Идея использования солнечной энергии для накачки лазеров не нова. Существуют методики, где с помощью системы зеркал солнечный свет фокусируют на Nd:YAG кристаллы, которые затем генерируют лазерное излучение. Однако такие установки требуют огромных зеркал, а эффективность преобразования света явно недостаточна.
Исследователи из Токийского технологического института провели эксперименты с использованием линз Френеля для концентрирования световых потоков вместо зеркал. Им удалось также усовершенствовать Nd:YAG кристаллы, введя в них примеси хрома (около 0,1%), что значительно (почти вдвое) увеличило эффективность преобразования света.
Линза Френеля, в отличие от обычных линз, состоит не из цельного шлифованного куска стекла со сферической или иными поверхностями, а из отдельных примыкающих друг к другу концентрических колец небольшой толщины. Такая конструкция позволяет создавать линзы размером в несколько метров.
Лазер в итоге имел мощность излучения 24 Вт на длине волны 1064 нм. В конструкции использовали линзу Френеля площадью 1,3 кв. м. Ученые рассчитывают увеличить мощность излучения сначала до 150-200 Вт, а затем и до 1 кВт за счет увеличения размера линзы Френеля. На первом этапе предполагают увеличить его площадь до 4 кв. м.
Использование линз Френеля - неожиданный шаг для большинства специалистов-оптиков. Линзы Френеля не позволяют сфокусировать излучение в широком диапазоне спектра - у них большая хроматическая дисперсия. Однако возможность делать линзы больших размеров и их небольшая толщина оказались решающим фактором в выборе ученых.
Исследователи считают, что у нового лазера найдется много традиционных применений вроде лазерной сварки и резки. Но они предложили и новый вариант использования лазерного излучения. С помощью лазера хлорид магния из морской воды можно превращать в элементарный магний, который сгорает с большим выделением тепла с образованием безвредного оксида. Этот необычный способ преобразования энергии Солнца пока не получил оценки экспертов, однако он вполне реален заслуживает внимания, сообщает Optics.
