Профессор Арлан Мантц из Коннектикутского колледжа – один из ведущих специалистов в области диодных лазеров, организатор 9-ой Международной конференции по диодной лазерной спектроскопии (TDLS-2013), состоявшейся в Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН). В интервью «ФИАН-информ» учёный прокомментировал свою работу и рассказал о перспективных участниках рынка лазерной спектроскопии – перестраиваемых лазерах.

    - На конференции докладчики рассказывали о новейших разработках в области перестраиваемых лазеров. Чем отличаются эти источники от других типов лазеров?

    - Особенность перестраиваемых лазеров – в том, что частоту излучения в них можно изменять в спектральном диапазоне, по ширине значительно превышающем ширину линии излучения лазера. С помощью таких приборов можно изучать поглощающие свойства молекул, и – из-за яркости лазеров – быстро получать высокоточную «картину» вещества. Из-за этого перестраиваемые лазеры активно используются в аналитических приборах как для фундаментальной спектроскопии (исследования спектров поглощения молекул), так и для её приложений, например, в медицине, экологическом мониторинге, космических исследованиях, технологических процессах и др. Вообще, этот тип лазеров сегодня считается одним из наиболее перспективных.

    - Получается, перестраиваемые лазеры применяются в очень разных сферах науки…

    - Да, применения самые разнообразные. Вот почему мы и стараемся регулярно собираться – чтобы видеть весь спектр возможностей. Основной замысел конференции в том, чтобы собрать как разработчиков, так и потребителей лазеров, для того чтобы первые понимали, что нужно вторым, а вторые узнали, что предлагают или могут предложить первые.

    - Как появилась эта конференция?

    - Мы с Александром Надеждинским организовали первую конференцию в 1995 году – изначально для поддержки молодых российских учёных, многие из которых не имели возможности регулярно ездить на подобные мероприятия на Запад. Таким образом, мы провели две встречи в Москве, одна из которых проходила в ФИАНе. С тех пор каждые два года мы устраиваем эту конференцию в Европе: в Италии, Швейцарии и Франции. На этот раз мы вернулись в Москву – отчасти из-за того, что в этом году здесь же проходит ICONO/LAT – Международная конференция по когерентной и нелинейной оптике (ICONO), объединённая с Международной конференцией по лазерам, их применениям и технологиям (LAT). Это один из крупнейших форумов в мире по фотонике, лазерной физике и их применениям. Кроме того, это отличная возможность пригласить побольше докладчиков из России, которые традиционно предлагают много интересных идей.

    - Расскажите, пожалуйста, о работе, которую Вы представили на конференции.

    - Моя работа посвящена изучению молекул в атмосфере, прежде всего, внешних планет, а именно в атмосфере Титана, спутника Сатурна. Мы выбрали именно его потому, что это единственный естественный спутник в Солнечной системе с атмосферой, близкой по химическому составу к земной. Температуры там ниже, чем в атмосфере Земли, – у поверхности составляет примерно 80 кельвинов (минус 193 °C), и точное моделирование атмосферных условий требует «подобрать» параметры линии молекулярного поглощения, которые будут пригодны при температурах от 296 до 80 К. Целью работы было прийти к моделированию «молекулярной картины» атмосферы у различных планет, в том числе и у Земли. Однако в центре внимания пока находится всё же Титан, атмосфера которого изобилует метаном, этаном и пропаном.

    - Каких результатов Вам удалось достичь на сегодняшний день?

    - Для моделирования атмосфер очень важны, в частности, коэффициенты давления, то, как меняется температура при изменении давления, – и мы эти коэффициенты как раз выводим. 

    Основной же успех в том, что мы разработали методы, позволяющие изучать молекулы с очень высокой точностью и с высокой стабильностью температуры. Я занимаюсь этой работой с 1995 года, то есть почти 20 лет идёт разработка и усовершенствование разных типов поглощающих ячеек (это тот элемент прибора, в который поступает анализируемый газ). Сегодня мы пришли к длине поглощения в 21 м при температурах до 50 К и температурной стабильностью 0,001 К, и это очень неплохой результат.

О. Овчинникова, АНИ «ФИАН-Информ»