​​Одно из крупнейших мировых научных издательств Springer выпустило англоязычную книгу ученых отделения электронной инженерии Томского политеха — профессоров Игоря и Олега Мининых. Издание «Фотонный крючок: от оптики до акустики и плазмоники» посвящено ранее открытому ими новому типу искусственно искривленного луча. Ему исследователи и дали название «фотонный крючок».  

До обнаружения фотонного крючка науке был известен лишь один тип искривленных лучей — пучки Эйри и их производные. Их впервые получили в 2007 году в Университете Флориды. Однако, для их получения используется достаточно трудоемкий метод, сложное и громоздкое оборудование.

Фото: экспериментальная визуализация фотонного крючка 

В то время, как получить фотонный крючок на масштабах порядка длины волны оказалось несравнимо проще. Для этого необходим лишь источник фотонов, например, лазер, и микроразмерная частица из диэлектрического материала необычной формы — куб с пристыкованной к нему призмой. Проходя через эту частицу, фотонное излучение «искривляется» и принимает форму крючка. 

«Поиск принципов создания новых искривленных пучков — это интересная современная область исследований, открывающая широкие перспективы как с фундаментальной точки зрения, так и с практической. В 2015 году наш авторский коллектив теоретически предсказал существование фотонных крючков, а затем с российскими и зарубежными коллегами мы экспериментально подтвердили этот эффект в оптике, терагерцовом диапозоне, в акустике. И совсем недавно мы получили «плоский», двумерный «плазмонный» вариант фотонного крючка. Он меньше трехмерного и обладает новыми свойствами, поэтому его можно рассматривать как наиболее перспективный передатчик сигналов в высокоскоростных оптических микросхемах и для манипуляций наночастицами в наномасштабе, — говорит один из авторов, профессор отделения электронной инженерии ТПУ Игорь Минин. — В последнем издании мы собрали всю самую важную информацию о свойствах фотонного крючка. Интересно, что одно из предисловий к книге было написано автором открытия пучков Эйри». ​

Эффект фотонного крючка в перспективе может использоваться как для увеличения разрешения самых зорких из оптических микроскопов — наноскопов — так и в телекоммуникационных устройствах, в биологических исследованиях. Так, за счет своих физических свойств, крючок может захватывать молекулы и перемещать их, этот эффект может быть полезен, например, для отделения одних молекул от других, для поиска нужных молекул в биологических исследованиях. 

Часть исследований ученых была поддержана грантами Российского фонда фундаментальных исследований.  

Источники

Издательство Springer выпустило книгу ученых ТПУ о фотонном крючке
Служба новостей ТПУ (news.tpu.ru), 07/04/2021

Похожие новости

  • 12/08/2021

    Сибирские ученые управляют электронным пучком во время его импульса

    ​Группа ученых из Института сильноточной электроники СО РАН впервые продемонстрировала возможность управления мощностью электронного пучка в течение его импульса, генерируемого источником электронов с плазменным катодом.
    1268
  • 08/06/2021

    В Томской области началось строительство уникального энергоблока с реактором на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300

    В Северске Томской области на площадке Сибирского химического комбината (предприятие Топливной компании Росатома «ТВЭЛ») началось строительство атомного энергоблока мощностью 300 МВт с инновационным реактором на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300 со свинцовым теплоносителем и новым смешанным нитридным уран-плутониевым топливом, оптимальным для реакторов на быстрых нейтронах.
    2512
  • 05/04/2021

    В ТГУ открыли дизайн-центр по разработке современных систем связи 5G

    В Томском государственном университете на базе НОЦ «Инжиниринговый центр «СВЧ техники и технологии» при участии промышленного партнера АО «НПП «Радар ммс» открыли дизайн-центр «Вертикаль». Там будут заниматься разработкой доверенной аппаратуры для телекоммуникационных систем, в том числе для сетей мобильной связи поколения 5G.
    612
  • 07/09/2016

    ТПУ начнет коммерческие поставки фосфора-32 для биохимиков и онкологов

    ​Томский политехнический университет (ТПУ), который организовал единственное в России производство дефицитного радиоактивного изотопа фосфора-32, начнет коммерческие поставки этого препарата в следующем году, сообщил директор Физико-технического института ТПУ Олег Долматов.
    1575
  • 29/04/2021

    Работа ведущего научного сотрудника Института высоких технологий ИРНИТУ представлена на обложке авторитетного международного журнала

    В журнале Journal of Materials Chemistry C, выпускаемом Королевским химическим обществом (Великобритания), опубликована статья, выполненная с участием ведущего научного сотрудника Института высоких технологий ИРНИТУ Андрея Львова.
    460
  • 27/08/2021

    Ученые нашли простой способ управлять фотонной струей

    Ученые Томского политехнического университета вместе с исследователями из Национального университета Ян Мин Цзяо Дун (Тайвань) предложили простой способ управлять и перемещать фотонную струю — лучом света, фокусирующимся в очень маленькой локальной области.
    655
  • 06/08/2021

    Японские компании познакомились с работой российского Консорциума водородных технологий

    Представители более 60 японских организаций и компаний, среди которых Toyota, Toshiba, Mitsubishi и другие, сегодня в режиме онлайн обсудили развитие рынка водородных технологий. Специалисты Томского политехнического университета стали приглашенными спикерами вебинара, организованного Японской ассоциацией по торговле с Россией и новыми независимыми государствами (РОТОБО).
    539
  • 16/08/2021

    Ученые нашли способ вдвое увеличить скорость передачи данных между наноспутниками

    Ученые Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) по заказу РКК "Энергия" провели расчеты и выяснили, как увеличить ограниченную скорость передачи данных между наноспутниками в два раза.
    297
  • 31/08/2021

    Новый математический генератор помогает ученым в ЦЕРНе предсказывать поведение частиц темной материи

    Ученые коллаборации NA64 в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) разработали программу, моделирующую рождение и поведение нескольких классов частиц гипотетической темной материи. В разработке участвовали молодые ученые Томского политехнического университета.
    326
  • 27/07/2021

    Физики ТПУ установили новые алмазные детекторы для эксперимента CMS на Большом адронном коллайдере

    ​На одном из крупнейших детекторов Большого адронного коллайдера — CMS — на днях прошла замена системы мониторинга радиационного фона и параметров сталкивающихся пучков. Одна из важных частей системы — система аварийного сброса пучка BCML, необходимая для защиты отдельных узлов CMS и их электроники от критических радиационных повреждений.
    775