольких минут до 90 с. Кроме того, лазер позволяет обойтись всего несколькими десятками веществ для обработки ткани вместо сотен различных наименований. 

На данном этапе Project FLX перестал быть идеей на бумаге: Levi's всерьёз заинтересована в задействовании лазерной установки для своего производства. Серийный выпуск джинсовой одежды, подвергшейся лазерной обработке, планируется организовать в течение следующих двух лет. 

У России может появиться лазер для борьбы с небольшими беспилотниками

На портале госзакупок обнародована информация о любопытном российском проекте — системе борьбы с небольшими беспилотными летательными аппаратами (БПЛА).

В частности, объявлен конкурс на составную часть научно-исследовательской экспериментальной работы «Разработка и экспериментальное подтверждение принципов построения мобильного лазерного комплекса борьбы с малоразмерными беспилотными летательными аппаратами. Изготовление макета жидкостного лазера, доработка технологического комплекса и проведение испытаний».

Заказчиком выступает «Научно-исследовательский институт «Полюс» имени М.Ф. Стельмаха», входящий в холдинг «Швабе» госкорпорации «Ростех».

Проектом предусмотрено создание комплекса борьбы с дронами в дневных и сумеречных условиях. Платформа должна включать средства сопровождения и построения траекторий полёта объектов, а также выдачи целеуказаний на систему наведения мощного лазерного излучения.

В соответствии с заданием дальность обнаружения воздушных объектов и получение их детальных изображений должно осуществляться в диапазоне расстояний от 200 до 1500 метров. Платформа должна выполнять автоматическое обнаружение до 20 воздушных целей с построением их траекторий. Источником мощного излучения должен служить жидкостный лазер.

Начало работ по проекту намечено на январь 2018 года, окончание — на апрель следующего года. Максимальная стоимость работ заявлена в 23,5 млн рублей. 

Видео дня: лазерное оружие Lockheed Martin сбивает дроны

Компания Lockheed Martin продемонстрировала новый прототип лазерного оружия Advanced Test High Energy Asset (ATHENA), способного сбивать беспилотные летательные аппараты. Прототип был опробован в прошлом месяце подразделением космической и противоракетной обороны армии США (SMDC) на полигоне военной базы Уайт Сандс Миссил Рейндж (White Sands Missile Range, WSMR) в Нью-Мексико. ATHENA — переносная наземная система, которая служит недорогим испытательным стендом для демонстрации технологий, необходимых для использования систем лазерного оружия. Питание системы обеспечивает турбогенератор Rolls-Royce.

В последней серии тестов ATHENA использовала передовую технологию управления лучом и эффективный волоконный лазер ALADIN мощностью 30 кВт. В ходе тестов было уничтожено пять дронов Outlaw с размахом крыла 3,29 м каждый.

Как сообщает Lockheed, тестирование показало, что система имеет 100-процентную эффективность. Об этом свидетельствует видео, снятое в ходе испытаний ATHENA. Следует отметить, что демонстрация работы боевого лазера не столь эффектна, как это происходит в сериале «Звёздные войны», где каждый выстрел сопровождается эффектными звуками. На деле кажется, что дрон просто загорелся в небе, после чего упал на землю.

После завершения тестирования, Lockheed Martin и представители армии США приступили к обследованию сбитых дронов с целью сбора данных для дальнейшего совершенствования ATHENA. Разработка данной системы проводится Lockheed совместно с подразделением SMDC.

В России разработан мощный импульсный лазер

Холдинг «Швабе», входящий в госкорпорацию Ростех, объявил о создании нового импульсного твердотельного лазера с диодной накачкой, который в перспективе может найти весьма широкое применение.

Швабе

Швабе

В разработке изделия, на которое уже получен патент, принимали участие специалисты Научно-исследовательского института «Полюс» (НИИ «Полюс»). Конструкция устройства включает два лазерных стержня (активные элементы) и пару мощных лазерных диодов (источники накачки).

«В новом устройстве у лазерных стержней скошены торцы. Через них излучение из источников накачки беспрепятственно проникает в активные элементы. Это позволило нам на 10 % повысить энергию выходного излучения лазерных одиночных импульсов по сравнению с существующими российскими и зарубежными аналогами», — говорят создатели прибора.

Швабе

Швабе

Отмечается, что оригинальная конструкция даёт возможность создавать компактные приборы с повышенной дальностью действия. Макетный образец нового устройства уже прошёл успешные испытания.

Организовать серийное производство новинки планируется в следующем году. В качестве потенциальных областей применения прибора названы системы лазерной локации, дальнометрии и целеуказания. Разработка может использовать в носимых приборах (например, геодезическая техника) и в составе бортовой аппаратуры беспилотных летательных аппаратов. Помимо этого, новый лазер может применяться при сверлении, сварке и нанесении гравировки. 

Смартфону iPhone 8 приписывают наличие лазерного 3D-автофокуса

В распоряжении сетевых источников оказалась новая порция информации о смартфоне iPhone 8, который компания Apple, как ожидается, официально представит осенью нынешнего года.

Ранее сообщалось, что новинка получит мощную однокристальную систему A11, поддержку беспроводной дистанционной зарядки аккумулятора, а также практически безрамочный OLED-дисплей с диагональю 5,8 дюйма и соотношением сторон 18,5:9.

На тыльной стороне корпуса расположится сдвоенная камера с оптическими блоками, размещёнными по вертикали. Как теперь стало известно, в задней части смартфона также может быть установлена специализированная 3D-система на основе лазера. Этот модуль позволит улучшить автофокусировку. Кроме того, он будет отвечать за оценку глубины в приложениях дополненной реальности.

Отмечается, что Apple может задействовать в новом смартфоне систему VCSEL — поверхностно-излучающий лазер с вертикальным резонатором. Это разновидность диодного полупроводникового лазера, излучающего свет в направлении, перпендикулярном поверхности кристалла, в отличие от обычных лазерных диодов, излучающих в плоскости, параллельной поверхности. К числу основных преимуществ VCSEL относятся малая угловая расходимость и симметричная диаграмма направленности выходного оптического излучения, температурная и радиационная стабильность.

Впрочем, нужно подчеркнуть, что обнародованная информация носит неофициальный характер. Сама Apple традиционно хранит молчание в отношении разрабатывающихся продуктов. 

Камера FRAME позволит снимать вспышки плазмы со скоростью 5 трлн кадров в секунду

Исследователи Лундского университета (Швеция) создали сверхбыструю камеру, способную захватывать 5 трлн кадров в секунду. Скорость съёмки традиционных камер не превышает 100 000 кадров в секунду.

KENNET RUONA/LUND UNIVERSITY

KENNET RUONA/LUND UNIVERSITY

С помощью новой высокоскоростной камеры исследователи смогут снимать скоротечные процессы, которые в противном случае невозможно зафиксировать на фотографиях или видео.

«Теперь мы можем снимать такие быстропротекающие процессы, как взрывы, вспышки плазмы, турбулентное горение, а также фиксировать активность головного мозга у животных и химические реакции», — отметил в пресс-релизе Элиас Кристенссон (Elias Kristensson), один из создателей камеры, занимающийся исследованием процесса горения.

С помощью этой камеры, названной FRAME (Frequency Recognition Algorithm for Multiple Exposures, алгоритм распознавания частоты для множественных воздействий), Кристенссон и его партнёр по исследованиям Андреас Эн (Andreas Ehn) планируют производить съёмку процесса горения на молекулярном уровне.

KENNET RUONA/LUND UNIVERSITY

KENNET RUONA/LUND UNIVERSITY

Камера FRAME работает иначе, чем обычные модели. Большинство высокоскоростных камер захватывает изображения последовательно, одно за другим. В FRAME используется компьютерный алгоритм, фиксирующий несколько кодированных изображений в одном, которые затем сортируются в видеопоследовательность. Объект подвергается воздействию лазерных импульсов, каждому из которых присваивается уникальный код. Отражаемые импульсы сливаются в одну фотографию. Затем эти изображения разделяются с помощью ключа шифрования.

Stealth Key: титановый ключ, который сложно подделать

Теоретически любой обычный ключ от замка можно воссоздать по его фотографиям, ведь все элементы его защиты находятся снаружи и ничем не скрыты. Именно эта «уязвимость» и стала поводом для разработки швейцарской компанией UrbanAlps титанового ключа Stealth Key, подделать который упомянутым выше способом невозможно ввиду того, что его механический код спрятан во внутренней структуре жала и является уникальным даже при одновременном выпуске партии объёмом 850 штук.

Как утверждает сооснователь UrbanAlps Алехандро Охеда (Alejandro Ojeda), изготовление Stealth Key стало возможным благодаря 3D-печати металлом, основанной на технологии лазерного плавления металлического порошка (Selective Laser Melting). Выпустить такой ключ с применением традиционных производственных процессов было бы либо невозможно, либо слишком дорого.

Тем не менее, создателям Stealth Key всё же пришлось столкнуться с некоторыми трудностями. В частности, первые образцы ключей получились слишком громоздкими, но впоследствии их размеры удалось уменьшить. Задачей сложнее оказалось изготовление замка, который бы безошибочно взаимодействовал с внутренней структурой Stealth Key и был надёжен. Ведь, по словам господина Охеды, надёжность — это главная причина того, почему механические замки до сих пор доминируют на рынке запирающих устройств с долей в 90 %.

Нельзя сказать, что Stealth Key дёшев — комплект замка с ключом стоит порядка $200. Но эта сумма сопоставима с ценами на традиционные высококачественные замки.

NASA внедрит систему лазерной космической связи

Национальное управление США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) разрабатывает новую систему высокоскоростной космической связи.

Проект носит имя LEMNOS — Laser-Enhanced Mission and Navigation Operational Services. Речь идёт об использовании лазерных технологий для создания коммуникационной платформы следующего поколения.

В разработках принимают участие специалисты Центра космических полётов Годдарда — крупной исследовательской лаборатории NASA, расположенной в Гринбелте (штат Мэриленд). Кроме того, в проект вовлечены сотрудники Линкольнской лаборатории Массачусетского технологического института (MIT).

Протестировать систему LEMNOS планируется во время предстоящего полёта космического корабля Orion. Ожидается, что скорость передачи данных составит как минимум 80 Мбайт/с. Это предоставит космонавтам принципиально новые возможности связи с Землёй и будущими орбитальными комплексами.

Добавим, что, по планам NASA, на борту Orion будут выводиться в космос как грузы, так и астронавты. При полётах на МКС в экипаж корабля смогут входить до шести человек. Аппарат должен обеспечить доставку людей на Луну для длительного пребывания на ней с тем, чтобы затем подготовить пилотируемый полёт на Марс. Первый испытательный полёт корабля был успешно осуществлён в 2014 году. Следующий запуск намечен только на вторую половину 2018-го. 

Российские спутники получат лазерные системы преобразования солнечной энергии

Специалисты холдинга «Швабе», входящего в государственную корпорацию Ростех, разрабатывают лазерные системы преобразования солнечной энергии, которые планируется применять на орбитальных спутниках.

Речь идёт о проекте энергетических и лазерно-оптических систем космического базирования для преобразования солнечной энергии в лазерное излучение на базе кислород-йодного лазера.

«В настоящий момент мы завершили научно-исследовательскую работу — нашими учёными разработан экспериментальный стенд с кислород-йодным лазером с накачкой солнечного излучения. Проект технического задания на опытно-конструкторскую работу по данному изобретению полностью подготовлен», — сообщило руководство холдинга «Швабе».

Использование кислород-йодного лазера «Фойл» мощностью 1 ГВт позволит преобразовывать энергию Солнца в лазерное излучение. Планируется, что практическое применение технологии начнётся в следующем десятилетии.

«Энергетические и лазерно-оптические системы для преобразования солнечной энергии позволят изменить существующую тенденцию превалирования углеводородных источников», — отмечается в сообщении Ростеха. 

Российская разработка поможет в создании сверхмощных энергетических комплексов будущего

Специалисты холдинга «Швабе» изобрели новый химический состав неодимового фосфатного стекла для высокоточных крупногабаритных активных элементов. Их применение решит проблему создания сверхмощных энергетических комплексов будущего на основе управляемого термоядерного синтеза.

Отмечается, что состав максимально усиливает проходящее через него лазерное излучение. Технология позволяет получить мегаджоульную энергию, то есть энергию принципиально нового уровня.

Проект реализован совместно с Российским федеральным ядерным центром — Всероссийским научно-исследовательским институтом экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ) и Научно-исследовательским институтом электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова («НИИЭФА им. Д.В. Ефремова»). Отмечается, что на технологию уже получено более десяти патентов в России и за рубежом.

«Это инновационный оптический продукт — прорывное достижение в отечественной оптической науке и технике. На основе энергии высокоэнергетического лазерного излучения, которая достигается за счёт использования данных активных элементов, будут созданы технологии 21-го века в области астрофизики, геофизики, протонной радиографии и других отраслях. Очевидно, что данная разработка представляет собой основу энергии будущего», — отмечают исследователи.

Нужно также отметить, что разработка удостоена премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники 2016 года. 

Новая российская технология повысит быстродействие систем передачи и обработки данных

Российские исследователи из Университета ИТМО и Санкт-Петербургского Академического университета предложили новый метод изготовления наноструктур, которые способны превращать инфракрасный свет в глубокий ультрафиолет.

Отмечается, что глубокий ультрафиолет обладает очень короткой длиной волны и распространяется в виде фемтосекундных импульсов. Такое излучение может использоваться в биологии и медицине, а также в устройствах для сверхплотной обработки данных в оптических коммуникациях.

Предложенная структура представляет собой плёнку, покрытую упорядоченным массивом нановыступов, — метаповерхность. В процессе её формирования кремниевая плёнка толщиной в 100 нанометров облучается сверхкороткими, или фемтосекундными, лазерными импульсами, которые и формируют рельеф.

«Лазер выплавляет на поверхности плёнки такие нановыступы, которые резонируют только на его длине волны, что впоследствии позволяет превращать больше излучения в ультрафиолет. Иначе говоря, лазер настраивает метаповерхность материала под себя», — отмечают специалисты.

Предложенная методика позволяет получать дешёвую и простую в производстве метаповерхность, эффективность которой сопоставима с мировыми аналогами. Причём такая поверхность представляет собой цельную структуру, а не собрана из изолированных наночастиц.

Университет ИТМО

Университет ИТМО

Одной из областей применения технологии могут стать сверхбыстрые системы передачи и обработки данных. К примеру, метаповерхности можно внедрить в оптический чип и с их помощью переключать частоту излучения. Это позволит разделять потоки информации и параллельно производить большие объёмы вычислений. Кроме того, используя сверхкороткие лазерные импульсы, можно значительно уплотнить поток данных и увеличить его скорость.

Более подробно об исследовании можно узнать здесь

Российские учёные говорят о возможности увеличения ёмкости DVD в миллион раз

Исследователи из Казанского федерального университета (Россия) предложили технологию, которая в перспективе может привести к появлению оптических носителей информации сверхвысокой вместимости.

Учёные говорят, что традиционные методы записи и хранения данных на оптических дисках упираются в сложности, связанные с дифракционным пределом. Это минимальное значение размера пятна, которое можно получить, фокусируя электромагнитное излучение. Принцип действия оптического диска заключается в считывании информации сфокусированным лучом лазера, поэтому дифракционный предел накладывает ограничение на максимальную плотность информации.

«Обойти это ограничение возможно, если использовать локализованный или сильно сжатый лазерный свет. С его помощью можно управлять пространственной ориентацией отдельных молекул», — говорится в исследовании.

Усиление и локализация лазерного света обеспечиваются оптической наноантенной, которая освещается сильно сфокусированным лазерным пучком с продольной и поперечной поляризацией.

Изображения Казанского федерального университета

Изображения Казанского федерального университета

Предложенная методика, как утверждается, теоретически позволит создавать оптические носители с плотностью записи до одного петабайта на квадратный дециметр. Это приблизительно в миллион раз больше по сравнению с DVD.

Более подробно об исследованиях учёных можно прочитать здесь