طور علماء من جامعة شمال القوقاز الفيدرالية الروسية مادة فعالة جديدة ستساعد في تحسين خصائص الليزر في العديد من المجالات.
ووفقًا للباحثين، فإن هذا التطوير سيجد تطبيقًا في العديد من المجالات: من الجراحة والتجميل إلى القطع بالليزر واللحام وتصلب المواد المختلفة.
ويعتبر الليزر جهازا يسمح بتحويل أنواع مختلفة من الطاقة إلى طاقة إشعاع أحادي اللون. وأكثرها طلباً اليوم هو ليزر الحالة الصلبة.
وتجد تطبيقاتها في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا، مثل الطب بالليزر وأنظمة الملاحة وصناعة المعادن، كما أوضح مختصون في جامعة شمال القوقاز الفيدرالية (SCFU).
وتشكل البوابة السلبية أو معدل الكسب، أحد الأجزاء المهمة في الليزر، وبفضلها يمكن أن يعمل في وضع النبض، أي تجميع الطاقة ثم إطلاقها على شكل نبضة قصيرة ولكن قوية بمدة تتراوح بين 10-20 نانو ثانية.
وعادةً ما يتم استخدام بلورات مفردة لتصنيع البوابات السلبية، لكن الخبراء في الجامعة الروسية استخدموا السيراميك القائم القائم على غرانيت الإيتريوم والألومنيوم مع إضافة الكروم كمادة لمُعدل الكسب.
ووفقًا للعلماء، يسمح السيراميك بتقليل تكلفة المنتج النهائي وتعيين الشكل والحجم المطلوبين للمنتج.
بالإضافة إلى ذلك، قام الباحثون بإدخال السكانديوم في البنية البلورية للغارنيت، مما زاد من كفاءة معدِّلات جودة الليزر.
وأوضحت فيكتوريا سوبرونتشوك، أحد مؤلفي الدراسة، وهي باحثة أولى في جامعة العلوم والتكنولوجيا (SCFU).
وقالت: “لقد وجدنا أن إدخال كاتيونات السكانديوم (أيونات موجبة الشحنة) في مواضع الثماني الأوجه للغارنيت يسمح لنا بزيادة تحويل تكافؤ الكروم بمقدار مرة ونصف”. وأضافت:
يعادل هذا في الواقع زيادة بمقدار مرة ونصف في كفاءة معدِّلات التكافؤ بمقدار مرة ونصف، ويجعل من الممكن جعل معدِّلات التكافؤ أكثر إحكامًا، وهو أمر ضروري لتصغير الليزر.
وتابعت سوبرونتشوك: “كما أنه يسمح بصنع المزيد من المنتجات من نفس الكمية من المواد الأولية”
في المستقبل، يخطط الباحثون لإدخال منشطات أخرى في مصفوفة غارنيت الإيتريوم والألومنيوم لتغيير الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة.
