Didžiausioje mokslinių tyrimų įstaigoje Lietuvoje – Fizinių ir technologijos mokslų centre (FTMC) – kuriami naujos kartos kvantiniai kaskadiniai lazeriai yra paklausūs daugelyje pramonės sričių visame pasaulyje ir stebina pačiomis įvairiausiomis pritaikymo galimybėmis. Jų paskirtis labai plati: nuo molekulinės spektroskopijos medicinoje analizuojant paciento iškvepiamą orą ir diagnozuojant galimas ligas – iki priešininko automatinio taikymo raketų apakinimo sistemų karinėje pramonėje. Dar daugiau – tokie lazeriai kartu su dirbtiniais žemės palydovais pakyla į kosmosą, tiria Žemės atmosferą ir jos užterštumą. Miniatiūriniai lazerinės spinduliuotės šaltiniai naudojami ir saugumo sistemose – narkotinėms ir sprogstamosioms medžiagoms aptikti.
„Ir tai tik keli kvantinių kaskadinių lazerių pritaikymo pavyzdžiai, – sako FTMC Optoelektronikos skyriaus vyriausiasis mokslo darbuotojas dr. Janas Devensonas. – Mūsų laboratorijoje sukurtas lazerines struktūras sėkmingai naudoja žymiausi Vokietijos ir kitų šalių automobilių gamintojai, analizuodami išmetamąsias dujas. Ypač efektyvus šio tipo lazerių panaudojimas gali būti aukštatemperatūrėje terpėje. Tokio panaudojimo pavyzdys yra vandens molekulių aptikimas giluminiuose naftos gręžiniuose, todėl mūsų lazerius naudoja didžiosios pasaulio naftos gavybos kompanijos, žvalgydamos telkinius. Miniatiūriniai lazerinės spinduliuotės šaltiniai gali būti naudingi ir saugumo sistemose – narkotinių ir sprogstamųjų medžiagų aptikimui. Dar viena sritis – komunikacija laisvoje erdvėje, vietoje radijo bangų naudojant spartesnes lazerines sistemas, atsparesnes trikdžiams“.
Lietuvos mokslininkas dr. J. Devensonas, su kvantinių kaskadinių lazerių technologijomis beveik dešimtmetį taip pat dirbęs Prancūzijos ir Jungtinės Karalystės mokslo centruose, paaiškina sistemų su tokiais lazeriais veikimo principą: lazeriu apšviečiamos molekulės sugeria tam tikro bangos ilgio šviesą, prasiskverbiančios šviesos intensyvumas ženkliai sumažėja ir kvantiniais jutikliai tai užfiksuoja, todėl toks molekulių detekcijos būdas yra labai efektyvus ir spartus.
FTMC Optoelektronikos technologijų laboratorijoje yra pagaminamos, arba, kaip sako mokslininkai, „užauginamos“ lazerinės struktūros. Ant indžio fosfido pagrindo – padėklo – iš kitų keliolikos cheminių komponentų, įskaitant ir aukso nanodaleles, auginama sudėtinga kristalinė struktūra, kai kuriais atvejais susidedanti iš kelių tūkstančių atominių sluoksnių. Galutinis produktas – dviejų colių (kiek daugiau nei 5 cm) veidrodinis diskas, kurį supjausčius galima pagaminti nuo 500 iki 2 tūkst. lazerių, priklausomai nuo to, kokio galingumo prietaiso reikia.
„Naudodami savo sukurtas technologijas auginame lazerines struktūras. Po to užaugintas kristalas supjaustomas. Verso įmonės toliau gamina konkretų reikiamą prietaisą vienai ar kitai pramonės šakai, pritaikydami reikiamus komponentus: korpusą, radiatorių, maitinimo šaltinį. Mūsų vykdomas technologinis procesas reikalauja labai didelio preciziškumo, kad nebūtų iškreiptas reikiamas lazerio veikimo bangos ilgis. Dabartinė moderni FTMC laboratorinė įranga leidžia pasiekti reikiamo tikslumo. Tai jau elektroninių lygmenų inžinerija“, – pasakoja dr. J. Devensonas.
Pasak mokslininko, FTMC per dvejus metus jau sukūrė ir išvystė unikalias didelio kvantinio našumo trumpabangių kvantinių kaskadinių lazerių gamybos technologijas, o netolimoje ateityje turėtų imtis ne tik lazerinių struktūrų, bet ir galutinių prietaisų – įvairių sensorių ir detektorių – kūrimo. „FTMC technologinė bazė ir mokslininkų specialistų kvalifikacija leidžia kurti technologijas ir prietaisus, kurie yra konkurencingi pasaulio mastu“, – įsitikinęs dr. J. Devensonas.
