Учёные разработали лазеры, которые можно напечатать на принтере

Лазерные устройства уже давно стали неотъемлемой частью нашей жизни. Например, они используются для чтения Blu-Ray дисков или для распространения высокоскоростного Интернета по всему миру. В области науки и технологии лазеры также применяются очень широко.

С их помощью осуществляются анализы и медицинское лечение, а также дистанционное космическое зондирование.

Любой лазер состоит из трёх частей: источника энергии (источника накачки), рабочего вещества (рабочего тела) - активной среды, генерирующей излучение с определённой длиной волны, и оптического резонатора - системы, позволяющей усиливать излучение.

Учёные из Кембриджа (University of Cambridge) предложили новую технологию создания лазеров на основе жидких кристаллов, похожих на те, что используются при производстве жидкокристаллических дисплеев. Это уникальный класс фотонных материалов, которые в особых условиях способны производить лазерное излучение.

Поясним. Фотонные кристаллы представляют собой оптический фильтр, который пропускает внутрь себя свет только определённой длины волны. Выстроенные в строгом порядке молекулы работают как оптический резонатор, многократно отражая и усиливая входное излучение.

До настоящего момента, для того чтобы получить высококачественный ЖК-лазер, между двух стеклянных пластин помещали слой жидкокристаллического вещества, толщиной в одну сотую миллиметра. Стёкла предварительно покрывали полимерным материалом, который заставлял молекулы "начинки" выравниваться.

Этот процесс включает сложные производственные этапы, очень дорог и требует множества дополнительных внешних условий.

В новом исследовании учёные нашли способ выравнивать молекулы ЖК и производить многоцветную лазерную матрицу с большим разрешением за один шаг - распечатав её.

Используя обычную систему для струйной печати, исследователи нанесли сотни мелких точек ЖК-материала на подложку, покрытую слоем раствора полимера. По мере высыхания полимерного слоя химическое взаимодействие и механическое напряжение заставляет молекулы ЖК выстраиваться. На выходе получается множество отдельных лазеров на полимерной подложке.

Исследователи заявляют в пресс-релизе на сайте университета, что с помощью этого простого процесса можно создавать лазеры на любой поверхности, делая их жёсткими или гибкими. Потенциально для этой цели подойдёт уже существующее издательское оборудование.

С подробным описанием изобретения можно ознакомиться в журнале Soft Matter.

Первоначально данная технология разрабатывалась с целью создания компактных настраиваемых лазерных источников и лазерных дисплеев с высоким разрешением. Большие перспективы у изобретения и в области анализа (в биологии и медицине). Исследователи считают, что возможности его применения могут быть ограничены только воображением.

Разработчики уже подтвердили свои авторские права на изобретение и успешно продали патент для запуска производственного процесса.