Исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликовано в журнале Laser & Photonics Reviews (прим. - Пресс-служба РНФ).
«Ученые ИТМО разработали рекордно тонкое устройство, которое уменьшает длину волны лазерного луча в три раза. Этот процесс, известный как генерация третьей гармоники, теперь стал эффективнее благодаря пленке из халькогенидного сплава толщиной всего 20 нанометров. Она генерирует излучение в широком диапазоне длин волн без усиления нанорезонаторами и показывает результат в 100-1000 раз лучше аналогичных наноустройств», - говорится в сообщении.
Разработка может заменить несколько источников излучения в лазерных сканирующих микроскопах и повысить разрешение изображения. Также генерация гармоники в зависимости от фазы пленки может служить методом кодирования информации, что в перспективе можно использовать для фотонных интегральных схем, которые обрабатывают оптические сигналы в квантовых коммуникациях.
По данным пресс-службы, генерация гармоники - процесс в нелинейной оптике, при котором лазер проходит через нелинейный кристалл и длина волны света уменьшается. Порядок гармоники определяет, во сколько раз длина волны уменьшилась: если в два раза - получилась вторая гармоника, если в три - третья. Генерация третьей гармоники используется в биофотонике и медицине. Однако пока не существует эффективных источников ее генерации, для имитирования в индустрии используют дорогие и большие (до полуметра в ширину) многоволновые системы.
Авторы исселедования — ученые Нового физтеха ИТМО (слева направо): Алексей Юлин, Ольга Кущенко, Артем Синельник и Даниил Литвинов. Источник: Дмитрий Григорьев / ITMO NEWS
Как рассказали в вузе, ученые Нового физтеха ИТМО и НИУ «Московский институт электронной техники» создали переключаемый и компактный источник третьей гармоники, который работает в 100-1000 раз эффективнее аналогичных нанометровых устройств. Секрет разработки - в тонких пленках из халькогенидного сплава германия, сурьмы и теллура (Ge2Sb2Te5, или GST). Ранее этот материал получил широкую известность благодаря его применению в DVD-дисках и элементах оптической памяти.
«Толщина устройств на основе других метаповерхностей достигает примерно 400-600 нанометров. Наши пленки - 20 нанометров. Причем на эффективность работы влияет толщина: чем тоньше пленка в аморфной фазе, тем более эффективно происходит генерация. Благодаря такой особенности наша разработка попадает в тренд на миниатюризацию прикладных устройств», - привели в пресс-службе слова одного из авторов исследования, аспиранта Нового физтеха ИТМО Даниила Литвинова.
