В лаборатории квантовых оптических технологий Физического факультета НГУ, подразделения Стратегической академической единицы «Нелинейная фотоника и квантовые технологии», проведены уникальные эксперименты по высокоэффективной параметрической генерации на кристаллических структурах, полученных из титанил-фосфата калия (KTP). Данные структуры были изготовлены впервые в России и могут быть использованы для широкого спектра прикладных задач.

Кристаллы КТР обладают высокими нелинейно-оптическими и электрооптическими свойствами, благодаря чему используются для электрооптической модуляции мощного лазерного излучения. Кроме того, они обладают высоким порогом оптической стойкости и позволяют жестко фокусировать излучение накачки по сравнению со структурами из LiNbO3. Параметрические генераторы света на основе периодических структур из KTP работают в среднем инфракрасном диапазоне и представляют большой практический интерес. В среднем диапазоне лежат полосы поглощения отравляющих и взрывчатых веществ, соответственно такие лазеры могут использоваться для диагностики утечек природного газа и нефти из трубопроводов, а также в медицине и оборонной промышленности.

До настоящего момента подобные кристаллические структуры изготавливались только во Франции, Израиле и Швеции. В создании российских структур участвовали ученые из различных организаций Новосибирска и Екатеринбурга: подложки выращены в Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе (д. ф-м. н. А.Б. Каплун), физические свойства пластинок исследованы в НГУ (к. ф-м. н. А.В. Горчаков), периодические структуры созданы в УРФУ (д. ф-м. н., профессор В.Я. Щур), полировки и изготовление антиотражающих поверхностей выполнены в лаборатории «Функциональные материалы» НГУ (д.т.н. Л.И. Исаенко). Таким образом, весь цикл создания и изготовления кристаллических структур проходит в России, что, по мнению ученых, очень важно в современной политической ситуации.

В наше время по многим программам, по которым мы сейчас работаем, можно покупать только отечественные комплектующие, чтобы ни от кого не зависеть. Структуры из KTP делаются за рубежом, в России же все попытки сделать их ни к чему не привели. С нашей стороны это была инициативная работа. Я обратился ко всем производителям кристаллов из KTP. Мы исследовали физические и оптические свойства пластинок КТР от разных производителей и определили оптимальные параметры пластинок, позволяющие создать регулярную доменную структуру. Благодаря этим исследованиям в Уральском федеральном университете реализовали изготовление данных структур. В результате была создана первая отечественная структура и получена параметрическая генерация с заданными параметрами, - рассказал руководитель лаборатории квантовых оптических технологий ФФ НГУ Дмитрий Колкер.

Сейчас ученые уже приступили к изготовлению рабочих образцов объемных кристаллов размером 4 ´ 4 ´ 20 мм. Такие кристаллы могли бы быть интересны при разработке мощных источников излучения в среднем ИК-диапазоне.

Группа ученых из лаборатории ЛКОТ принимала участие в создании прибора для диагностики в медицине совместно с Томским государственным университетом и ООО«Специальные технологии». В настоящее время на данных системах уже ведутся исследования выдыхаемого воздуха для медицинской диагностики в Томске и Германии. Ученые намерены модернизировать эти приборы с учетом последних исследований в НГУ. Сложную оптическую схему с большим количеством алгоритмов, вычислений и управлений постараются упростить, что поможет сократить затраты на изготовление подобного оборудования и увеличит срок эксплуатации.

В настоящее время в НГУ ведутся работы по созданию широкоапертурных периодических структур из KTiAsO4 (KTA), которые используются для параметрической генерации в первом окне прозрачности атмосферы (3-5 мкм). Эти структуры будут востребованы при создании источников когерентного инфракрасного излучения повышенной мощности для широкого круга прикладных задач.

ngu-IMG_9335.jpg 

На работу с кристаллами ученым НГУ были выделены гранты. В частности, сотрудник лаборатории квантовых оптических технологий, кандидат физико-математических наук Надежда Костюкова получила грант РФФИ «Мой первый грант» на исследование нелинейных кристаллов среднего ИК-диапазона, а сотрудник лаборатории Андрей Бойко пройдет стажировку в Институте Макса Борна в Германии в рамках совместной Российско-Германской программы DAAD «Михаил Ломоносов» и Министерства образования и науки РФ. Работа будет направлена на исследование параметрических генераторов света повышенной мощности в среднем ИК-диапазоне.

Источники

В НГУ создали уникальные кристаллы для медицинской и оборонной промышленности
Новосибирский государственный университет (nsu.ru), 04/04/2018
Ученые РФ создали отечественные кристаллы для медицины, нефтяной промышленности и ОПК
VN (vigornews.ru), 04/04/2018
Ученые РФ создали отечественные кристаллы для медицины, нефтяной промышленности и ОПК
ТАСС, 04/04/2018
Ученые РФ создали отечественные кристаллы для медицины, нефтяной промышленности и ОПК
Новости@Rambler.ru, 04/04/2018
Ученые РФ создали отечественные кристаллы для медицины, нефтяной промышленности и ОПК
Спутник Новости (news.sputnik.ru), 04/04/2018
Сибирские ученые создали уникальные кристаллы для медицинской и оборонной промышленности
Наука в Сибири (sbras.info), 04/04/2018
Российские ученые синтезировали кристаллы
Парламентская газета (pnp.ru), 04/04/2018
Кристаллы из Новосибирска сделают российские боевые лазеры мощнее
Чердак (chrdk.ru), 10/04/2018
Кристаллы из Новосибирска сделают российские боевые лазеры мощнее
News2 (news2.ru), 10/04/2018
Кристаллы из Новосибирска сделают российские боевые лазеры мощнее
Новости@Rambler.ru, 10/04/2018

Похожие новости

  • 01/09/2016

    Сергей Турицин: нам вполне по силам быть среди мировых лидеров

    Фотоника как направление специализации появилось в НГУ относительно недавно - с созданием Лаборатории нелинейной фотоники в 2010 г. в рамках мегагранта Правительства РФ. Возглавил лабораторию выпускник Физического факультета НГУ, профессор Сергей Константинович Турицын, директор Института фотоники Университета Астон (Великобритания), который является международно признанным исследовательским центром в сфере фотонных технологий.
    2055
  • 01/11/2017

    Сибирские ученые в составе международной группы по-новому объяснили левитацию капель над горячими поверхностями

    ​Ученые из Новосибирского госуниверситета, Томского политехнического университета и Южного методистского университета США разработали новую модель для объяснения поведения капель над горячими жидкостями.
    813
  • 06/02/2018

    Цикл работ о левитации микрокапель жидкости студента НГУ награжден медалью РАН

    Студент Физического факультета НГУ Дмитрий Кириченко стал лауреатом премии РАН для молодых ученых и студентов высших учебных заведений за цикл работ «Левитация и самоорганизация микрокапель жидкости над сухой нагреваемой поверхностью и их взаимодействие с паровоздушным потоком вблизи контактной линии».
    635
  • 07/11/2017

    Статья ученых ИЛФ СО РАН и НГУ отмечена как статья недели журнала Laser Physics Letters

    ​Статья ученых НГУ и ИЛФ СО РАН о новых топологиях резонаторов волоконных лазеров ультракоротких импульсов вызвала на прошедшей неделе наибольший интерес среди контента международного лазерного журнала авторитетного мирового издательства.
    850
  • 20/06/2016

    Учёные из Новосибирска и Самары создали элементы для управления терагерцовым излучением

    Коллективом авторов из Новосибирского государственного университета, Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ) и Самарского национального исследовательского университета имени академика С.
    1696
  • 22/08/2018

    Учеными впервые запечатлены флуктуации при квантовом фазовом переходе

    Физики впервые смогли напрямую зафиксировать локальную динамику системы, которая совершает квантовый фазовый переход, — аналог таких процессов, как конденсация и кристаллизация. В результате ученые пронаблюдали квантовый аналог пузырей пара, которые появляются в воде во время кипения.
    334
  • 27/04/2017

    «Фотоника и квантовые оптические технологии» на МНСК-2017

    «Фотоника и квантовые оптические технологии» — такая секция впервые была организована в рамках 55-ой Международной научной студенческой конференции, которая прошла 16-20 апреля в НГУ. Исследования и разработки в направлениях науки и техники, связанных с генерацией и распространением квантов света (фотонов), управлением ими, изучением и использованием их взаимодействия с веществом, бурно развиваются во всем мире, а результаты этих работ быстро выходят на рынок в виде высоковостребованных устройств и технологий - систем сверхбыстрой оптической связи, промышленных лазеров, биомедицинского лазерного оборудования, метрологических и сенсорных устройств, и многих других.
    1952
  • 25/05/2017

    Большой адронный коллайдер возобновил сбор данных

    На Большом адронном коллайдере (БАК) закончились технические работы и модернизация — он возобновил сбор данных, в трех экспериментах на коллайдере участвуют исследователи НГУ и ИЯФ СО РАН. Планируемая остановка на технические работы на БАК случается в начале каждого года.
    1301
  • 30/11/2018

    Школа юного физика «Архимед» для старшеклассников

    ​Школа юного физика «Архимед» приглашает старшеклассников провести зимние каникулы нестандартно, интересно и полезно. Ежегодная зимняя школа пройдёт с 8 по 12 января. Здесь ребята, увлечённые физикой, познакомятся с современными достижениями в этой научной области.
    277
  • 17/08/2016

    В Новосибирске пройдет Вторая международная конференция «Математическая гидродинамика»

    Новосибирский государственный университет совместно с Институтом гидродинамики СО РАН (зеркальная лаборатория нелинейных процессов в гидродинамических системах) проводят 22–27 августа вторую Международную конференцию «Математическая гидродинамика».
    2225