ИСТИНА

Появление лазеров, генерирующих фемтосекундные световые импульсы, существенно расширило возможности нелинейной оптики и спектроскопии поверхности. Благодаря высокой пиковой и малой средней интенсивности импульсного излучения стало возможным надёжно измерять слабый нелинейный отклик химических и биологических объектов на поверхности. Ещё одним эффективным способом оптического исследования поверхности является использование поверхностных электромагнитных волн (ПЭВ). Использование ПЭВ в нелинейной спектроскопии позволяет получать качественную информацию о среде от микроскопического объёма вещества. В настоящей работе для увеличения эффективности нелинейного отклика используются и сверхкороткие импульсы, и поверхностные волны. Нелинейная оптика с участием ПЭВ активно развивалась в 70-80 годах прошлого века, с использованием нано- и пикосекундных лазерных импульсов. Генерация второй оптической гармоники (ГВГ), отражённой от поверхности металла и усиленной (в 102106 раз) локальным полем ПЭВ, подробно изучена для коллинеарной геометрии возбуждения ПЭВ. Однако практически не изучены более информативные для спектроскопии поверхности процессы генерации суммарной, разностной частот (ГСЧ, ГРЧ) и четырёхволнового смешения (ЧВС) с участием ПЭВ. Специфика возбуждения ПЭВ фемтосекундными импульсами также изучена недостаточно. Наиболее распространённым оптическим методом получения информации о структуре молекул (в том числе и органических), находящихся на границе раздела или в тонкой плёнке, является ГВГ. Анализ зависимости сигнала поверхностной второй гармоники (ВГ) от параметров падающего излучения позволяет получать уникальную информацию о строении исследуемых молекул. Важным частным случаем методики ГВГ является исследование проявления хиральности. Явление хиральности состоит в существовании объектов в двух зеркально симметричных формах, которые нельзя совместить друг с другом. Существует кардинальное различие при физиологическом воздействии на живой организм хирального вещества в двух разных формах. В данной работе на практическом примере показаны возможности и перспективность применения нелинейно-оптического взаимодействия ПЭВ для исследования хиральной среды. Для взаимодействия неколлинеарных ПЭВ важными становятся пространственные и временные свойства сверхкороткого пакета ПЭВ. Длина и направление распространения, как и время жизни ПЭВ существенно влияют на эффективность генерации нелинейного сигнала. До сих пор не было получено изображение области локализации поля ПЭВ на решётке, и оставался открытым вопрос о природе такой волны, которая в принципе может быть локализована на поверхностных неоднородностях - штрихах решётки. В данной работе, кроме нелинейно-оптических методов, применяется сканирующий акустический микроскоп для наблюдения пространственного распределения поля ПЭВ. Исследуется взаимодействие поверхностных акустических волн и ПЭВ. Причём в этом случае возмущение, вносимое сканирующим акустическим микроскопом, значительно меньше, чем в случае других типов сканирующих микроскопов (туннельного, атомной силы, ближнего поля).