В России создали элементы для управления терагерцовым лазерным излучением

МОСКВА, 9 сен – РИА Новости. Управлять характеристиками терагерцовых мощных пучков в новых лазерных системах можно с помощью кремниевых и алмазных оптических элементов, созданных в Самарском университете. 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 РИА Новости ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева. 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 заведующий кафедрой наноинженерии Самарского университета Владимир Павельев.

«

"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.

Микрорельеф терагерцового дифракционного оптического элемента под электронным микроскопом

© Фото : архив Владимира Павельева

1 из 2

Этап изготовления кремниевых терагерцовых элементов

© Фото : архив Владимира Павельева

2 из 2

Микрорельеф терагерцового дифракционного оптического элемента под электронным микроскопом

© Фото : архив Владимира Павельева

1 из 2

Этап изготовления кремниевых терагерцовых элементов

© Фото : архив Владимира Павельева

2 из 2

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 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.

Исследования выполнялись при поддержке грантов РНФ, РФФИ, программ президиума РАН, программы "Приоритет-2030" национального проекта "Наука и университеты".