В Санкт-Петербурге команда НИУ ВШЭ участвовала в создании микролазера диаметром около двух микрометров. Он излучает глубокий ультрафиолет на длине волны около 255 нанометров и работает при комнатной температуре.

Что именно сделали в петербургской Вышке

2 июля 2026 года НИУ ВШЭ сообщила о работе международной команды с участием исследователей из Санкт-Петербурга: ученые создали микролазеры, излучающие в диапазоне глубокого ультрафиолета. Самый маленький образец имеет диаметр около двух микрометров — это сопоставимо с размером бактерии и во много раз меньше толщины человеческого волоса.

По данным НИУ ВШЭ, лазеры работают при комнатной температуре и дают излучение на длине волны около 255 нанометров. Для фотоники это особенно интересная зона: такой свет невидим глазу, но обладает высокой энергией и хорошо взаимодействует с веществом.

Исследование связано с Международной лабораторией квантовой оптоэлектроники НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге. Лаборатория находится на Васильевском острове, на 25-й линии, 6, корпус 1 — в городской научной среде, где рядом сосредоточены университетские и инженерные площадки.

Почему лазер сравнивают именно с бактерией

Сравнение с бактерией здесь не рекламный образ, а удобный масштаб. Устройство диаметром около двух микрометров уже нельзя представить как привычную лампу или указку: это элемент, который потенциально можно встроить в микросхему, сенсор или компактный оптический модуль.

Как пишет «Компьютерра», микролазеры сформировали на сапфировой подложке: на ней выращивают тонкие полупроводниковые слои, а затем методами микрообработки получают микродиски. Внутри такого диска свет удерживается не зеркалами, а за счет эффекта шепчущей галереи — луч многократно проходит вдоль края резонатора и усиливается в активной области.

В научной публикации в Optics & Laser Technology указано, что радиусы микродисков составляют от 1 до 3 микрометров. Минимальная пороговая энергия лазерной генерации для образца радиусом 1 микрометр достигла 8,8 пикоджоуля, а добротность резонатора оценена не менее чем в 1000.

Чем глубокий ультрафиолет отличается от обычного света

Глубокий ультрафиолет — это излучение с длиной волны короче 300 нанометров. Человек его не видит, зато такие фотоны способны запускать фотохимические реакции, помогать в анализе газов, выявлении биологически активных веществ и обеззараживании.

В обычных устройствах источниками такого излучения часто выступают ртутные лампы или газовые лазеры. У них есть очевидные ограничения: токсичные компоненты, размеры, сложность интеграции в миниатюрные приборы. Микролазер на чипе решает другую задачу — сделать источник УФ-света частью компактной системы, а не отдельным громоздким блоком.

РБК Компании передает, что сапфир выбран не случайно: он доступнее некоторых альтернатив и совместим с технологическими приемами микроэлектроники. Это значит, что разработку легче представить не только в лабораторном эксперименте, но и в будущей планарной технологии изготовления устройств.

Где это может пригодиться

Первое направление — спектроскопия. Если компактный источник глубокого ультрафиолета встроить в прибор, он сможет помогать определять состав вещества по тому, как оно поглощает или рассеивает свет. Для Петербурга с его сильными университетскими и приборостроительными школами это близкая область: такие решения нужны не в витрине гаджетов, а в лабораториях, промышленном контроле и экологическом мониторинге.

Второе направление — сенсоры. По оценке НИУ ВШЭ, микролазеры могут использоваться в биохимических и газовых датчиках. Миниатюрность здесь дает практический плюс: сенсор можно делать меньше, быстрее и ближе к месту измерения, не растаскивая оптическую систему на несколько крупных модулей.

Третье направление — UV-C-связь на коротких расстояниях. Такой канал не заменяет обычную радиосвязь, но может быть полезен там, где нужна направленная передача данных в специальной среде или внутри оптического устройства.

Что пока мешает превратить разработку в прибор

Сейчас микролазеры работают за счет оптической накачки: для запуска излучения нужен внешний лазер. Это нормальный этап для лабораторной демонстрации, но неудобный вариант для портативного устройства, потому что внешний источник света снова увеличивает систему.

Следующий шаг, о котором сообщает НИУ ВШЭ, — переход к электрической накачке. Для этого нужно снизить электрическое сопротивление слоев, эффективно доставлять заряды в область генерации и не испортить качество кристалла. В микромасштабе даже небольшие дефекты формы или материала резко влияют на потери света.

Есть и технологическая развилка: чем меньше устройство, тем легче встроить его в чип, но тем сложнее удержать излучение и обеспечить стабильную работу. Поэтому ценность результата не только в размере «как бактерия», а в сочетании трех параметров: 255 нанометров, комнатная температура и сапфировая платформа.

Как петербуржцу читать такую новость

Это не история о готовом бытовом приборе, который завтра появится в продаже. Гораздо точнее воспринимать ее как шаг в сторону фотонных интегральных схем — чипов, где информацию и измерения выполняют не только электрические токи, но и свет.

Для города такая работа показывает, что петербургская университетская наука остается связанной с микроэлектроникой, материалами и оптоэлектроникой. В одном эксперименте сходятся сапфировые подложки, полупроводниковые гетероструктуры, квантовые ямы и резонаторы размером в несколько микрометров.

Практический ориентир простой: если электрическая накачка получится, микролазер сможет приблизиться к реальным компактным сенсорам, спектроскопическим модулям и УФ-фотонным чипам. Пока же это сильная лабораторная демонстрация из Петербурга, которая показывает, насколько далеко можно уменьшить источник глубокого ультрафиолета, не заставляя его работать только в экстремальных условиях.