Новые возможности широкоперестраиваемого лазерного прибора на базе нелинейных кристаллов LiGaS2 и LiGaTe2 для неинвазивной диагностики заболеваний. Этап 1 (промежуточный)

Цель: разработка перестраиваемого в спектральном диапазоне 3 - 14 мкм источника излучения на базе комплекса из кристаллов LiGaS₂ (LGS) и LiGaTe₂ (LGT). Задачи: совершенствование технологии выращивания кристалла LiGaTe₂ (LGT), изготовление экспериментальных кристаллов LGT и LGS, исследование порога лучевой стойкости кристалла LGT, разработка источника излучения, перестраиваемого в диапазоне 3 - 14 мкм на базе кристаллов LGS и LGT, запись спектров поглощения газов, а также синтезированных конъюгатов человеческого сывороточного альбумина и красителей ближнего ИК-диапазона. Разработка математической модели теплового узла, реализующего модифицированный ростовой метод Бриджмена - Стокбаргера, проводилась в программном пакете STR CGSim 16.1. Этот пакет является специализированным программным обеспечением, предназначенным для моделирования физических процессов, протекающих внутри теплового узла установок выращивания кристаллов методами Бриджмена, Чохральского, ГНК и др. Для получения кристаллов тройных халькогенидов LiGaS₂ и LiGaTe₂ использовались элементарные компоненты со следующей чистотой: Li (99,99%), Ga (99,999%), S (99,999%) и Te (99,999%). Образцы анализировали методами РФА и ДТА. Спектры пропускания кристаллов получены с помощью спектрометра Shimadzu UV 2401 PC. Опробован новый метод выращивания кристаллов LiGaTe₂. Данный метод включает 3 этапа. На первом этапе производят синтез шихты LiGaTe₂ из элементарных компонентов Li (99,99%), Ga и Te (99,999%). Подобран оптимальный состав исходной шихты. Второй этап представляет собой гомогенизацию расплава путем его вращения в запаянной вакуумированной ампуле при температуре, незначительно превышающей температуру плавления соединения (не более 100 К). Выход полезной фазы с применением данного этапа увеличен до 93,5% мас. Выращивание производили с помощью модифицированного метода Бриджмена - Стокбаргера, с использованием низкоградиентной четырехзонной печи. Впервые получены кристаллы LiGaTe₂ размером 14 ×12 × 11 мм. Получены монокристаллы LiGaS₂ оптического качества. Изготовлен оптический элемент LGS размером 5 × 5 × 11 мм с ориентировкой θ = 90º, φ = 45º. Собрана лазерная схема, позволяющая реализовать преобразование лазерного излучения с использованием оптического элемента LGS. Записан спектр поглощения ацетилена в области, лежащей за пределами области поглощения воды и углекислого газа. Произведен синтез конъюгатов человеческого сывороточного альбумина и флюоресцентного красителя с целью последующей записей их спектров поглощения в среднем и дальнем ИК-диапазоне лазерного излучения.