Научно-исследовательская группа учёных лаборатории нелинейной оптики и спектроскопии СФУ и Российской академии наук">ФИЦ КНЦ СО РАН в соавторстве с доктором Сильвией Романо из Института прикладных исследований и интеллектуальных систем (г. Неаполь, Италия) предложили обоснование принципов работы оптических сенсоров на связанных состояниях в континууме (ССК). Работа опубликована в высокорейтинговом международном журнале Optics Express. 

В последнее десятилетие связанные состояния в континууме (ССК) из экзотического объекта и «игры ума» теоретиков превратились в мощный инструмент, позволяющий управлять локализацией света в наномасштабах и фокусировать свет в небольшом объеме пространства (от нескольких сотен нанометров до микрона), несмотря на то, что поддерживающая ССК система является открытой для внешних воздействий, включая введение в области ССК внешнего оптического сигнала, либо материала исследуемого образца.

«Одним из многообещающих способов применения связанных состояний в континууме являются чувствительные оптические сенсоры. Такие устройства позволяют обнаружить присутствие малых количеств тех или иных химических соединений, а также биологических объектов (таких как макромолекулы, вирусы и бактерии) посредством измерения спектральных характеристик прошедшего через сенсор оптического сигнала. В своей недавней работе мы предложили, по сути, первое теоретическое обоснование принципов работы оптических сенсоров на основе ССК», — рассказал старший научный сотрудник лаборатории нанотехнологий, спектроскопии и квантовой химии СФУ Дмитрий Максимов.
Было продемонстрировано, что наноструктурированная диэлектрическая метаповерхность в форме дифракционной решетки позволяет добиться высоких характеристик оптического сенсора, реагирующего на изменение оптических свойств, протекающей через сенсор жидкости со сверхмалыми количествами тестируемых образцов.

«Предложенный подход дает возможность теоретически рассчитать чувствительность сенсоров, основанных на ССК и, таким образом, существенно упрощает применение ССК в метрологии и биомедицинских приложениях», — отметил старший научный сотрудник лаборатории нелинейной оптики и спектроскопии СФУ Валерий Герасимов.
Научный руководитель исследования, ведущий научный сотрудник лаборатории нелинейной оптики и спектроскопии СФУ Сергей Полютов, в свою очередь подчеркнул, что работа является первым шагом комплексной программы исследований по созданию нового класса чувствительных оптических сенсоров.

«В ближайшее время мы планируем сделать следующий шаг и провести цикл экспериментальных исследований с тем, чтобы в дальнейшем создать прототип нового чувствительного сенсора», — резюмировал Сергей Полютов.
Работа выполнена при поддержке гранта Министерства высшего образования и науки FSRZ-2020-0008.

Источники

Ученые СФУ работают над созданием нового класса чувствительных оптических сенсоров
Научно-инновационный портал СФУ (research.sfu-kras.ru), 28/12/2020
Ученые СФУ работают над созданием нового класса чувствительных оптических сенсоров
Сибирский федеральный университет (sfu-kras.ru), 28/12/2020

Похожие новости

  • 16/01/2019

    Физики изучили влияние взаимодействия между магнитными наночастицами на магнитный гистерезис

    Команда исследователей из Сибирского федерального университета, Института физики имени Л. В. Киренского  СО РАН и Сибирского университета науки и технологий изучила магнитный гистерезис в наногранулированных композитах.
    1245
  • 30/12/2020

    Индукционная пайка волноводов: космический путь идеи до технологии в рамках одного университета

    ​Российская авиационная и ракетно-космическая промышленность с их высокими амбициозными требованиями является двигателем успешного развития машиностроения России. Это происходит во всем мире: промышленность требует все более новых и надежных технологических решений.
    1149
  • 12/11/2020

    Ученые нашли материал, способный защитить передаваемый на глубине сигнал от искажений

    ​​Группа китайских ученых, в состав которой вошел исследователь Сибирского федерального университета (СФУ), обнаружила материал, способный повысить стабильность передачи сигнала на глубине под водой за счет своей устойчивости к воздействию высокого давления.
    445
  • 14/06/2018

    Наночастицы нитрида титана повысят производительность оптоволоконных линий связи

    Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) совместно с коллегами из Сибирского федерального университета, Сибирского государственного университета науки и технологий им.
    1841
  • 29/12/2020

    Измерять добычу нефти и газа будут новым эталоном

    ​​Метрологический комплекс «Эталон второго разряда» осуществляет поверку замерных установок скважинной продукции без остановки добычи, что снижает затраты на извлечение из недр углеводородного сырья. Это совместная разработка Тюменского госуниверситета и компании «ГМС Нефтемаш», осуществленная в межрегиональном Западно-Сибирском НОЦ, который создан в рамках реализации нацпроекта "Наука".
    942
  • 24/12/2020

    Алексей Гоголев: «Мы сумели выполнить все обязательства и не снизить планку»

    И.о. руководителя Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ рассказал о достижениях коллектива школы в 2020 году, планах и задачах на следующий год.  2020 год в силу понятных причин стал для нас крайне непростым, но мы достойно выдержали удар, сумев выполнить все обязательства по грантам, программам, не допустить снижения основных индикаторов исследовательской деятельности.
    578
  • 27/10/2020

    Ученый ТПУ рассказал, как наука в вузах может приносить миллионы и решать проблемы людей

    ​​Кандидат технических наук Дмитрий Седнев также рассказал о разработках для первого термоядерного экспериментального реактора, который собирается во Франции, и о том, зачем нужно делать УЗИ роботамДмитрию Седневу всего 31 год, и к этому времени он успел стать кандидатом технических наук, возглавить направление неразрушающего контроля в Томском политехническом университете (ТПУ) - одном из сильнейших в России и мире и заполучить контракты для контроля качества материалов на крупнейшем проекте за всю историю человечества в сфере энергетики.
    216
  • 15/12/2017

    Российские ученые исследовали взаимодействия одиночных импульсов

    ​Российские ученые изучили поведение одиночных импульсов волн - однократных возмущений, распространяющихся в пространстве или в среде, - при их столкновении в нелинейных средах. Результаты работы ученых из России и Швеции опубликованы в журнале Nonlinear Dynamics.
    1986
  • 16/10/2018

    Красноярские физики исследовали сверхбыстрый распад молекулы воды

    ​Ученые из Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из Швеции описали распад молекулы воды при воздействии на нее рентгеновского излучения. Полученные данные в дальнейшем можно использовать для создания материалов с заданными свойствами, сообщила пресс-служба СФУ.
    990
  • 03/11/2018

    Красноярские ученые разработали новый тип управляемых дифракционных решеток

    ​Дифракционные решетки играют центральную роль в интегральной оптике, голографии, оптической обработке данных. Ученые Института физики имени Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (ИФ СО РАН) и Института инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета (СФУ) разработали новый способ создания управляемой дифракционной решетки - оптической системы, действие которой основано на явлении световой дифракции (огибания препятствия светом), сообщила пресс-служба СФУ.
    1344