Лазерный мир

Источники когерентного излучения – это лазеры, которые давно вошли в нашу жизнь. Однако развитие электроники и фотоники предъявляет к лазерам более высокие требования, связанные с улучшением рабочих характеристик и миниатюризацией. К таким вызовам обычные лазеры оказались не готовы, поскольку их размер не может быть сколь угодно мал. Он сопоставим с длиной волны генерируемого излучения, а это сотни-тысячи нанометров. На первый взгляд, это достаточно мало, но в сравнении с технологиями интегральных схем и разработками их элементов до семи нанометров, лазер в 1000 нанометров кажется гигантским устройством. В нашем проекте мы занимаемся разработкой лазеров, размер которых был бы значительно меньше. Для этого мы используем наноантенны – частицы благородных металлов, которые выполняют роль резонаторов. 

Процесс создания нанолазеров очень интересный, но вместе с тем крайне трудоёмкий, поскольку исследуемые объекты очень малы, при поиске генерации обнаруживается большое число других трудно объяснимых явлений.

Никита Торопов, кандидат физико-математических наук, проект «Разработка источников когерентного излучения на основе оптических субволновых антенн»:

Мы уже выполнили несколько успешных экспериментов, которые показывают работоспособность нашей идеи. Изучив данные из мировой литературы по тематике плазмонных нанолазеров, мы пришли к выводу, что существует несколько экспериментальных реализаций нанолазеров, результаты которых оспариваются в научном сообществе. Так, например, самый первый успешный эксперимент, где наблюдалось вынужденное излучение коллоидного раствора наночастиц благородных металлов, до сих пор многие коллективы даже не могут воспроизвести. Мы же от коллоида перешли к планарным образцам, по аналогии с микросхемами, и получили желаемое вынужденное излучение, аналогичное лазерному. Теперь перед нами стоит задача корректной интерпретации наблюдаемого явления, для которого необходимо собрать больше информации о его свойствах.

Мы не ориентированы на выведение проекта в прикладную область. Прежде всего, наша задача – показать принцип и доказать работоспособность, это научное творчество. Однако спектр применений нанолазеров очень широк: сенсоры, элементы оптической обработки информации, фотодинамическая терапия, биоанализы и другие.

Пока проект только начался, у нас есть первые результаты, корректную интерпретацию которым нам нужно дать. Это определит следующие шаги. Результаты нужно опубликовать, представить научной общественности и подумать о прикладной значимости исследования. Грант Президента РФ безусловно поможет в реализации проекта, поскольку теперь задачи публикаций и участия в конференциях легче реализовать. Кроме того, мы можем проделать больше экспериментов, вовлекая в работу новых магистрантов и аспирантов на платной основе.

Проект рассчитан на два года. Однако, постоянно находясь в поиске, новые идеи часто приходят в голову. Сейчас, например, возникает вопрос не только о создании нанолазеров, но и об изучении генерационных характеристик. То есть сроком гранта все не ограничится.

Источник: http://news.ifmo.ru/ru/science/photonics/news/8416/