Лазерные Технологии: Академический Обзор Современных Достижений, Перспектив и Российских Инноваций (2025)

Массовое производство волоконных лазеров мощностью 100 кВт в Китае и увеличение поставок 10 кВт продукции на 30,56% в 2023 году стали ярким свидетельством беспрецедентного роста и зрелости лазерных технологий, которые к 2025 году окончательно трансформировались из узкоспециализированной научной области в неотъемлемую часть мировой экономики и повседневной жизни. Этот факт не просто указывает на коммерческий успех, но и подчеркивает глубокое фундаментальное и прикладное развитие, которое делает лазеры центральным объектом академических исследований. Понимая эту динамику, можно утверждать, что лазеры уже не просто инструмент, но и ключевой двигатель прогресса, определяющий возможности будущего, поэтому их изучение сегодня – это инвестиция в технологический суверенитет и конкурентоспособность.

Введение: От Фундаментальных Принципов к Глобальным Инновациям

Мир, в котором мы живем, все глубже погружается в эру высокотехнологичных решений, и лазерные технологии стоят в авангарде этой трансформации. От прецизионной хирургии до глобальных коммуникаций и перспектив термоядерного синтеза — лазеры формируют облик XXI века. Однако, несмотря на их повсеместное применение, детальное и всестороннее понимание их фундаментальных принципов, инновационных типов и прорывных применений часто остается за пределами общих обзоров.

Настоящая работа призвана деконструировать и обновить существующие знания о лазерных технологиях, преобразовав их в структурированный и глубокий академический обзор. Цель исследования — предоставить комплексный анализ текущего состояния лазерной физики и инженерии, осветить ключевые инновации, появившиеся с 2015 года, и подробно рассмотреть их прорывные применения в промышленности, медицине, информационных технологиях и оборонном секторе. Особое внимание будет уделено вкладу российских ученых и компаний в это стремительное развитие, а также анализу экономических вызовов и нормативно-правовых аспектов лазерной безопасности. Данный анализ ориентирован на академические требования к глубине проработки и структуре научной работы, предоставляя студентам, магистрантам и аспирантам технического и естественнонаучного профиля исчерпывающий источник информации, который выходит за рамки поверхностных изложений, встречающихся у конкурентов, и позволяет глубоко погрузиться в суть вопроса, отвечая на потребности тех, кто стремится к подлинной экспертности.

Фундаментальные Физические Принципы Лазерного Излучения

Лазерные технологии, несмотря на свою внешнюю сложность, базируются на глубоких и элегантных физических принципах, которые были предсказаны в начале XX века, но по-настоящему реализованы лишь спустя десятилетия. Понимание этих основ критически важно для оценки текущих инноваций и прогнозирования будущих прорывов.

Сущность и Компоненты Лазера

В основе всего лежит само название: LASER — это аббревиатура от английского «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation», что в дословном переводе означает «усиление света посредством вынужденного излучения». Это не просто определение, а ядро концепции: свет в лазере не генерируется спонтанно, а «вынуждается» атомами или молекулами испускать фотоны под воздействием уже существующих фотонов. Этот процесс, предсказанный Альбертом Эйнштейном, является краеугольным камнем лазерной физики.

Независимо от их размеров, мощности или сферы применения, все лазеры имеют общую архитектуру, состоящую из трех ключевых элементов:

1. Активная (рабочая) среда: Это сердце лазера, вещество, в котором происходит усиление света. Его атомы, ионы или молекулы способны поглощать энергию и переходить в возбужденные состояния, а затем, под воздействием внешнего фотона, испускать идентичные фотоны. Разнообразие активных сред поражает:
   • Твердотельные лазеры: используют кристаллы, такие как рубин, алюмоиттриевый гранат (ИАГ, ИВО), легированные ионами неодима (Nd:ИАГ, Nd:ИВО) или ванадатом гадолиния (Nd:ГдВО₄). Они известны своей высокой мощностью и стабильностью.
   • Жидкостные лазеры: обычно представляют собой растворы красителей, позволяющие легко перестраивать длину волны излучения.
   • Газовые лазеры: используют смеси газов, например, гелий-неоновые или углекислый газ (CO₂-лазеры), обеспечивающие высокую когерентность и мощность.
   • Полупроводниковые лазеры: на основе арсенида галлия, нитрида галлия и других соединений, отличаются компактностью и высокой эффективностью, что делает их идеальными для электроники и связи.
   • Холодная плазма: перспективное направление для генерации излучения в экзотических диапазонах, например, рентгеновском.
2. Система накачки: Это источник энергии, который переводит активную среду в возбужденное состояние. Энергия может поступать в виде электрического разряда, света от мощных ламп или других лазеров, а также электронных пучков. Главная задача системы накачки — создать так называемую инверсию населенностей.
3. Оптический резонатор: Это система зеркал, которая окружает активную среду. Обычно состоит из двух параллельных зеркал, одно из которых полностью отражающее, а другое — полупрозрачное. Резонатор выполняет две важнейшие функции:
   • Обратная связь: Он направляет фотоны обратно в активную среду, заставляя их многократно проходить через нее и стимулировать все новые и новые акты вынужденного излучения.
   • Генерация излучения: Полупрозрачное зеркало выпускает часть усиленного света наружу, формируя лазерный луч. Без резонатора свет просто излучался бы в разные стороны, как от обычной лампы, а не концентрировался бы в узконаправленный когерентный пучок.

Инверсия Населенностей и Оптический Резонатор

Ключевым условием для возникновения лазерной генерации является инверсия населенностей. В обычных условиях большинство атомов находятся в низкоэнергетическом (основном) состоянии. Переход в возбужденное состояние требует поглощения энергии. Инверсия населенностей — это аномальное, неравновесное состояние, при котором число атомов на верхнем энергетическом уровне (E₁) превышает число атомов на нижнем уровне (E₀). Это противоречит принципам термодинамического равновесия и требует постоянной подкачки энергии.

При создании инверсии населенностей появляется возможность усиления света. Фотон, проходящий через активную среду, может столкнуться с возбужденным атомом и вызвать его переход на нижний энергетический уровень, при этом испустив второй фотон, идентичный первому по направлению, фазе и поляризации. Этот процесс называется стимулированной (вынужденной) эмиссией. Если населенность E₁ больше, чем E₀, вероятность вынужденного излучения превышает вероятность поглощения, и свет усиливается.

Оптический резонатор играет роль ускорителя и фильтра для этого усиленного света. Когда фотоны начинают множиться в активной среде, они многократно отражаются между двумя зеркалами резонатора. С каждым проходом через активную среду количество фотонов увеличивается благодаря стимулированной эмиссии. Часть света, проходящая через полупрозрачное зеркало, и формирует лазерный луч. Резонатор не только усиливает свет, но и отбирает те фотоны, которые движутся параллельно оси резонатора, обеспечивая высокую направленность и когерентность лазерного излучения. Интенсивность излучения внутри резонатора достигает значений, достаточных для эффективного осуществления процессов вынужденного излучения, которые поддерживают непрерывную генерацию лазерного света.

Характеристики Лазерного Излучения

Лазерное излучение выделяется среди всех других источников света своими уникальными характеристиками, которые и обусловливают его повсеместное применение:

1. Высокая степень когерентности: Это, пожалуй, наиболее отличительная черта лазерного света. Когерентность делится на два типа:
   • Пространственная когерентность: Означает фиксированное фазовое соотношение между значениями электрического поля в разных точках пространства поперечного сечения луча. Благодаря этому лазерный луч может быть сфокусирован в чрезвычайно малую точку, что необходимо для микрообработки, хирургии или записи информации высокой плотности.
   • Временная когерентность: Характеризует фиксированное фазовое соотношение электрического поля в одной точке пространства в разные моменты времени. Это позволяет лазерному излучению сохранять фазовую информацию на больших расстояниях или в течение длительного времени, что незаменимо для интерферометрии, голографии, точных измерений длин волн, скоростей и передачи информации.
2. Малая угловая расходимость: Лазерный луч распространяется практически параллельно, что позволяет ему сохранять высокую интенсивность на больших расстояниях. Это критически важно для космической связи, дальнометрии и военных приложений.
3. Высокая спектральная яркость: Это мера мощности излучения на единицу площади, единицу телесного угла и единицу спектрального диапазона. Лазеры превосходят любые другие источники света по этому параметру, что делает их идеальными для задач, требующих высокой концентрации энергии.
4. Монохроматичность: Лазерное излучение характеризуется чрезвычайно узким диапазоном частот или длин волн. Степень монохроматичности (μ) у некоторых лазеров может достигать поразительных значений в 10^-15—10^-16, что означает фактически излучение одной-единственной длины волны. Это свойство используется в точной спектроскопии, метрологии и оптических стандартах частоты.

Основы Нелинейной Оптики

Появление лазеров не только открыло новые горизонты для уже известных применений света, но и породило совершенно новую область физики — нелинейную оптику. Этот раздел оптики изучает явления, возникающие при взаимодействии мощных световых пучков с веществом, когда его реакция на световое поле становится нелинейной.

В традиционной (линейной) оптике считается, что среда реагирует на свет пропорционально его интенсивности. Принцип суперпозиции справедлив, и два световых пучка проходят друг через друга, не влияя друг на друга. Однако, когда интенсивность лазерного излучения становится экстремально высокой — соизмеримой с напряженностью микроскопического поля в атомах вещества — эти простые правила нарушаются.

Интенсивность лазерного излучения в мощных системах может достигать I = 10⁷—10⁹ Вт/см² и даже выше, до I = 10¹⁶ Вт/см². При таких значениях вектор поляризованности вещества (P) перестает быть прямо пропорционален вектору напряженности электрического поля световой волны (E). Возникают нелинейные эффекты, такие как:

• Генерация гармоник: Излучение на удвоенных, утроенных и других кратных частотах исходного лазерного света. Например, из инфракрасного лазерного света можно получить зеленый видимый свет.
• Параметрическое усиление и генерация света: Создание новых частот света из одной или двух исходных волн.
• Самофокусировка и самодефокусировка света: Изменение показателя преломления среды под действием мощного лазерного пучка, что приводит к изменению его формы и фокусировки.
• Многофотонное поглощение: Поглощение нескольких фотонов одновременно, что позволяет возбуждать атомы или молекулы на уровни, недостижимые при однофотонном поглощении обычным светом.

В нелинейной оптике принцип суперпозиции не выполняется, и определяющую роль начинают играть явления на микроскопическом, атомном уровне. Это открывает широчайшие возможности для создания новых источников света с изменяемыми характеристиками, для сверхточной спектроскопии, обработки материалов и даже для фундаментальных исследований взаимодействия света с веществом в экстремальных условиях.

Инновационные Типы Лазеров и Их Современные Характеристики (с 2015 года)

С 2015 года лазерные технологии пережили бурный рост, приведший к появлению и значительному развитию множества инновационных типов лазеров. Эти достижения не только расширили спектр применения, но и значительно улучшили их характеристики, сделав их более эффективными, компактными и универсальными, что является критически важным для удовлетворения растущих потребностей высокотехнологичной индустрии.

Ультракороткоимпульсные Лазеры (Фемтосекундные и Пикосекундные)

В авангарде высокоточной обработки материалов стоят ультракороткоимпульсные лазеры, генерирующие импульсы длительностью в фемтосекунды (10^-15 с) или пикосекунды (10^-12 с). Их уникальное преимущество заключается в способности передавать энергию в материал так быстро, что тепловое воздействие на окружающую область сводится к минимуму. Это явление, известное как «холодная абляция», позволяет избежать микротрещин, деформаций и изменения свойств материала, которые часто возникают при использовании более длинных импульсов или традиционных методов обработки.

Благодаря этому фемтосекундные лазеры стали незаменимыми инструментами для:

• Микроэлектроники: создания высокоточных структур в полупроводниковых чипах, резки тонких пленок и модификации поверхностей.
• Медицины: выполнения прецизионных операций в офтальмологии (например, лазерная коррекция зрения SMILE), нейрохирургии и стоматологии, где требуется минимальное повреждение окружающих тканей.
• Высокоточного производства: обработки сверхтвердых материалов, создания микроотверстий и микроканалов в ювелирной промышленности, производстве медицинских имплантатов и аэрокосмических компонентов.

Волоконные Лазеры

Волоконные лазеры являются одним из наиболее динамично развивающихся сегментов лазерного рынка, предлагая высокую эффективность, компактность и надежность. Их активная среда — оптическое волокно, легированное редкоземельными элементами (например, иттербием, эрбием) — обеспечивает отличное качество луча и эффективное рассеивание тепла.

С 2015 года волоконные лазеры получили широчайшее распространение, особенно в промышленности:

• Металлообработка: Они стали стандартом для резки, сварки и маркировки металлических деталей благодаря своей высокой мощности (достигающей десятков киловатт) и способности к быстрой и точной обработке. Например, в 2023 году в Китае налажено массовое производство волоконных лазеров мощностью 100 кВт, что свидетельствует о беспрецедентном масштабе их внедрения. При этом поставки продукции мощностью 10 кВт увеличились на 30,56% за тот же год, подчеркивая растущий спрос на такие системы.
• Производство электроники: Высокая точность и малая зона термического влияния волоконных лазеров делают их идеальными для деликатных операций по резке, сверлению и маркировке компонентов в электронной промышленности.
• Аддитивное производство: В 3D-печати металлами (технологии СЛМ/ДМЛС) волоконные лазеры обеспечивают точное и быстрое плавление металлических порошков, создавая сложные геометрические формы с высокой плотностью и прочностью.

Квантово-Каскадные Лазеры (ККЛ)

Квантово-каскадные лазеры (ККЛ) представляют собой революционный класс полупроводниковых лазеров, которые генерируют излучение не за счет переходов электронов между зонными уровнями, а за счет переходов между подзонами квантовых ям в многослойных гетероструктурах. Это позволяет им излучать в широком диапазоне инфракрасного света, недоступном для большинства других полупроводниковых лазеров.

Основные преимущества ККЛ:

• Меньшие размеры и простая структура: По сравнению с традиционными лазерами, ККЛ значительно компактнее и легче интегрируются в различные системы.
• Высокая эффективность и работа при комнатной температуре: Многие модели ККЛ могут работать без дополнительного низкотемпературного охлаждения, что упрощает их эксплуатацию и снижает затраты.
• Широкий диапазон перестройки частоты: ККЛ могут быть настроены на излучение любой частоты в широком диапазоне инфракрасного света, что делает их незаменимыми для спектрографических технологий. Это включает:
  • Обнаружение примесей в воздухе: Высокая чувствительность позволяет обнаруживать следовые концентрации газов (например, метана, CO₂, вредных веществ) для мониторинга окружающей среды, обеспечения безопасности и промышленных процессов.
  • Анализ состава материалов: Применяются для неразрушающего контроля, определения химического состава жидкостей и твердых тел.

Значительные достижения в области ККЛ были зафиксированы в последние годы:

• Миниатюризация: В 2016 году исследователи из Университета Центральной Флориды создали самый миниатюрный ККЛ размером 3.15 мм на 9 мкм. Этот лазер продемонстрировал впечатляющую эффективность в 4.9 Вт/А при излучении света с длиной волны 5.5—5.65 мкм, что составило 55% от его теоретического максимума. Такая миниатюризация открывает путь к портативным и даже встроенным системам обнаружения.
• Российские прорывы в терагерцовом диапазоне: В 2024 году в России был создан первый к��антово-каскадный лазер с непрерывным излучением в терагерцовом диапазоне (3.1—3.9 ТГц). Этот диапазон частот является «терра инкогнита» для многих технологий, но имеет колоссальный потенциал для:
  • Беспроводной связи: Передача данных на сверхвысоких скоростях, превосходящих существующие стандарты.
  • Медицинской диагностики: Новые методы визуализации и неинвазивного анализа тканей, обнаружение маркеров различных заболеваний на ранних стадиях. Холдинг «Швабе» ГК Ростех и Российская академия наук активно работают над созданием ККЛ для повышения качества медицинской диагностики.
  • Изучения атмосферы: Дистанционный мониторинг состава атмосферы, обнаружение загрязняющих веществ.
  • Технологический прорыв: Российским ученым удалось снизить плотность тока в новых ККЛ на порядок, что стало критическим шагом в преодолении проблемы перегрева, которая была одной из главных для предыдущих моделей ККЛ. Это было достигнуто за счет сложной технологии эпитаксиального выращивания 160 периодов (усиливающих модулей), каждый из которых содержит 4 квантовые ямы. Толщина слоев в этих структурах составляет от 3 до 7 нм, а точность их выращивания достигает 1—2%, что является свидетельством высочайшего уровня материаловедения и нанотехнологий.

Перспективы Адаптивных Лазерных Систем

Будущее лазерных систем движется в сторону адаптивности и многофункциональности. Одним из ключевых направлений является разработка лазеров, способных изменять длину волны излучения в зависимости от типа обрабатываемого материала или выполняемой задачи. Это позволит одному устройству выполнять множество задач, сокращая затраты и увеличивая универсальность.

Например, такой «умный» лазер мог бы использоваться для резки различных металлов, где оптимальная длина волны зависит от поглощающей способности материала, а затем переключаться на микрообработку полимеров или тонких пленок, требующих совершенно иного спектрального диапазона. Это значительно упростит производственные процессы, сделает оборудование более гибким и повысит его экономическую эффективность.

Прогресс в Материаловедении и Оптической Инженерии: Основа для Лазерных Инноваций

За последние годы достижения в материаловедении и оптической инженерии стали катализатором для беспрецедентных инноваций в лазерных системах. От новых активных сред до миниатюризации компонентов — каждый прорыв в этих областях напрямую способствует повышению эффективности, надежности и расширению функциональных возможностей лазеров, что в конечном итоге определяет границы возможного в высокотехнологичных отраслях.

Повышение Эффективности и Качества Излучения

Эффективность лазера — один из ключевых параметров, определяющих его экономическую целесообразность и экологичность. В этом направлении значительный прогресс был достигнут за счет:

• Новых активных сред: Использование кристаллов Nd:ГдВО₄ (ванадат гадолиния, легированный неодимом) стало одним из примеров. Эти кристаллы обладают рядом выдающихся характеристик, превосходящих традиционные Nd:ИАГ:
  • Высокая теплопроводность: Обеспечивает эффективное рассеивание тепла, что критически важно для высокомощных лазеров и позволяет избежать перегрева и деградации рабочих характеристик.
  • Высокий коэффициент усиления: Позволяет получать более мощное излучение при меньших затратах энергии накачки.
  • Превосходное качество луча: Обеспечивает высокую степень направленности и фокусировки, что важно для прецизионных применений.
• Многослойные покрытия: Применение тонких многослойных покрытий из диоксида кремния (SiO₂) и диоксида циркония (ZrO₂) на оптических элементах (зеркалах, линзах) значительно улучшает оптическую накачку. Эти покрытия оптимизируют отражение и пропускание света на определенных длинах волн, минимизируя потери энергии и направляя ее максимально эффективно в активную среду лазера. Это позволяет достичь более высокой выходной мощности и КПД.

Миниатюризация Лазерных Систем

Тенденция к миниатюризации пронизывает всю современную электронику и оптику, и лазерные технологии не исключение. Меньшие размеры открывают двери для совершенно новых приложений:

• Полупроводниковые нанолазеры: В 2012 году был разработан самый маленький в мире полупроводниковый лазер, созданный на основе нанометровой проволоки из нитрида галлия (GaN) и нитрида индия-галлия (InGaN). Этот миниатюрный лазер излучает зеленый свет, что имеет стратегическое значение, поскольку ранее создание эффективных зеленых полупроводниковых лазеров было сложной задачей. Применение таких лазеров критически важно для:
  • Высокоскоростной передачи данных: Возможность создания компактных и быстрых оптических коммуникационных систем.
  • Биосенсоров: Интеграция в ультрачувствительные медицинские и биологические датчики для диагностики на клеточном уровне.
• Российский микродисковый лазер на квантовых точках: В 2024 году российские ученые совершили значительный прорыв, разработав микродисковый лазер на арсенидных квантовых точках. Его уникальность заключается в интеграции с оптическим волноводом и фотодетектором на одной платформе. Это позволило уменьшить его размер с ~1 мм до невероятных 40–30 мкм. Такие ультракомпактные лазеры открывают широкие перспективы:
  • Портативные устройства: Интеграция лазерных систем в смартфоны, носимую электронику и миниатюрные медицинские гаджеты.
  • Сверхбыстрые чипы для компьютеров нового поколения: Возможность создания оптических межсоединений внутри процессоров, что значительно повысит скорость вычислений.
  • Ультрачувствительные биосенсоры: Разработка новых систем для ранней диагностики сложных заболеваний, мониторинга жизненно важных показателей и персонализированной медицины.

Новые Активные Среды и Компоненты

Разнообразие активных сред остается одним из ключевых направлений развития:

• Кристаллические лазеры: Традиционно в мощных кристаллических лазерах активно используются кристаллы Nd:ИАГ (алюмо-иттриевый гранат, легированный ионами неодима) или Nd:ИВО (иттриевый ванадат, легированный ионами неодима). Они обеспечивают стабильную и высокую выходную мощность.
• Возрождение советских технологий: Ученые Томского университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) восстановили и усовершенствовали советскую технологию выращивания особых кристаллов для лазеров. В частности, речь идет о нелинейно-оптических кристаллах бета-бората бария (β-BBO). Эти кристаллы критически важны для:
  • Получения зеленого лазерного света: β-BBO используется для эффективного преобразования инфракрасного излучения в зеленый свет, который находит широкое применение в медицине (облучение раковых клеток, коррекция зрения), метрологии и развлекательной индустрии.
  • Конкурентные преимущества: Кристаллы, выращенные по этой российской технологии, демонстрируют превосходство над зарубежными аналогами по оптической мощности (например, световой апертурой до 16 мм против 9 мм у импортных) и значительно дешевле в производстве, что обеспечивает технологический суверенитет и экономическую выгоду.
• Лазеры на основе плазмы: Это направление обещает революционные изменения. Плазменные лазеры используют рекомбинационные механизмы в плазме (которая может быть создана электронными пучками, электрическими разрядами или мощными лазерными импульсами) для создания инверсии населенностей в атомах или ионах. Это позволяет генерировать излучение в чрезвычайно широком диапазоне, вплоть до рентгеновского, открывая перспективы для:
  • Рентгеновской литографии: Создание микросхем с еще меньшими размерами элементов.
  • Медицинской визуализации: Новые, более детализированные методы диагностики.
  • Фундаментальных исследований: Изучение свойств вещества в экстремальных условиях.

Увеличение Мощности и Эффективности Лазеров

Постоянное стремление к увеличению мощности и эффективности является движущей силой развития лазерных технологий, особенно в промышленном и энергетическом секторах.

• Промышленная обработка металлов: Мощность волоконных лазеров, используемых для резки, сварки и наплавки металлов, демонстрирует экспоненциальный рост. Если в предыдущие годы ёмкость измерялась единицами киловатт, то к 2025 году:
  • Средняя мощность выросла до 12–20 кВт.
  • Флагманские модели достигают 30–40 кВт.
  • Тестируются и внедряются системы мощностью 50–60 кВт.
  • Российская компания «ВПГ Лазеруан» в 2025 году представила волоконный лазер мощностью 60 кВт, подтверждая конкурентоспособность отечественных разработок.
• Управляемый термоядерный синтез (УТС): Это одна из самых амбициозных областей применения сверхмощных лазеров, направленная на получение практически неограниченного источника чистой энергии. Здесь требования к лазерам экстраординарны:
  • Российская установка УФЛ-2М: Планируется к вводу в эксплуатацию к 2030 году. Она будет обладать общей энергией 4.6 МДж, а на мишени будет сосредоточено 2.8 МДж. Это позволит проводить эксперименты по инерциальному удержанию плазмы.
  • Американская NIF (National Ignition Facility): Уже действует, используя 192 лазера для достижения 1.9 МДж УФ-энергии на мишени, с целью достижения термоядерного зажигания.
  • Требования к лазерам для термоядерных реакторов будущего: Для коммерческих термоядерных реакторов необходимы лазеры с энергией 1–3 МДж, длительностью импульса (2–3) × 10^-8 с, высокой эффективностью 7–15% и частотой повторения 1–10 Гц. Достижение этих параметров является одной из самых сложных инженерных и физических задач.

Таким образом, прогресс в материаловедении и оптической инженерии не просто улучшает существующие лазеры, но и открывает принципиально новые возможности для их применения, от микроскопических устройств до гигантских энергетических установок, подтверждая роль этих наук как локомотива лазерных инноваций.

Прорывные Применения Лазерных Технологий: Индустрия, Медицина и Информационные Системы

К 2025 году лазерные технологии стали не просто инструментом, а фундаментальной частью современного мира, обеспечивая прорывные решения в самых разных отраслях: от высокоточного промышленного производства до инновационной медицины и сверхскоростных информационных систем.

Промышленное Производство

В современной промышленности лазеры окончательно утвердились как базовый и незаменимый инструмент, обеспечивающий беспрецедентную точность, скорость и эффективность:

• Универсальность применения: Лазеры используются для раскроя, сварки, очистки поверхностей, микрообработки и аддитивного производства (3D-печать металлами и полимерами). Это позволяет создавать сложные детали с высокой точностью и сокращать отходы материала.
• Ключевые преимущества:
  • Бесконтактное воздействие: Устраняет механические деформации и износ инструмента.
  • Высокая точность: Достигает порядка микронов (мкм), а промышленные станки обеспечивают точность позиционирования в диапазоне 0.03-0.1 мм. Это позволяет выполнять сложные конструкции, создавать отверстия без конусности и экономить до 40% материала за счет оптимизации раскроя.
  • Локальность воздействия: Энергия концентрируется в очень малой области, минимизируя термическое воздействие на окружающий материал.
  • Энергоэффективность: Современные лазеры демонстрируют высокий КПД, снижая операционные расходы.
  • Высокая производительность: Например, лазерная сварка может быть до 10 раз быстрее традиционной ТИГ-сварки, особенно в крупносерийном производстве и в режиме глубокого проплавления, что значительно повышает эффективность и снижает трудозатраты.
• Индустрия 4.0: Лазерные технологии органично интегрируются в автоматизированные и роботизированные линии, формируя основу «умных» фабрик. Это наблюдается в машиностроении, металлургии, энергетике, транспорте и приборостроении, где роботизированные лазерные комплексы обеспечивают гибкость и автономность производства.
• Многофункциональные лазерные аппараты: Новое поколение сварочных аппаратов предлагает гибридные решения (например, 5-в-1 или 4-в-1), способные выполнять не только сварку, но и зачистку шва, лазерную чистку и лазерную резку, а также специализированную сварку аккумуляторов. Такие универсальные системы работают с широким спектром металлов (нержавеющая и углеродистая сталь, алюминий, медь, оцинкованные листы) и могут полностью заменить или значительно дополнить традиционные методы сварки.
• Объемная лазерная резка: Расширяется применение объемной лазерной резки, которая обрабатывает не только плоские листы, но и детали сложной формы. Эта технология особенно востребована в таких отраслях, как автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность, где требуется высокая точность и сложность геометрии.
• Государственные инвестиции в России: Российский государственный сектор активно инвестирует в развитие лазерных технологий. Оборонные предприятия и научные организации разрабатывают и внедряют роботизированные лазерные комплексы для сварки, наплавки и других критически важных технологических процессов.
  • Пример импортозамещения: В декабре 2023 года ТД «Гефест» запустил в Санкт-Петербурге производство импортозамещающих роботизированных лазерных комплексов Sekirus, вложив свыше 100 млн рублей. Эти комплексы способны выполнять сварочные работы в 5 раз быстрее ручной сварки, демонстрируя высокий уровень автоматизации.
  • Поддержка станкостроения: Правительство Москвы активно поддерживает станкостроение и робототехнику, предлагая льготные кредиты (до 5 млрд рублей компенсации процентной ставки на 5 лет), что стимулирует не только внутреннее развитие, но и экспорт лазерных станков и промышленных роботов в такие страны, как ОАЭ, Узбекистан, Турция, Таджикистан и Китай.

Медицина и Биомедицинские Технологии

В медицине лазеры произвели революцию, предложив новые методы диагностики, лечения и хирургических вмешательств, отличающиеся минимальной инвазивностью и высокой точностью:

• Универсальность применения: Лазеры широко используются в хирургии (от лазерного скальпеля до микрохирургии), дерматологии (удаление новообразований, омоложение), стоматологии, а также в продвинутых методах диагностики и лечения на молекулярном уровне.
• Офтальмология: Одна из наиболее развитых областей применения:
  • Лазеркоагуляция: Применяется при диабетической ретинопатии и различных сосудистых патологиях сетчатки для предотвращения кровоизлияний и отслойки.
  • Фотодеструкция: Используется для лечения вторичной катаракты, «полируя» заднюю капсулу хрусталика.
  • Лазерная коррекция зрения (LASIK, SMILE): Процедуры, позволяющие восстановить зрение с точностью до 2-3 микрон, а также лечение кератоконуса, укрепляя роговицу.
  • Терапевтический лазер: Московский областной онкологический диспансер в Балашихе внедрил терапевтический лазер, уменьшающий и предотвращающий лучевые реакции, а также снижающий болевые ощущения у пациентов.
• Стоматология: Лазеры обеспечивают более комфортное и эффективное лечение:
  • Отбеливание эмали: Позволяет осветлить зубы на 8-10 тонов.
  • Лечение пародонтита и гингивита: Устранение воспалений и дезинфекция десневых карманов.
  • Заживление ран и язв: Стимуляция регенерации тканей.
  • Препарирование полостей: Удаление кариеса с минимальным дискомфортом и без вибрации.
  • Дезинфекция корневых каналов: Эффективное уничтожение бактерий в глубоких структурах зуба.
  • Коррекция дефектов и шлифовка зубов: Использование диодных и эрбиевых лазеров.
• Прорывные направления:
  • Лазерная микрохирургия: Развитие технологий для операций на клеточном и субклеточном уровнях.
  • Лазерная терапия рака: Включает:
    • Лазерная вапоризация/абляция опухолей: Уничтожение опухолевых клеток за счет термического воздействия лазерного излучения, применимое как для поверхностных, так и для внутритканевых новообразований.
    • Фотодинамическая терапия: Активация фотосенсибилизаторов лазерным светом, приводящая к образованию цитотоксических веществ, разрушающих опухоль.
    • Новейшие исследования (январь 2025): Показано, что раковые клетки молочной железы рассеивают лазерный свет меньше, чем здоровые, что позволяет лазеру проникать в опухоль в два раза глубже. Это открывает перспективы для более эффективной и точной фотодинамической и фототермической терапии.
  • Лазерная визуализация in vivo (в живом организме):
    • Флуоресцентная и биолюминесцентная визуализация: Отслеживание экспрессии генов, движения клеток, обнаружение повреждений и мониторинг роста опухолей.
    • Многофотонная микроскопия: Позволяет получать трехмерные изображения глубоко расположенных тканей с высоким разрешением.
    • Лазерная спекл-визуализация: Изучение кровотока и микроциркуляции.
  • Универсальный роботизированный лазерный комплекс ИТМО: Разработка для обработки медицинских имплантатов, придающий им биосовместимы��, антибактериальные свойства и управляющий шероховатостью поверхности, что значительно улучшает интеграцию имплантатов в организм.
  • Лазер с функциями микроскопа СО РАН: Созданный в Институте автоматики и электрометрии СО РАН, этот лазер обеспечивает безопасную многофотонную микроскопию, идеально подходящую для сверхточных биомедицинских исследований без повреждения живых тканей.

Информационные Технологии и Космическая Связь

Лазеры стали ключевым элементом инфраструктуры современного информационного общества и перспективных космических коммуникаций:

• Оптоволоконные линии связи: Основа глобального интернета. Лазеры являются источниками света, передающими данные на огромные расстояния со скоростью света.
• Перспективные области:
  • Оптические компьютеры: Разработка вычислительных систем, использующих фотоны вместо электронов для обработки информации, что обещает сверхвысокие скорости и низкое энергопотребление.
  • Квантовые коммуникации: Использование квантовых свойств фотонов для создания абсолютно защищенных каналов связи, неуязвимых для перехвата.
• Актуальные достижения в скорости передачи данных:
  • Беспроводная связь: В феврале 2024 года достигнута рекордная одноканальная скорость 240 Гбит/с в субтерагерцовом диапазоне с использованием лазера вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна. Цель — достичь 1 Тбит/с для сетей 6G.
  • Оптоволоконная связь: В июне 2021 года разработан лазер, позволяющий передавать 224 Гбит/с на расстояние до 2 км, что открывает путь к стандарту 800 Гбит/с Ethernet для центров обработки данных. Экспериментальные технологии демонстрируют впечатляющие 26 Тбит/с по одному оптическому волокну.
  • Космическая связь НАСА: Успешные тесты лазерной передачи данных:
    • 622 Мбит/с на расстояние Земля-Луна (380 000 км) в 2013 году.
    • 267 Мбит/с с космического аппарата Psyche с расстояния более 30.6 млн км в 2024 году.
    • Перспектива увеличения скорости в 10-100 раз по сравнению с традиционными радиочастотными системами, что критически важно для передачи больших объемов научных данных с дальних космических аппаратов.
  • Китайская спутниковая передача: В январе 2025 года Китай продемонстрировал лазерную передачу данных со спутника со скоростью 100 Гбит/с, что является важным шагом для развития спутникового интернета и глобальных сетей 6G.
• Космические аппараты: Лазерные системы применяются для точной навигации, калибровки научных инструментов на космических аппаратах и дистанционного зондирования Земли и других планет.

Оборонные Применения

В оборонной сфере лазеры также находят все более широкое применение, предлагая новые возможности для защиты и нападения:

• Борьба с беспилотными летательными аппаратами (БПЛА): Российские оборонные предприятия активно разрабатывают и поставляют лазерные системы для уничтожения БПЛА. Примером служит мобильный комплекс «Посох», способный поражать аэродинамические поверхности и радиоэлектронное оборудование БПЛА на расстоянии 1.5-3 км. Оптико-электронные модули таких комплексов способны обнаруживать цели на удалении 7-10 км.
• Дистанционное разминирование: Холдинг «Швабе» (ГК Ростех) представил прототип роботизированной платформы с лазерным комплексом дистанционного разминирования. Эта система способна нейтрализовать боеприпасы путем прожигания оболочки на дальности нескольких километров, что значительно повышает безопасность операций по разминированию, исключая прямой контакт с взрывоопасными объектами и предотвращая их детонацию.

Эти примеры ярко демонстрируют, что лазерные технологии к 2025 году стали не просто инструментом, а ключевым драйвером прогресса, проникая во все сферы человеческой деятельности и обеспечивая прорывные изменения.

Вызовы, Ограничения и Перспективы Развития Лазерных Технологий

Несмотря на впечатляющие достижения, широкое внедрение лазерных технологий сопряжено с рядом серьезных вызовов и ограничений. Их преодоление является ключевой задачей для ученых и инженеров, определяющей дальнейшие перспективы развития отрасли.

Технико-Экономические Вызовы

Основные препятствия на пути к массовому распространению лазерных систем включают:

• Высокая стоимость разработки и производства: Создание высокотехнологичных лазеров требует значительных инвестиций в исследования, разработку и сложнейшее оборудование. Это приводит к высокой стоимости конечной продукции, ограничивая ее доступность для малого и среднего бизнеса.
• Энергоэффективность: Хотя многие современные лазеры обладают высоким КПД, для некоторых типов систем, особенно сверхмощных, энергопотребление остается значительным фактором, влияющим на эксплуатационные расходы.
• Необходимость обеспечения безопасности: Мощное лазерное излучение представляет серьезную опасность для человека (зрения, кожи) и окружающей среды (пожары, взрывы). Это требует разработки и внедрения дорогостоящих систем защиты и строгих протоколов безопасности.

Однако, научное сообщество активно работает над снижением этих барьеров:

• Снижение стоимости за счет стабилизации: Международная группа ученых из России, ОАЭ и Китая проанализировала технологии стабилизации частоты лазеров и предложила перспективное решение. Использование эффекта затягивания позволяет существенно повысить стабильность дешевых диодных лазеров до уровня гораздо более дорогих волоконных аналогов. Эффект затягивания подавляет шум лазерного излучения и сужает ширину линии излучения, делая лазер более стабильным и пригодным для высокоточных применений. Это может снизить общую стоимость лазерных систем в десятки раз, сделав их более доступными.

Рыночные Тенденции и Прогнозы

Глобальный рынок лазерных технологий демонстрирует сложную, но в целом положительную динамику:

• Пик и коррекция на мировом рынке: Глобальный рынок промышленных лазерных систем в 2023 году достиг рекордных 23,5 млрд долларов США. Однако в 2024 году наметилась коррекция, с сокращением продаж на 1—5%, до 22,5 млрд долларов США. Этот спад был сконцентрирован в сегменте высокомощной резки и сварки, в основном из-за насыщения рынка оборудования для электромобильности.
• Рынок лазерных источников: В 2024 году рынок лазерных источников сократился до 5,0 млрд долларов США (−7,5% за год). Это объясняется падением средних цен на лазеры под давлением жесткой конкуренции, особенно со стороны китайских производителей.
• Рост российского рынка: Российский рынок лазерных технологий, напротив, демонстрирует ускоренный рост. Это обусловлено политикой импортозамещения и уходом западных поставщиков (таких как Trumpf, Bystronic, Mazak и другие). Китайские производители (Bodor, GWEIKE, Wattsan и др.) заняли доминирующее положение, на их долю приходится 70—80% продаваемых лазерных станков в России.
• Статистика продаж в России: Продажи станков для лазерной резки металлов в России выросли с 181,6 млн долларов США в 2021 году до 260,4 млн долларов США в 2023 году, что подтверждает активное внедрение лазерных решений.
• Лидер российского рынка: Компания «ВПГ Лазеруан» (ранее НТО «ИРЭ-Полюс») является признанным лидером российского рынка, разрабатывая и производя лазеры мощностью от милливаттных до 100 кВт. Ее деятельность играет ключевую роль в обеспечении независимости ряда технологических цепочек от импорта.
• Прогнозы на будущее: По прогнозам, глобальный спрос на лазерные технологии вернется к положительной траектории в 2025—2026 годах. Драйверами роста станут продолжающаяся автоматизация производств, увеличение инвестиций в микроэлектронику (например, для производства чипов нового поколения) и развитие возобновляемой энергетики (например, для производства солнечных панелей).

Правовые и Этические Аспекты Лазерной Безопасности

Развитие лазерных технологий неизбежно поднимает вопросы безопасности и этики. Лазер, по своей природе, является устройством, представляющим повышенную опасность, и его применение требует строгого соблюдения мер предосторожности и законодательных норм.

Факторы Риска и Меры Предосторожности

Основные факторы риска, связанные с лазерными установками, включают:

• Повреждение глаз: Это наиболее серьезная и распространенная опасность. Даже лазеры самой малой мощности (несколько милливатт), используемые в бытовых устройствах или указках, могут представлять опасность для зрения, вызывая ожоги сетчатки глаза и необратимую потерю зрения. Лазеры большей мощности способны вызывать поражения глаз даже рассеянным излучением, а прямое попадание луча может привести к мгновенной и полной слепоте.
• Ожоги кожи: Мощные лазеры могут вызывать серьезные термические ожоги кожи.
• Пожары и взрывы: Высокоэнергетические лазеры могут воспламенять горючие материалы или вызывать взрывы при взаимодействии с определенными веществами.

Для минимизации этих рисков разработана международная классификация лазеров по степени опасности, которая выделяет классы от 1 до 4:

• Класс 1: Наименее опасные лазеры, не представляющие риска при нормальной эксплуатации (например, CD/DVD-приводы).
• Класс 1М: Безопасны, если не использовать оптические приборы (лупы, телескопы).
• Класс 2: Лазеры видимого света малой мощности (до 1 мВт), защита обеспечивается рефлекторной реакцией моргания.
• Класс 2М: Лазеры видимого света до 1 мВт, опасны при использовании оптических приборов.
• Класс 3R: Лазеры средней мощности (до 5 мВт), потенциально опасны при прямом попадании в глаз.
• Класс 3В: Лазеры высокой мощности (до 500 мВт), опасны при прямом и зеркально отраженном излучении, могут вызывать ожоги кожи.
• Класс 4: Наиболее опасные лазеры (мощность > 500 мВт), представляющие опасность для глаз и кожи даже от рассеянного излучения, способные вызывать пожары и взрывы. Требуют строжайших мер контроля и защиты, включая использование специальных защитных очков, кожухов, блокировок и обученного персонала.

Регулирование и Стандарты Безопасности в РФ

В Российской Федерации действуют комплексные государственные стандарты, регламентирующие лазерную безопасность и обязательные к исполнению при разработке, производстве и эксплуатации лазерных систем:

• ГОСТ 31581-2012 «Лазерная безопасность. Общие требования безопасности при разработке и эксплуатации лазерных изделий»: Введен с 1 января 2015 года, этот стандарт является основополагающим. Он устанавливает предельно допустимые уровни лазерного излучения (ПДУ) при хроническом воздействии, которые не должны приводить к травмам или заболеваниям. Также он определяет общие требования к конструкции лазерных изделий, маркировке, контролю и мерам защиты.
• ГОСТ IEC 60825-1-2023 «Безопасность лазерной аппаратуры»: Этот стандарт является гармонизированным с международными нормами и устанавливает классификацию лазеров, требования к безопасности для каждого класса, методы измерения излучения и требования к предупредительной маркировке.
• ГОСТ 12.1.040-83 «Система стандартов безопасности труда. Лазерная безопасность. Общие положения»: Определяет общие положения по обеспечению лазерной безопасности на рабочих местах, включая организационные и технические мероприятия.

Эти стандарты обеспечивают комплексный подход к минимизации рисков и защите здоровья персонала и потребителей от потенциально опасного лазерного излучения.

Этические и Социальные Вопросы

Развитие высокомощных и новых типов лазеров, обладающих разрушительной способностью или потенциалом для глубокого воздействия на живые организмы, поднимает серьезные этические, правовые и социальные вопросы:

• Применение в военных целях: Разработка лазерного оружия для уничтожения БПЛА, ракет или спутников вызывает дискуссии о контроле над вооружениями, возможности эскалации конфликтов и новых угрозах безопасности.
• Модификация человека: Перспективы использования лазеров для генной инженерии, сверхточной хирургии мозга или других манипуляций с человеческим организмом порождают этические дилеммы о границах вмешательства в природу человека, равноправии в доступе к таким технологиям и потенциальных долгосрочных последствиях.
• Приватность и наблюдение: Использование лазеров для дистанционного сбора информации (лидарные системы, лазерная прослушка) вызывает вопросы о приватности граждан и границах государственного контроля.
• Распространение технологий двойного назначения: Многие лазерные технологии, разработанные для мирных целей (например, для промышленности или медицины), могут быть адаптированы для военного применения, что требует тщательного контроля за их экспортом и распространением.

Эти вопросы требуют глубокого междисциплинарного обсуждения с участием ученых, юристов, этиков, политиков и общественности для формирования адекватной правовой базы и этических принципов, которые будут направлять развитие и применение лазерных технологий в интересах всего человечества.

Заключение

Лазерные технологии к 2025 году представляют собой одну из наиболее динамично развивающихся и трансформирующих областей науки и техники. Проведенный академический обзор позволил не только систематизировать фундаментальные принципы генерации лазерного излучения, но и глубоко проанализировать их эволюцию, инновационные типы, а также прорывные применения, которые охватывают практически все сферы человеческой деятельности.

Мы увидели, что от предсказанного Эйнштейном принципа стимулированной эмиссии до современных фемтосекундных и квантово-каскадных лазеров, основы остались неизменными, но их реализация достигла небывалых высот. Детальное изучение когерентности, инверсии населенностей и нелинейной оптики показало, как глубокое понимание физических явлений открывает путь к беспрецедентному контролю над светом.

Отдельного внимания заслуживают инновационные типы лазеров, появившиеся с 2015 года. Ультракороткоимпульсные лазеры стали незаменимыми в микрообработке, волоконные — в промышленной металлообработке, демонстрируя рост мощностей до 60 кВт и выше. Российские ученые совершили прорыв в создании квантово-каскадных лазеров терагерцового диапазона, открывая новые горизонты для беспроводной связи и медицинской диагностики, решая проблему перегрева через уникальные методы эпитаксиального выращивания.

Прогресс в материаловедении и оптической инженерии является фундаментом этих инноваций. Разработка кристаллов Nd:ГдВО₄, многослойных покрытий, миниатюризация полупроводниковых и микродисковых лазеров (включая российские 40-30 мкм устройства на квантовых точках), а также восстановление советских технологий выращивания кристаллов β-BBO для медицины — всё это подчеркивает стремление к повышению эффективности и снижению затрат. Сверхмощные лазеры для управляемого термоядерного синтеза, такие как российская УФЛ-2М, свидетельствуют о грандиозных амбициях в энергетике.

Прорывные применения лазерных технологий трансформируют индустрию, медицину, информационные и оборонные системы. В промышленности лазеры обеспечивают микроновую точность резки и сварки, становясь основой «умных» фабрик. В медицине лазеры совершают революцию в офтальмологии, стоматологии, онкологии и биовизуализации. В ИТ — лазеры двигают скорости передачи данных до сотен гигабит и даже терабит в секунду в беспроводной, оптоволоконной и космической связи. Наконец, в оборонной сфере российские комплексы «Посох» и роботизированные платформы «Швабе» демонстрируют потенциал лазеров для защиты и безопасности.

Однако, не следует забывать о вызовах. Высокая стоимость, энергоэффективность и, главное, обеспечение безопасности остаются ключевыми ограничениями. Международные исследования по стабилизации частоты лазеров и внедрение жестких российских ГОСТов по лазерной безопасности — это шаги к их преодолению. Этические и социальные вопросы, связанные с применением мощных лазеров в военных целях или для модификации человека, требуют постоянного внимания и регулирования.

Дальнейшие исследования должны быть сосредоточены на развитии адаптивных лазерных систем, способных изменять длину волны, на создании еще более компактных и энергоэффективных источников, а также на глубокой интеграции с искусственным интеллектом для автономного управления и оптимизации процессов. Лазерные технологии продолжат быть катализатором прорывов, формируя более эффективное, здоровое и информационно насыщенное будущее.

Список использованной литературы

1. Айхлер Ю., Айхлер Г. И. Лазеры. Исполнение, управление, применение. Москва : Техносфера, 2012. 496 с.
2. Бертолотти М. История лазера. Москва : Интеллект, 2014. 344 с.
3. Дамиров М. М. Радиоволновые, криогенные и лазерные технологии в диагностике и лечении в гинекологии. Москва : Бином, 2011. 320 с.
4. Дроздов А. А., Козлов С. А. Основы нелинейной оптики: учебное пособие. Санкт-Петербург : Университет ИТМО, 2021. URL: https://edu.itmo.ru/sveden/files/00002166.pdf
5. Туманов Ю. Н. Плазменные, высокочастотные, микроволновые и лазерные технологии в химико-металлургических процессах. Москва : Книга по требованию, 2011. 965 с.
6. Федоров Б. М., Смирнова Н. А. Технология и оборудование лазерной обработки. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Технология лазерной обработки». В 2 частях. Часть 2. Москва : МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2014. 36 с.
7. ГОСТ 12.1.040-83 «Система стандартов безопасности труда. Лазерная безопасность. Общие положения». URL: https://docs.cntd.ru/document/9007421
8. ГОСТ 31581-2012 Лазерная безопасность. Общие требования безопасности при разработке и эксплуатации лазерных изделий (Переиздание). URL: https://docs.cntd.ru/document/1200095819
9. ГОСТ IEC 60825-1- 2023 БЕЗОПАСНОСТЬ ЛАЗЕРНОЙ АППАРАТУРЫ. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200206129
10. Астронет > Лазеры и их применение. URL: http://www.astronet.ru/db/msg/1178627/chapter1.html
11. Основные сведения о лазерах: принцип работы и характеристики лазерного излучения // INSCIENCE. URL: https://inscience.news/articles/obshchie-svedeniya-o-lazerakh-printsip-raboty-i-kharakteristiki-lazernogo-izlucheniya
12. В России создан первый квантово-каскадный лазер с непрерывным излучением в терагерцовом диапазоне // Российский научный фонд. URL: https://rscf.ru/news/fundamental/v-rossii-sozdan-pervyy-kvantovo-kaskadnyy-lazer-s-nepreryvnym-izlucheniem-v-teragertsovom-diapazone/
13. Физики придумали, как снизить стоимость лазерных систем в десятки раз // Nizinew.com. 24.02.2023. URL: https://nizinew.com/2023/02/24/fiziki-pridumali-kak-snizit-stoimost-lazernyh-sistem-v-desyatki-raz/
14. Применение лазеров в жизни человека и промышленности // Выставка «Фотоника». URL: https://www.photonics-expo.ru/ru/articles/primenenie-lazerov-v-zhizni-cheloveka-i-promyshlennosti
15. Будущее лазерных технологий: какие инновации ждать в ближайшие годы // LASSARD. URL: https://lassard.ru/articles/budushchee-lazernykh-tekhnologiy/
16. Лазеры нового поколения. Технологии для связи, медицины и космоса // Газета «Поиск». URL: https://poisknews.ru/science/lazery-novogo-pokoleniya-tehnologii-dlya-svyazi-mediciny-i-kosmosa/
17. Принцип работы лазера: как работает фотоника. URL: https://photonics-expo.ru/ru/articles/printsip-raboty-lazera
18. Принцип работы лазера и свойства лазерного излучения. URL: https://www.omgtu.ru/lectures/courses/lectures/1136/1136_3.pdf
19. Физические основы лазеров. URL: https://www.omgtu.ru/lectures/courses/lectures/1136/1136_4.pdf
20. Уникальные квантово-каскадные лазеры создают для российской науки и медицины. URL: https://rostec.ru/news/unikalnye-kvantovo-kaskadnye-lazery-sozdayut-dlya-rossiyskoy-nauki-i-meditsiny/
21. Лазерные системы: типы, применение, тенденции и инновации // Выставка «Фотоника». URL: https://www.photonics-expo.ru/ru/articles/lazernye-sistemy-tipy-primenenie-tendentsii-i-innovatsii
22. Инновационные лазерные решения в промышленности: тенденции рынка в 2025 году. URL: https://www.vpg-laser.ru/blog/innovacionnye-lazernye-resheniya-v-promyshlennosti-tendencii-rynka-v-2025-godu
23. Современные лазерные технологии в промышленности: анализ рынка и инновационных решений в 2025 году // Softline. URL: https://softline.ru/blog/sovremennye-lazernye-tekhnologii-v-promyshlennosti-analiz-rynka-i-innovatsionnykh-resheniy-v-2025-godu
24. Характеристики лазерного излучения. URL: https://www.asu.ru/files/documents/00022797.pdf
25. Лазерные технологии: принципы работы, основы, преимущества, развитие и перспективы // Выставка «Фотоника». URL: https://www.photonics-expo.ru/ru/articles/lazernye-tekhnologii-printsipy-raboty-osnovy-preimushchestva-razvitie-i-perspektivy
26. Типы лазеров // HYPOWER. URL: https://hypower.ru/wiki/types-of-lasers/
27. Фоменко И. Современные лазерные системы в промышленности // Каталог курсов НТИ. URL: https://edu.nticenter.ru/courses/laser_systems/lesson/31776/
28. Технологический вызов?! Союзник России, Китай, превзошел США в лазерных технологиях // Федеральный информационно-политический журнал «Персона Страны». URL: https://personastrang.ru/news/tekhnologicheskiy-vyzov-soyuznik-rossii-kitay-prevzoshel-ssha-v-lazernykh-tekhnologiyakh
29. Перспективы развития лазерной техники // Правда Гомель. URL: https://pravdagomel.by/news/novosti-gomelya/perspektivy-razvitiya-lazernoy-tekhniki/
30. Устройство и принцип работы лазерного генератора. URL: https://www.it-planet.org/assets/docs/students/tasks/2017/science/pdf/17_2017_science.pdf
31. Новейший лазерный аппарат 3в1 (чистка+сварка+резка). URL: https://tekton24.ru/lazernyy-apparat-4v1
32. Лазерный сварочный аппарат нового поколения LightWELD XC 1500w // topstanki. URL: https://topstanki.ru/katalog/svarochnoe-oborudovanie/lazernyy-svarochnyy-apparat-lightweld-xc-1500w/
33. Что может лазерная сварка нового поколения Wattsan 5 в 1: сварка, зачистка шва, резка и … // lasercut.ru. URL: https://lasercut.ru/blog/chto-mozhet-lazernaya-svarka-novogo-pokoleniya-wattsan-5-v-1-svarka-zachistka-shva-rezka-i/