Прорыв в фотонике: в ННГУ придумали, как усиливать терагерцовое излучение

Учёные кафедры общей физики радиофизического факультета Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского (ННГУ) разработали новый метод генерации многоцикловых терагерцовых волн, который позволяет значительно повысить мощность излучения и гибко управлять его параметрами. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

Руководитель исследования, заведующий кафедрой общей физики Михаил Бакунов отметил, что генерация многопериодных электромагнитных импульсов в терагерцовом диапазоне — одна из сложнейших задач современной фотоники. В этом спектральном диапазоне не работают привычные методы лазерной техники и электроники.

Разработанный в ННГУ нелинейно-оптический подход позволяет формировать десятки колебаний терагерцового поля с помощью одного короткого лазерного импульса и масштабировать мощность излучения, увеличивая энергию лазерной накачки.

Обычно для получения терагерцового излучения используют дорогостоящие многослойные кристаллы с чередующимися нелинейными свойствами, где каждый слой генерирует один цикл волны. Такой способ ограничивает мощность и требует создания новых структур для изменения частоты.

Учёные ННГУ предложили заменить эту схему монокристаллом ниобата лития со специально подобранной ориентацией осей. Это позволило перестраивать частоту излучения простым изменением угла падения лазерного пучка и повышать мощность, используя крупные кристаллы и широкие лазерные лучи высокой интенсивности.

Результаты теоретических расчётов подтвердились экспериментально. Новый метод оказался эффективнее и экономичнее существующих решений. Коллеги из Университета Печа (Венгрия) уже рассматривают технологию как перспективный инструмент для ускорения частиц. Сейчас российские исследователи подбирают новые материалы, которые смогут заменить ниобат лития и сделать технологию ещё более производительной.