КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 24-23-00194
НазваниеДвух- и трехфотонная спектроскопия с использованием металлических капилляров: новые перспективы в исследованияx газов и жидкостей
РуководительКоузов Александр Петрович, Доктор физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет", г Санкт-Петербург
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2024 г. - 2025 г. |
Конкурс№89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах, 03-505 - Строение молекул и молекулярная спектроскопия
Ключевые словаметаллические капилляры, линейная и нелинейная спектроскопия комбинационного рассеяния,параметрическая люминисценция, хиральность
Код ГРНТИ31.15.15 31.15.21
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Повышение чувствительности оптических методов, основанных на исследованиях интенсивностей и спектральных свойств вторичного излучения, существенно необходимо для прогресса как в академических исследованиях (микродинамика газов и жидкостей, электрооптические свойств молекул, новые типы лазеров), так и для усовершенствования установок комбинационного рассеяния света (КР), применяемых для количественного спектрального анализа. Данный проект посвящен исследованию новых возможностей, открываемых использованием тонких металлических капилляров (МК) для увеличения мощности излучения, возникающего при рассеянии фотонов изотропной средой внутри такого световода, а также и для более эффективного сбора полезного сигнала. По сравнению со стандартными схемами генерации вторичного излучения, объем взаимодействия фотонов с молекулами внутри МК кардинально увеличивается, что приводит к оценочному росту мощности сигналов КР на несколько десятичных порядков и качественно улучшает потенциал КР как метода количественного спектрального анализа. Помимо оптимизации практических схем использования МК для регистрации сигналов КР, предполагаются теоретические исследования изменений электромагнитного поля внутри МК, которые могут стать триггером ряда новых и пока недоступных для детектирования процессов, как например, КР, меняющего четность молекулярный состояний и обусловленного магнитной составляющей поля. Будут исследованы магнитные и квадрупольные взаимодействия света с веществом, которые могут индуцировать когерентные трехволновые процессы в изотропной среде, например, параметрическую люминесценцию (спонтанный распад фотона в прозрачной среде). Рассматривается также возможность использования МК для регистрации сигналов двухчастотного смешения в макроскопически изотропных средах, содержащих хиральные молекулы.
Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта будут спроектированы и построены МК- кюветы, а также выяснены ограничения на их предельные длины и мощности падающего излучения. Будет отлажена методика детектирования КР сигнала, выходящего из торца световода, количественно оценены выигрыши, даваемые использованием МК для регистрации КР-спектров реперных газов, и разработаны практические рекомендации. В результате выполнения расчетов ab initio будут впервые получены значения производных E1-M1-поляризуемости молекулы СО_2 по антисимметричной координате, что необходимо для оценки интенсивности КР с изменением четности и для попыток зарегистрировать этот новый эффект. Будет впервые учтена роль магнитной составляющей поля внутри МК и оценены условия обнаружения трехфотонных процессов в изотропной среде, в частности параметрической люминесценции. Если оценки покажут осуществимость таких опытов, то это может стать стимулом для разработки принципиально новых подходов к практическим применениям нелинейной оптики. Будет также исследован потенциал гипер-КР, как нового метода детектирования молекулярной хиральности per se, не поддававшейся до сих пор обнаружению в оптически неактивных (рацемических) смесях. Успех может привести к развитию новых оптических методов, применяемых в химии, биологии и фармацевтике.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ