В Принстонском университете проведён оригинальный опыт по созданию лазера «обратного» действия. Лазер такого типа удобно использовать для обнаружения интересующих экспериментатора молекул (скажем, загрязняющих веществ) или атомов в окружающей среде. Он имеет одно важное преимущество: устройство, регистрирующее его излучение, можно установить рядом с источником накачки. При этом лазер накачки и регистрирующая аппаратура не будут отделены друг от друга исследуемым объёмом, а создаваемый пучок будет направлен в «обратную» сторону — к источнику.
Идея лазера заключается в том, чтобы направить излучение накачки на небольшой объём газа, ионизовать находящиеся там атомы и добиться генерации лазерного излучения, которое должно возвращаться назад. В 2004 году эту схему — на примере азота — реализовали физики из канадского Университета Лаваля, но им потребовался мощный лазер накачки, а измеренный коэффициент усиления оказался невелик.
Американские физики заменили азот кислородом. Здесь излучение лазера накачки, работающего на длине волны в 226 нм, будет вызывать диссоциацию молекулярного кислорода и возбуждение полученных атомов, а результатом этого должна стать лазерная генерация на длине волны в 845 нм.
Двухфотонная диссоциация молекулы кислорода и последующее двухфотонное резонансное возбуждение атома, которое вызывает излучение на длине волны в 845 нм. (Иллюстрация из журнала Science.)
В опытах излучение накачки фокусировалось с помощью линзы, создавая вытянутый рабочий объём — цилиндр с диаметром основания в 10 мкм и высотой в 1 мм. Такая геометрия задаёт два противоположных направления для пучка на 845 нм, одно из которых и будет «обратным». Установка продемонстрировала хороший коэффициент оптического усиления, превышающий 60 см-1.
// 