ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
Данный проект посвящен разработке новых методик генерации и усиления терагерцового излучения в нестационарной неравновесной лазерной плазме, созданной двухцветными и ультракороткими одноцветными оптическими лазерными импульсами, которые в перспективе могут привезти к созданию альтернативных терагерцовых лазерных устройств. Освоение терагерцового (ТГц) диапазона частот (0,1÷10 ТГц) является одним из перспективных научных направлений, что обусловлено широкими возможностями применений терагерцового излучения в материаловедении, биологии, медицине и системах обеспечения безопасности, а также в системах космической связи, диагностики и контроля атмосферы и высокоскоростной передачи информации. Необходимым условием развития этих направлений является разработка и создание систем терагерцовой спектроскопии с высокой эффективностью генерации и регистрации ТГц излучения. Однако до сих пор актуальной остается задача освоения данного диапазона, что обусловлено сложностью разработки эффективных методов генерации когерентного терагерцового излучения. В этом диапазоне, расположенном на оси частот между инфракрасным и микроволновым диапазонами, трудно применять хорошо разработанные за последние полвека физические принципы генерации оптического и СВЧ-излучений. Распространенным подходом к генерации терагерцового излучения является воздействие фемтосекундных лазерных импульсов на фотопроводящие антенны, электрооптические и газовые среды. Преимуществом генерации излучения именно в газовых средах является отсутствие фононных линий поглощения в данном диапазоне, которые с неизбежностью присутствуют во всех нелинейных кристаллах (твердотельных средах), а также ограничения сверху на энергию импульса накачки, связанное с оптическим пробоем и разрушением материала. Плазменные среды достаточно просты в получении, представляется возможным создание протяженного (удаленного) источника ТГц излучения. Однако несмотря на вышеперечисленные преимущества эффективность преобразования энергии лазерного излучения в терагерцовое остается невысокой, порядка 0,001-0,1 %. В связи с этим остается актуальной задача разработки новых, более эффективных методов конверсии энергии фемтосекундных оптических лазерных импульсов в терагерцовое излучение. Научная новизна предлагаемого исследования связана прежде всего с комбинацией принципиально новых идей и подходов, сформулированных автором проекта, которые позволят создать новый более эффективный источник терагерцового излучения из лазерной плазмы. Основная идея заключается в возможности дополнительного усиления формирующегося ТГц фона излучения за счет особых свойств неравновесного плазменного образования.
This project is aimed to the development of new methods of generation and amplification of terahertz radiation in a non-stationary nonequilibrium laser plasma, created by the two-color and ultrashort single-color optical laser pulses, which in the future can lead to the fabrication of alternative terahertz laser devices. The mastering of terahertz (THz) frequency range (0.1 ÷ 10 THz) is one of the promising scientific trends which is due to the wide possibilities of terahertz radiation applications in materials science, biology, medicine and security systems, as well as in space communications, atmosphere diagnostics and control and high-speed information transfer. A prerequisite for the development of these areas is the creation of terahertz spectroscopy systems with a high efficiency of THz generation and detection. However, up to now, the problem of mastering of this frequency range remains urgent which is due to the obstacles in developing effective methods of the generation of coherent terahertz radiation. In this range, located in between the infrared and microwave ranges, it is difficult to apply the well-known over the past half century physical and optical principles for the generation of optical and microwave radiation. A widespread approach to the generation of terahertz radiation is the influence of femtosecond laser pulses on photoconductive antennas, electro-optical and gas media. The advantage of generating radiation namely in gaseous media is the absence of phonon absorption lines in a given range, which are inevitably present in all nonlinear crystals (solid-state media), and also the pump pulse energy limit associated with optical breakdown and material destruction. Plasma media are fairly easy to produce, it seems to be possible to create extended (remote) THz radiation sources. However, despite the above advantages, the efficiency of converting of laser radiation energy to terahertz range remains low, on the order of 0.001-0.1%. Thereby the problem of developing new more efficient methods of optical to terahertz pulse energy convertion remains urgent. The scientific novelty of the proposed study is primarily connected with a combination of crucially new ideas and approaches formulated by the author of the project, which allows to create a new more efficient source of terahertz radiation from laser plasma. The key idea consist in the possibility of additional amplification of the generated THz radiation background due to the specific properties of nonequilibrium plasma channel.
НИИЯФ МГУ | Координатор |
грант РНФ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 июля 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Новые методы генерации и усиления терагерцового излучения, возникающего в неравновесных плазменных каналах, созданных высокоинтенсивным лазерным излучением |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 июля 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Новые методы генерации и усиления терагерцового излучения, возникающего в неравновесных плазменных каналах, созданных высокоинтенсивным лазерным излучением |
Результаты этапа: |
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".