ИСТИНА

Последние годы отмечены интенсивным развитием технологий фотоники, связанных с использованием миниатюрных (волоконных и интегральных) устройств на основе стекла и монокристаллов для управления световыми пучками, а также с формированием оптических устройств в стекле и монокристаллах лазерным пучком. Однако их развитие в известной мере сдерживается тем, что специалисты по лазерной физике и оптике зачастую не имеют возможности оптимизации составов материалов, на которых проводят исследования, ограничиваясь доступными на рынке марками, а специалисты в химии стекла и оптическом материаловедении ограничены в возможностях эффективных практических разработок в силу недостатка опыта в оптических экспериментах и низкого качества стекол, которые могут быть получены в лаборатории, совершенно недостаточного для разработки на их базе полноценных устройств. Предлагаемый проект нацелен на развитие прорывных лазерных технологий модифицирования оптически однородных стекол в нано- и микромасштабе для формирования элементной базы фотоники и интегральной оптики. Основным подходом, выгодно отличающим данный проект от большинства исследований в этой области, станет использование стекол, специально разработанных под каждую из решаемых задач, но при этом обладающих однородностью на уровне промышленных оптических стекол за счет использования универсальной полупромышленной линии производства оптических стекол РХТУ им. Д.И. Менделеева, в качестве объектов для разработки методик лазерного модифицирования стекол. Эффективному решению поставленных задач будет способствовать объединения усилий специалистов по лазерной физике, оптике и взаимодействию лазерных пучков с материалами – ведущего ученого и ряда крупных физиков из различных организаций и ведущей научной школы России в области физики, химии и технологии стекла из РХТУ . Наиболее важным направлениям исследований в проекте станет развитие технологий «пятимерной» оптической памяти на базе стекла со сверхвысокой плотностью записи данных и устойчивостью к внешним воздействиям и неограниченным времени жизни, недавно созданной в ряде вариантов группой ведущего ученого и другими исследователями. В данном проекте для улучшения характеристик оптической памяти будут исследованы возможности различных многокомпонентных стекол, однородных и наноструктурированных, в частности, сегнетоэлектрическими фазами, которые могут открыть путь к перезаписываемой оптической памяти. Вторым направлением станет разработка методов лазерного формирования в стеклах и монокристаллах активных интегральных волноводов с аморфной, монокристаллической или нанокристаллической структурой, а также трехмерных плазмонных архитектур из металлических наночастиц в стеклах для использования в качестве активных элементов интегральных лазеров и усилителей, преобразователей частоты, электрооптических преобразователей и других управляющих устройств интегральной оптики. При этом впервые будет проведен полноценный анализ волноводных характеристик кристаллических каналов в стеклах, и созданы макеты активных интегральных устройств на их основе. Третьим направлением исследований станет разработка микросфер с модами шепчущей галереи на основе стекол специальных составов, в том числе люминесцирующих для применения в датчиках и лазерных резонаторах. Впервые будет исследованы возможности лазерного модифицирования микросфер, включая запись в них брэгговских решеток, изменение формы и внутренней структуры и его влияния на их функциональные характеристики.