Коллективом авторов из Новосибирского государственного университета, Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ) и Самарского национального исследовательского университета имени академика С. П. Королёва (Самарского университета) разработаны, изготовлены и исследованы дифракционные оптические элементы для управления терагерцовым излучением, которые позволяют формировать пучки заданного модового состава или фокусировать энергию излучения в заданные двух- и трехмерные области. Создание таких элементов позволит решать задачи дистанционного зондирования объектов, передачи информации в терагерцовом диапазоне и обработки материалов с помощью мощного терагерцового излучения.

Кремниевый бинарный дифракционный оптический элемент

Терагерцовое излучение — вид электромагнитного излучения, спектр которого находится в диапазоне 1011–1013 Гц, между видимым (оптическим) излучением и радиодиапазоном. Длина волны в терагерцовом диапазоне составляет 30–3000 мкм (3×10-5–3×10-3 м)

В конце прошлого года исследователи из НГУ, ИЯФ, Института систем обработки изображений РАН (Самара) и Самарского университета первыми в мире получили закрученные бесселевы пучки в терагерцовом диапазоне и впервые использовали их для формирования поверхностных электромагнитных волн на поверхности металла. Эта работа явилась одним из результатов сотрудничества новосибирских и самарских учёных в области создания и исследования дифракционных оптических элементов для управления пучками терагерцового излучения и формирования заданного пространственного распределения энергии этого излучения.

Совместные исследования учёных НГУ и Самарского университета оказались плодотворными благодаря сотрудничеству с Институтом ядерной физики СО РАН, где находится самый мощный в мире на сегодняшний день терагерцовый лазер на свободных электронах (НЛСЭ).

► Разработкой дифракционных оптических элементов (ДОЭ) для ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазонов в Самарском университете (ранее — СГАУ) занимаются с начала 1980-х годов. Преимуществами дифракционных оптических элементов перед элементами традиционной оптики являются уменьшенные массогабаритные характеристики и более широкие функциональные возможности.


В июньском номере издания Journal of Modern Optics вышла статья Focusing of Novosibirsk Free Electron Laser (NovoFEL) radiation into paraxial segment, в которой изложены результаты исследования фокусировки пучка терагерцового излучения Новосибирского лазера на свободных электронах на длине волны 141 мкм с помощью кремниевого дифракционного оптического элемента в протяженный объем цилиндрической формы.

Кремниевый бинарный (двухуровневый) дифракционный оптический элемент был рассчитан и изготовлен с помощью технологии реактивно-ионного травления в Научно-образовательном центре нанотехнологий Самарского университета. Специальное антиотражающее полимерное покрытие для уменьшения потерь на отражение было разработано и нанесено на поверхность элемента специалистами компании «Тидекс» (Санкт-Петербург). 

— Созданный дифракционный оптический элемент позволяет формировать цилиндрический протяженный световой пучок для зондирования объектов сложной формы с высоким пространственным разрешением, — отмечает заведующий научно-исследовательской лабораторией прикладной электродинамики НГУ, главный научный сотрудник Института ядерной физики СО РАН, доктор физико-математических наук, профессор Борис Князев.

Учёный подчеркивает, что решение задачи управления пучками терагерцового излучения имеет большое значение для создания возможных приложений — лазерных радаров, телекоммуникационных систем терагерцового диапазона и лазерных технологических установок.

 

По словам Бориса Князева, направление интенсивно развивается: разрабатываются различные технологии создания дифракционных оптических элементов — от реактивно-ионного травления кремния до формирования микрорельефа на поверхности кремния с помощью лазерной абляции, или испарения (такая технология разработана в московском Институте общей физики РАН).

Похожие новости

  • 10/10/2017

    Молодежная конференция «Оптические и информационные технологии» прошла в новосибирском Академгородке

    ​​​Традиционная молодёжная конкурс-конференция «Оптические и информационные технологии» прошла с 25 по 27 сентября 2017 года в новосибирском Академгородке. Её организовали совместно Институт автоматики и электрометрии (ИАиЭ) СО РАН и Новосибирский государственный университет (НГУ) (при финансовой поддержке Российского научного фонда).
    1413
  • 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.
    1216
  • 28/04/2018

    Внутренний огонь физика Будкера: 100 лет со дня рождения основателя Института ядерной физики СО РАН

    ​​1 мая исполняется 100 лет со дня рождения основателя Института ядерной физики Сибирского отделения РАН Андрея Будкера. Андрей Будкер - крупный теоретик, "релятивистский инженер", пионер коллайдеров на встречных пучках заряженных частиц.
    1390
  • 30/01/2018

    Глиобластому головного мозга учатся лечить в Новосибирске

    ​Глиобластому головного мозга - диагноз, стоивший жизни Дмитрию Хворостовскому и Михаилу Задорнову - учатся лечить в Новосибирске. Ученые ИЯФ СО РАН создали компактную установку, обеспечивающую такой поток надтепловых нейтронов, который достаточен для лечения пациентов методом бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ).
    3062
  • 15/12/2016

    Директор ИЯФ СО РАН Павел Логачёв об ответственности академика, коллайдерах и Нобелевских премиях

    Для доктора физико-математических наук Павла Логачёва последние два года отмечены важными вехами в карьере. В 2015 году он стал третьим по счёту после Герша Будкера и Александра Скринского директором Института ядерной физики СО РАН — крупнейшего академического института России.
    4190
  • 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.
    1647
  • 14/04/2017

    На коллайдер SuperKEKb в Японии установили детектор Belle II с российским оборудованием

    В ускорительном центре КЕК (Цукуба, Япония) завершена установка детектора Belle II в место встречи пучков коллайдера SuperKEKB, сообщает пресс-служба КЕК. Общий вес детектора превышает 1400 тонн. Одна из его ключевых систем – 40-тонный электромагнитный калориметр на основе кристаллов йодистого цезия – был создан и разработан при определяющем участии Института ядерной физики им.
    1286
  • 09/10/2018

    Что и как будут лечить в кластере ядерной медицины в Новосибирске

    ​В Советском районе Новосибирска до 2025 года должен появиться радиологический кластер — три центра для диагностики и лечения рака. Соглашение об этом 27 августа на выставке «Технопром-2018» подписали ректор Новосибирского госуниверситета Михаил Федорук, врио губернатора Андрей Травников и замгендиректора холдинга «Швабе» Сергей Попов.
    1119
  • 28/02/2019

    В ЦЕРН обнаружили новую частицу, которая уточнит кварковую модель

    ​Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входят Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Новосибирский государственный университет (НГУ), объявила об открытии нового состояния c-кварка и анти c-кварка – частицы ψ3(1D).
    491
  • 27/05/2019

    Ученые Академгородка представили первые результаты лечения онкобольных при помощи БНЗТ

    ​О подтвержденной эффективности БНЗТ при различных типах злокачественных опухолей человека исследователи рассказали на конференции в Новосибирске. С докладом выступил завлабораторией БНЗТ Физического факультета НГУ, доктор физико-математических наук, доцент Сергей Таскаев.
    193