Проект направлен на разработку и создание твердотельных активных сред перестраиваемых лазеров на основе гибридных нанокомпозитов.
При создании твердотельных активных сред на основе гибридных нанокомпозитов будет использован комплексный подход, объединяющий усилия химиков (органиков и полимерщиков), физиков (спектроскопистов) и специалистов в области лазерной физике, что позволит целенаправленно синтезировать гибридные нанокомпозиты, допировать их лазерными люминофорами, исследовать структуру созданных материалов и их функциональные характеристики, оптимизировать молекулярные композиции, создать твердотельные активные среды перестраиваемых лазеров с высокой эффективностью преобразования и ресурсом работы. На их основе будут созданы макеты твердотельных перестраиваемых лазеров для различных применений (медицина, биология, диагностические комплексы и т.д.).
Объект исследования (разработки) – Твердотельные активные среды перестраиваемых лазеров
Цель работы – Разработка и создание твердотельных активных сред на основе гибридных нанокомпозитов

Научные результаты:
– В результате выполнения совместного проекта будут разработаны и созданы новые твердотельные активные среды перестраиваемых лазеров на основе гибридных нанокомпозитов и модифицированных полимеров
Изучены спектральные, энергетические, временные характеристики активных сред, исследована структура полученных материалов, оптимизированы их параметры. Это позволит создать на основе полученных твердотельных активных сред компактные перестраиваемые лазеры для применения в лазерной спектроскопии, фотохимии, биомедицине, системах экологического мониторинга.

На первом этапе
Разработаны методы синтеза и созданы твердотельные активные среды лазеров на основе органических соединений (органических полимеров и гибридных композитов, допированных лазерными люминофорами)
Установлено, что гибридные композиты, сочетающие органические полимеры и неорганические стекла, (синтезированные in-situ с тетро- и триэтоксисиланами или с полиэдральными силсесквиоксанами – POSS) имеют высокую оптическую однородность, термическую стабильность, лучевую стойкость.
Исследование структуры и свойств созданных твердотельных активных сред на основе гибридных композитов показало, что их ресурс работы и эффективность преобразования излучения накачки превосходят таковые для твердотельных активных сред на основе органических полимеров.
Однако, формирование наноструктуры в гибридных композитах, позволяющей создавать оптимальные условия для излучения лазерных люминофоров, требует тщательного выбора их компонент и отработки технологии синтеза, особенно его температурного режима.
Намечены дальнейшие пути создания более эффективных и фотостабильных твердотельных активных сред на основе гибридных полимеров и твердотельных лазеров на их основе.

На втором этапе
Отработана технология синтеза твердотельных активных сред перестраиваемых лазеров.
Синтезировано 8 партий твердотельных активных сред на основе пирометена 567 с различной концентрацией активного вещества, состава полимера (модифицированный полиметилметакрилат при различных концентрациях инициатора реакции полимеризации, гибридный полимер с силсесквиоксаном POSS и инициатором различной концентрации).
Отработана технология и изготовлены лазерные элементы из созданных материалов.
Исследованы функциональные возможности созданных материалов. Установлено, что эффективность преобразования второй гармоники Nd:YAG-лазера созданными элелментами достигает 70 %, высок ресурс работы исследованных элементов (падение интенсивности излучения составляет 20-30 % при 1E5 вкачанных импульсов). Отмечается хорошая воспроизводимость характеристик активных сред через год после их создания.
Представляется возможным защита активной среды на основе модифицированного полиметилметакрилата (ноу-хау или изобретение).
Разработан и создан двухполосный перестраиваемый лазер на основе созданных активных сред. Исследованы его характеристики.