Один из самых авторитетных мировых журналов по физике Physical Review Letters опубликовал научную статью пятерых российских ученых из Самары и Новосибирска, которая произвела фурор в научных кругах. Ученые из Института ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН, НГУ, НГТУ, Самарского государственного аэрокосмического университета (СГАУ) и Института систем обработки изображений (ИСОИ) РАН первыми в мире получили бездифракционные “закрученные” бесселевы пучки в терагерцовом диапазоне и впервые использовали их для формирования электромагнитных волн на поверхности металла — поверхностных плазмонов.
Терагерцовый диапазон занимает достаточно узкую нишу между оптическим диапазоном и радиодиапазоном электромагнитного излучения. И данная ниша уникальна. “Использование излучения этой части спектра открывает новые возможности уже в силу того, что терагерцовое электромагнитное излучение одновременно обладает достоинствами излучения радиодиапазона и оптического излучения. Это очень интересное направление и там много возможностей”, — подчеркивает один из авторов статьи “Generation of terahertz surface plasmon polaritons using non-diffractive Bessel beams with orbital angular momentum”, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой наноинженерии СГАУ, главный научный сотрудник ИСОИ РАН Владимир Павельев. С помощью приборов, работающих в терагерцовом диапазоне, можно, например, обнаруживать химические вещества, просвечивать, подобно рентгену, вещи и одежду в аэропортах, разделять изотопы, исследовать атмосферу, создавать новые системы связи и т.д.
Однако до определенного момента в мире не было достаточно мощного лазера, работающего в терагерцовом диапазоне, чтобы проводить действительно прорывные научные эксперименты в этой области. Кроме того, не существовало элементной базы для эффективного управления таким излучением.
Российские ученые соединили два ключевых компонента в области исследования терагерца: самый мощный источник терагерцового излучения в мире — лазер на свободных электронах (НОВОФЭЛ), который был создан в Новосибирске в ИЯФ СО РАН, — и дифракционные оптические элементы, над созданием которых ученые СГАУ и ИСОИ РАН в Самаре работают с 1980-х
годов под руководством члена-корреспондента РАН профессора Виктора Сойфера.
Развитие микротехнологий дало возможность создавать дифракционные оптические элементы для управления мощным излучением терагерцового диапазона. Это позволило впервые в мире создать мощные бездифракционные закрученные световые пучки в терагерцовом диапазоне (до этого закрученные пучки физики получали, как правило, в оптическом диапазоне). И эти исследования становятся реальной предпосылкой к появлению в мире новых технологий в медицине, связи, исследованиях окружающего пространства.
“В рамках программы по повышению конкурентоспособности российских вузов мы сейчас осуществляем совместный проект с новосибирскими учеными с целью применения таких пучков для лидарных приложений в задачах исследования атмосферы. Это крайне интересное направление”, — подчеркивает профессор Павельев.
Краткий итог таков. Впервые с помощью вращающегося лазерного пучка и самарской оптики нашим ученым удалось возбудить и начать изучать поверхностные электромагнитные волны (плазмоны) в терагерцовом диапазоне. Эти работы, по сути, дают возможность нашей стране занять одну из ведущих позиций в создании интегральной оптики терагерцового диапазона, перспективы применения которой в системах обработки и передачи информации весьма заманчивы.
Пресс-служба СГАУ
Нет комментариев