В России создали элементы для управления терагерцовым лазерным излучением

Управлять характеристиками терагерцовых мощных пучков в новых лазерных системах можно с помощью кремниевых и алмазных оптических элементов, созданных в Самарском университете им. Королёва. По словам авторов, разработка найдет применение в обработке материалов, создании оптоэлектронных устройств для обработки информации, а также в телекоммуникациях. Результаты исследования опубликованы в коллективной монографии РАН "Терагерцовая фотоника".

Терагерцовое излучение обладает уникальными свойствами для оптоэлектроники, рассказали ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва. Они разработали эффективные методы расчета и создания оптических элементов, которые работают в терагерцовом диапазоне электромагнитного спектра, расположенном между инфракрасным и микроволновым диапазонами.

Исследователи создали широкий спектр оптических элементов, которые позволяют манипулировать терагерцовым лазерным излучением. По их словам, впервые были созданы кремниевые и алмазные дифракционные оптические элементы для терагерцового диапазона, которые позволяют формировать мощные пучки с заданными характеристиками (в том числе так называемые “вращающиеся пучки”) и фокусировать излучение в заданные области пространства. Вращающиеся пучки применяются для исследования свойств атмосферы, а замена поточечного сканирования на фокусировку в равномерные области позволяет повысить эффективность сканирующих систем.

Новые элементы позволят эффективно использовать возможности терагерцового излучения, сообщил Владимир Павельев, заведующий кафедрой наноинженерии Самарского университета им. Королёва. "Терагерцовое излучение обладает уникальными свойствами, которые открывают новые горизонты для научных исследований и технологических разработок. Способность проникать сквозь многие материалы, не повреждая их, делает терагерцовое излучение незаменимым инструментом для неразрушающего контроля. Благодаря высокой чувствительности к различным веществам этот тип излучения широко применяется в спектроскопии для идентификации материалов", – рассказал он.

Ученый отметил, что терагерцовое излучение находит применение в исследованиях атмосферы, в изучении ее состава и динамики. Развитие терагерцовых технологий открывает новые горизонты в таких областях, как обработка материалов, создание устройств терагерцовой оптоэлектроники для обработки информации, телекоммуникации.

Разработки стали результатом исследований, которые более 10 лет проводились на специализированных установках. Среди них – Новосибирский лазер на свободных электронах (НЛСЭ) в ИЯФ СО РАН, позволяющий получать мощное когерентное терагерцовое излучение на заданной длине волны и проводить исследования фундаментального и прикладного характера.

Для создания элементов терагерцовой оптики ученые использовали методы расчета дифракционных оптических элементов, разработанные в Самарском университете им. Королёва и Институте систем обработке изображений РАН и применявшиеся ранее в оптическом диапазоне. Для структурирования поликристаллических алмазных пластин применялись технологии, разработанные в ИОФ РАН (г. Москва). Литографические технологии изготовления элементов кремниевой оптики терагерцового диапазона были разработаны в Самарском университете.

В ближайшем будущем ученые займутся созданием элементов фотоники более длинноволнового диапазона.

Справочно:

Исследования выполнялись при поддержке грантов РНФ, РФФИ, программ президиума РАН, программы "Приоритет-2030".

Источник: ri.ria.ru