Разработка, создание и исследование дифракционных оптических элементов (в том числе с субволновым микрорельефом) для управления пучками лазера на свободных электронах дальнего ИК и терагерцового диапазонов

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 проекта 19-72-20202

НазваниеРазработка, создание и исследование дифракционных оптических элементов (в том числе с субволновым микрорельефом) для управления пучками лазера на свободных электронах дальнего ИК и терагерцового диапазонов

Руководитель Павельев Владимир Сергеевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" , Самарская обл

Конкурс №31 - Конкурс 2019 года по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-303 - Физика лазеров

Ключевые слова . дифракционный оптический элемент, лазер на свободных электронах, терагерцовый диапазон, субволновый микрорельеф

Код ГРНТИ29.33.17

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В рамках предлагаемого проекта предполагается создание высокоэффективных ДОЭ с существенно субволновым микрорельефом, что позволит одновременно управлять амплитудно-фазовыми хактеристиками и поляризационным состоянием пучка (что важно, в частности, при возбуждении поверхностных плазмон-поляритонов ТГц-диапазона), создавать дифракционные решетки с рекордными значениями энергетической эффективности, высокоэффективные фокусирующие элементы и т.д. Одновременное управление амплитудно-фазовыми и поляризационными характеристиками формируемого пучка имеет большое значение и для решения задач формирования пучков, устойчивых к распространению в неоднородных средах. Предполагается проведение исследований возбуждения плазмон-поляритонов в металлических волноводных структурах с помощью созданных ДОЭ и исследований устойчивости сформированных пучков к распространению в неоднородных средах. Разработка методов формирования на кремниевой поверхности субволновых структур позволит создавать дифракционные оптические элементы ТГц диапазона с антиотражающими структурами на оптических поверхностях. Кроме того, в рамках предлагаемого проекта предполагается создание и исследование дифракционных оптических элементов для управления мощными пучками лазера на свободных электронах в ИК-диапазоне (диапазон генерации NOVOFEL 8-10 мкм). Для создания пропускающих элементов этого диапазона предполагается использовать технологию плазмохимического травления поверхности поликристаллических алмазных пленок (АП), ранее использованную авторами проекта для изготовления дифракционных решеток для мощных CO2-лазеров (длина волны 10.6 мкм). Для создания отражающих элементов инфракрасного и терагерцового диапазонов предполагается использовать технологии плазмохимического травления подложки и вакуумного нанесения металлического слоя. Для изготовления высокоразрешающих фотошаблонов, необходимых для изготовления субволновых структур, предполагается использование синхротронного излучения в Сибирском Центре синхротронного и терагерцового излучения (СЦСТИ).

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Хонина С.Н., Тукмаков К.Н., Дегтярев С.А., Решетников А.С., Павельев В.С., Князев Б.А., Чопорова Ю.Ю. Design, fabrication and investigation of a subwavelength axicon for terahertz beam polarization transforming Computer Optics, 43(5): 756-764. (год публикации - 2019)
10.18287/2412-6179-2019-43-5-756-764

2. Павельев В.С., Чопорова Ю.Ю., Осинцева Н.Д., Тукмаков К.Н., Князев Б.А. Control of transverse mode content and polarization structure of terahertz coherent beams Computer Optics, Принято к публикации, приложено письмо из редакции (год публикации - 2019)

3. Чопорова Ю.Ю., Князев Б.А., Осинцева Н.Д., Павельев В.С., Тукмаков К.Н. Two channel terahertz communication based on spatial mode multiplexing Proceedings of 44th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz), 08874090 (год публикации - 2019)

4. Князев Б.А. Recent Experiments in Terahertz Photonics, Plasmonics, and Spectroscopy at the Novosibirsk Free Electron Laser Facility AIP Conference Proceedings, B.A. Knyazev, Recent experiments in terahertz photonics, plasmonics, and spectroscopy at the Novosibirsk free electron laser facility, AIP Conference Proceedings 2299, 030001 (2020) (год публикации - 2020)
10.1063/5.0030349

5. Павельев В.С., Дегтярев С.А., Тукмаков К.Н., Решетников А.С., Князев Б.А., Чопорова Ю.Ю. Silicon subwavelength axicons for terahertz beam polarization transformation Journal of Physics: Conference Series (год публикации - 2020)
10.1088/issn.1742-6596

6. Павельев В.С., Хонина С.Н., Тукмаков К.Н., Дегтярев С.А., Решетников А.С., Князев Б.А., Осинцева Н.Д., Чопорова Ю.Ю. Diffractive optics technologies for the control of high-power terahertz laser beams IEEE Xplore (год публикации - 2020)
10.1109/ICLO48556.2020

7. Павельев В.С., Тукмаков К.Н., Решетников А.С., Герасимов В.В., Осинцева Н.Д., Князев Б.А. Экспериментальное исследование самовосстановления терагерцовых бесселевых пучков с орбитальным угловым моментом Компьютерная Оптика (год публикации - 2021)

8. Павельев В.С., Хонина С.Н., Дегтярев С.А., Тукмаков К.Н., Решетников А.С., Герасимов В.В., Осинцева Н.Д., Князев Б.А. Spiral and Subwavelength Binary Axicons of Terahertz Range AIP Conference Proceedings (год публикации - 2022)

9. Павельев В.С., Тукмаков К.Н., Решетников А.С., Герасимов В.В., Осинцева Н.Д., Князев Б.А. Experimental investigation of self-healing of terahertz vortex beams IEEE Proceedings (год публикации - 2022)

10. Павельев В.С., Хонина С.Н., Дегтярев С.А., Тукмаков К.Н., Решетников А.С., Герасимов В.В., Осинцева Н.Д., Князев Б.А. Subwavelength silicon terahertz optics for generation of coherent beams with pre-given polarization state IEEE Xplore, 2021 46th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz), 2021, pp. 1-1 (год публикации - 2021)
10.1109/IRMMW-THz50926.2021.9567286

11. Чопорова Ю.Ю., Князев Б.А., Павельев В.С. Holography with high-power CW coherent terahertz source: optical components, imaging, and applications Light: Advanced Manufacturing, Light: Advanced Manufacturing (2022)3:31 (год публикации - 2022)
10.37188/lam.2022.031

12. Харитонов С.И., Павельев В.С., Казанский Н.Л., Cтрелков Ю.С., Тукмаков К.Н., Решетников А.С., Ганчевская С.В., Герасимов В.В., Князев Б.А. Оптимизация, изготовление и исследование кремниевой бинарной субволновой цилиндрической линзы терагерцового диапазона Компьютерная оптика (год публикации - 2023)

13. Павельев В.С., Князев Б.А., Комленок М.С., Тукмаков К.Н., Кононенко Т.В., Решетников А.С., Агафонов А.Н., Чопорова Ю.Ю., Осинцева Н.Д., Конов В.И., Сойфер В.А., Кулипанов Г.Н., Винокуров Н.А. Technologies of Diffractive Optics for IR and THz Ranges Abstracts of the 29th International Conference on Advanced Laser Technologies, Abstracts of the 29th International Conference on Advanced Laser Technologies – 2022, p.212. (год публикации - 2022)
10.24412/cl-35039-2021-21-7-7

Публикации