Результаты международного сотрудничества – физики СПбГУ ищут и находят пути создания сверхбыстрых оптических систем и света с необычными свойствами

Группа ученых, в составе которой сотрудники СПбГУ (кафедра оптики) в коллаборации с членом-корреспондентом РАН, профессором Николаем Розановым (университет ИТМО) и немецкими коллегами из группы профессора Uwe Morgner (Ultrafast Optics Group, Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover), проводят исследования, результаты которых недавно были опубликованы в престижном научном журнале «Scientific Reports» (из группы Nature). Они могут привести к созданию нового поколения компактных и сверхбыстрых устройств нелинейной фотоники на базе когерентного взаимодействия света с веществом, таких как оптические переключатели, дефлекторы. На сегодняшний день для создания светоиндуцированных решеток показателя преломления в резонасных средах используют интерференцию двух и более пучков света, перекрывающихся в среде. Модуляция интенсивности света, получаемая в результате интерференции, приводит к модуляции показателя поглощения вещества, что в свою очередь приводит к созданию решетки показателя преломления. Дифракция света на таких решетках находит применения в нелинейной оптике и спектроскопии.

В опубликованной работе показана иная возможность создания светоиндуцированных структур, когда перекрытие пучков в среде не требуется, В том числе возможность наведения, стирания, а также сверхбыстрого мультиплицирования периода решеток. Также авторами была предсказана возможность создания в среде медленных волн поляризации, фазовая скорость которых может быть существенно меньше скорости света.

Как рассказал первый автор статьи, сотрудник СПбГУ Ростислав Архипов (кафедра оптики), его и коллег также интересуют и другие проблемы взаимодействия предельно-коротких импульсов с нелинейными средами. Они изучают возможности генерация так называемых униполярных предельно-коротких импульсов света, в которых напряженность поля не меняет свой знак, то есть обладает постоянной составляющей поля вплоть до субциклововой длительности. Такие импульсы способны оказывать однонаправленное воздействие на заряженные частицы и могут быть использованы для ускорения заряженных частиц и эффективного контроля динамики волновых пакетов. Другая оригинальная задача, это изучение излучения резонасных сред в условиях когда область взаимодействия импульса со средой перемещается по ней со скоростью, большей скорости света в вакууме c. Возникающее при этом излучение Черенкова обладает необычными спектральными характеристиками. Сверхсветовые источники элекромагнитного излучения привлекают исследователей уже давно. Этими вопросами занимались О. Хевисайд, А. Зоммерфельд, а также В. Л. Гинзбург, И. М. Франк, Г. А. Аскарьян, Н. Г. Басов и др.

Результаты данных исследований по этой теме опубликованы авторами в виде обзоров в престижном отечественном издании «Письма в Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики» и зарубежном журнале «Laser Physics». Подробнее о результатах данных исследованиях читайте в недавних обзорах:

Как отметил Р. Архипов, работы ведутся в интенсивном режиме и с начала года опубликовано более 10 статей по этой теме и пригласил к сотрудничеству активных студентов, заинтересованных в интересной работе.

  • Просмотров: 1576