На струйном принтере можно будет печатать одноразовые лазеры

Человечество изобрело лазеры свыше пяти десятилетий назад, и с тех пор сфера их применения значительно расширилась. Эта технология используется как в простых устройствах типа лазерных указок и CD-плееров, так и для создания сверхточных инструментов, позволяющих проводить сложные хирургические операции.

Необходимыми элементами любого лазера являются оптический резонатор, состоящий из двух или более зеркал, активная среда, изменяющая длину волны входящих световых лучей и преобразующая их в узконаправленные лучи одного цвета, и источник энергии, который по-другому называют системой накачки.

Как правило, сейчас активную среду в большинстве случаев изготавливают из неорганических материалов. При этом о достоинствах лазеров, в которых преимущественно используются органические материалы, порой незаслуженно забывают. Такие устройства отличаются простотой изготовления, низкой стоимостью и возможностью работы в широком диапазоне длин волн. Наиболее существенным недостатком подобных лазеров, препятствовавшим их широкому распространению, был небольшой срок эксплуатации активной среды.

Но нескольким ученым из Национального горного института в Сент-Этьене (Франция) под руководством Себастьена Санаура в голову пришла гениальная идея. Они утверждают, что если процесс производства органических лазеров станет еще более простым, а розничная цена уменьшится практически на порядок, о продолжительности работы устройства можно будет не беспокоиться. Пользователю просто предложат выбросить использованную капсулу с уже отработанной активной средой и заменить ее на новую.

В процессе поиска более доступного и выгодного способа производства лазеров исследователи обратили внимание на обычный струйный принтер. Принцип его работы незамысловат: струя жидкости под определенным давлением выпрыскивается на носитель. При этом такие печатающие устройства используют не только в офисах, но и для печати фармацевтических препаратов, микросхем и даже биологически активных клеток.

Ученые провели опыты с несколькими видами органических чернил и различных красителей, которые предлагает современный рынок, и остановились на краске, образующей безупречно ровную и гладкую поверхность. При прохождении сквозь такое покрытие света оно во много раз усиливает его, формируя лазерный луч.

После этого Санауру и его команде удалось напечатать на кварцевом слайде маленькие квадраты, которые они поместили в лазер в качестве его активной среды. Результатом такого эксперимента стало получение стабильных лазерных лучей красного и желтого оттенков.

В настоящее время ученые заняты подбором дополнительных красителей зеленого и синего цвета. Это позволит создать настраиваемый лазер, способный работать во всем спектре видимого света.

В недавнем пресс-релизе Санаур утверждает, что для него и его коллег приоритетом является доступная стоимость и простота производства таких лазерных чипов. Ученые предполагают, что данные напечатанные пластины будут обходиться потребителям всего лишь в несколько центов, а процесс их замены окажется необременительным даже для неопытных пользователей, напоминая замену лезвия в бритвенном станке.

Более подробно о результатах исследования можно узнать из статьи в Journal of Applied Physics.