|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Нелинейная микроскопия, квантовая сенсорика и аттосекундная спектрохронография на основе микроструктурированных световодовНИР
Nonlinear microscopy, quantum sensing, and attosecond spectrochronography with photonic-crystal fibers
- Руководитель НИР: Желтиков А.М.
- Участники НИР: Воронин А.А., Глек П.Б., Ланин А.А., Митрофанов А.В., Петров Н.Л., Савицкий И.В., Серебрянников Е.Е., Сидоров-Бирюков Д.А., Степанов Е.А., Федотов А.Б., Федотов И.В.
- Подразделение: Физический факультет
- Срок исполнения: 2 мая 2017 г. - 31 декабря 2019 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 17-12-01533
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Индустрия наносистем и материалов
- ПН России: Индустрия наносистем
-
Рубрики ГРНТИ:
- 29.33.29 Преобразование частот методами нелинейной оптики
- 29.33.39 Оптические явления в волноводах и тонких пленках. Интегральные оптические схемы
- 29.33.49 Лазерная спектроскопия
-
Ключевые слова:
сверхбыстрые процессы в веществе, аттосекундная физика, нелинейная оптика, оптика сверхкоротких импульсов
ultrafast processes, attosecond physics, ultrafast optics, nonlinear optics -
Описание:
Целью проекта является проведение фундаментальных и поисковых научных исследований в области разработки новых методов спектроскопии быстропротекающих процессов, нелинейно-оптической микроскопии и оптической магнитометрии и термометрии на основе использования оптических волокон нового типа – микроструктурированных (МС) световодов. Уникальные свойства световодов этого класса обусловлены возможностью активного формирования частотного профиля дисперсии и пространственного профиля поля в волноводных модах. На этой основе удается реализовать высокоэффективное широкополосное преобразование спектра и временной формы сверхкоротких лазерных импульсов. Благодаря своей структуре МС-световоды могут быть также соединены со свето- и магниточувствительными элементами для создания полностью волоконных сенсорных элементов. В рамках вносимого проекта предлагается разработать МС-световоды со структурой, обеспечивающей возможность активного управления спектром и временным профилем сверхкоротких импульсов в широком диапазоне пиковых мощностей для целей нелинейно-оптической микроскопии и спектроскопии сверхбыстрых процессов, а также продемонстрировать физические принципы волоконной магнитометрии на основе использования МС-световодов с внедренными центрами типа азот--вакансия (NV) в алмазных микро- и наночастицах.
-
Abstract:
The central goal of this project is to integrate advances in ultrafast optical science and cutting-edge fiber-optic technologies to develop conceptually and technologically new, compact and cost-efficient solutions for ultrafast spectroscopy, nonlinear-optical microscopy, and optical magnetometry. As its cornerstone idea, the project resorts to a unique combination of advantages offered by photonic-crystal fibers (PCFs) -- a new class of optical fibers, also known as microstructure fibers, whose dispersion and nonlinearity can be tailored through fiber structure engineering, enabling highly efficient, broadband spectral and temporal transformation of ultrashort laser pulses. The structure of PCFs also offers numerous advantages for the integration of fibers with photosensitive and magnetic-field sensitive elements, suggesting a powerful tool for fiber-based sensing and optical magnetometry. As a part of this project, we propose to develop PCFs optimized for spectral and temporal tailoring of ultrashort laser pulses and few-cycle field waveforms within an ultrabroad range of peak powers for the purposes of ultrafast spectroscopy and nonlinear microscopy. We also plan to employ PCFs to demonstrate fiber-format optical magnetometry using PCFs doped or covered with nitrogen--vacancy (NV) centers in diamond micro- and nanoparticles.
- Добавил в систему: Желтиков Алексей Михайлович
Источник финансирования НИР
| грант РНФ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 2 мая 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Нелинейная микроскопия, квантовая сенсорика и аттосекундная спектрохронография на основе микроструктурированных световодов |
| Результаты этапа: Проведенные исследования на первом этапе реализации проекта Российского Научного Фонда позволили выявить новые сценарии преобразования фемтосекундных и пикосекундных импульсов в твердотельных и полых фотонно-кристаллических (ФК) световодах, идентифицировать области аномальной дисперсии атмосферного воздуха в окнах прозрачности в среднем инфракрасном (ИК) диапазоне. В результате было впервые продемонстрировано явление самокомпрессии субтераваттных импульсов средней ИК области спектра в воздухе. Формируемые таким образом предельно короткие импульсы могут быть использованы для зондирования динамики фотоионизации твердых тел с разрешением по глубине, теоретические основы которой также были развиты в ходе работы над Проектом. | ||
| 2 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Нелинейная микроскопия, квантовая сенсорика и аттосекундная спектрохронография на основе микроструктурированных световодов |
| Результаты этапа: Исследованы особенности трансформации огибающей интенсивности сверхкороткого лазерного импульса, распространяющегося в атмосферном воздухе, на центральной частоте вблизи колебательно-вращательных молекулярных переходов углекислого газа и водяных паров в среднем ИК диапазоне. Показано, что задача характеризации дисперсии молекулярного газа может быть решена с помощью метода сверхбыстрой спектрохронографии, сочетающего разрешенное по времени четырехволновое смешение и кросскорреляционное спектрально-разрешенное оптическое стробирование. В результате исследований мы ожидаем выявить влияния различных параметров световодов (протяженность, размер сердцевины, радиус кривизны световода) с большой площадью моды на спектральные и временные свойства сгенерированного излучения суперконтинуума. | ||
| 3 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Нелинейная микроскопия, квантовая сенсорика и аттосекундная спектрохронография на основе микроструктурированных |
| Результаты этапа: Проведены исследования режимов солитонной самокомпрессии импульсов среднего инфракрасного диапазона в заполненных газом фотонно-кристаллических (ФК) световодах с антирезонансной структурой оболочки, приводящие к формированию однопериодных импульсов Постановка задачи. В данной работе мы исследуем возможности использования волоконно-оптических методов для генерации протяжённого суперконтинуума и самокомпрессии сверхкоротких импульсов среднего инфракрасного (ИК) диапазона микроджоулевого уровня энергий до длительностей около одного периода поля. Особый интерес вызывают антирезонансные световоды с оболочкой в виде одного кольца капилляров. Как было показано ранее оптические волокна такого класса поддерживают генерацию суперконтинуума в процессе спектрального уширения сверхкоротких лазерных импульсов ближнего ИК диапазона. Проведены исследования режимов солитонной самокомпрессии импульсов среднего инфракрасного диапазона в заполненных газом фотонно-кристаллических (ФК) световодах с антирезонансной структурой оболочки, приводящие к формированию однопериодных импульсов Постановка задачи. В данной работе мы исследуем возможности использования волоконно-оптических методов для генерации протяжённого суперконтинуума и самокомпрессии сверхкоротких импульсов среднего инфракрасного (ИК) диапазона микроджоулевого уровня энергий до длительностей около одного периода поля. Особый интерес вызывают антирезонансные световоды с оболочкой в виде одного кольца капилляров. Как было показано ранее оптические волокна такого класса поддерживают генерацию суперконтинуума в процессе спектрального уширения сверхкоротких лазерных импульсов ближнего ИК диапазона. Проведены исследования режимов солитонной самокомпрессии импульсов среднего инфракрасного диапазона в заполненных газом фотонно-кристаллических (ФК) световодах с антирезонансной структурой оболочки, приводящие к формированию однопериодных импульсов Постановка задачи. В данной работе мы исследуем возможности использования волоконно-оптических методов для генерации протяжённого суперконтинуума и самокомпрессии сверхкоротких импульсов среднего инфракрасного (ИК) диапазона микроджоулевого уровня энергий до длительностей около одного периода поля. Особый интерес вызывают антирезонансные световоды с оболочкой в виде одного кольца капилляров. Как было показано ранее оптические волокна такого класса поддерживают генерацию суперконтинуума в процессе спектрального уширения сверхкоротких лазерных импульсов ближнего ИК диапазона. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".