Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Разработана модель квадратичной восприимчивости в области фононного поглощения кристаллов, которая должна помочь оценить эффективность даунконверсии лазерного излучения в ТГц диапазон. В настоящее время модель учитывает один фонон и дисперсию квадратичной восприимчивости в согласии с правилом Миллера. Модель предназначена для расчёта эффективности преобразования излучения накачки в окрестности фононной моды кристалла в частоту 0,3 ТГц (длина волны 1000 мкм). Предварительно построенная модель показала, что, накачка предпочтительна на низкочастотном крае фононного пика: эффективность выше на 2-3 порядка относительно высокочастотного края. А также было определено, что для оценок эффективности даунконверсии в тонких кристаллах, поглощением излучения можно пренебречь в некоторой окрестности фонона. Исследована комплексная диэлектрическая проницаемость кристалла SBN-75 в субтерагерцовой области. Показана температурная стабильность для неполярной оси. Зависимость свойств полярной оси демонстрирует уширенный фазовый переходи от 25 до 200 градусов цельсия с максимумом в окрестности 100 градусов, что согласуется с известными из литературы данными для частоты 9,4 ГГц.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Изучено взаимодействие излучения терагерцового спектрального диапазона с пленками ITO толщиной менее 300 нм на подложках из плавленного кварца. Определена зависимость их комплексного показателя преломления в диапазоне 0,2—1,2 ТГц от толщины. Свойства пленок в данной области хорошо описываются моделью Друде, параметры которой определены из аппроксимации данных в широком спектральном диапазоне. Модель демонстрирует линейный рост удельной проводимости с увеличением толщины и может быть полезна для расчета антиотражающих покрытий для терагерцового излучения в нелинейно-оптических генераторах и детекторах. Результаты исследования воздействия интенсивного терагерцового излучения с пиковой и средней интенсивностью до 2 МВт/см2 и 1,2 кВт/см2 соответственно, показало отсутствие лазерного повреждения пленок и позволило наметить границы применения пленок ITO в качестве дихроичных зеркал транспортных каналов интенсивных терагерцовых пучков. Компоненты показателя преломления и коэффициента поглощения нелинейного кристалла RbTiOPO4 (RTP) были измерены методом импульсной терагерцовой спектроскопии в диапазоне 0.2–1.6 ТГц при комнатной температуре. Значения показателей преломления в низкочастотной области близки к значениям кристалла KTiOPO4. Однако RTP демонстрирует более высокое поглощение, в частности, на частотах выше 1.5 ТГц. Предложены уравнения Зельмейера, описывающие дисперсию показателя преломления в исследуемом диапазоне. Показано выполнение условий коллинеарного фазового согласования в главной плоскости XZ для генерации разностной терагерцовой частоты при накачке излучением ближних ИК лазеров. Построена модель дисперсии комплексного показателя преломления в окрестности 54 мкм и показана возможность коллинеарного фазового согласования для генерации частоты 0.3 ТГц при реализации типа преобразования 𝑠1 − 𝑓3 → 𝑓2 в плоскости XZ кристалла KTP с ненулевой эффективностью (deff ≠ 0). Параметр эффективности, учитывающий поглощение излучения, изменяется в диапазоне от 0.08 до 0.02 в зависимости от сигнальной длины волны накачки, достигая максимума для длины волны в окрестности 53.3 мкм м кристалла толщиной в диапазоне 0.1-1 мм. Не смотря на упрощения в оценках, важным аспектом полученного результата является теоретическая демонстрация принципиальной возможности реализации предложенного подхода каскадного преобразования. Это дополнительно открывает потенциал использования локальных окон прозрачности в кислородсодержащих кристаллах, в частности в сегнетоэлектриках, для усиления даунконверсии частот интенсивных лазерных источников в субтерагерцовый диапазон. В этой связи мы полагаем, что дальнейшие исследования могут быть направлены не только на уточнение модели, но и на анализ иных нелинейных сред, в первую очередь изоморфов кристалла KTP (KTA, RTP, RTA), в которых замена одного или двух элементов приведет к смещению фононов и сдвигу локальных окон прозрачности. Это предположительно позволит получить эффективные источники ТГц излучения с близким в некоторой окрестности частотами, которые могут быть использованы в более сложных каскадных схемах нелинейного преобразования частот. Также следует исследовать температурную зависимость диэлектрических свойства кристаллов в области фононного поглощения. Обычно при изменении температуры наблюдаются сдвиги фононных мод (причем как высокочастотную сторону, так и наоборот). Данный эффект может быть использован для контроля частоты вынужденного поляритонного рассеяния и для управления перестройкой генерируемой частоты следующего каскада даунконверсии.