КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 20-72-00148
НазваниеГенерация электромагнитного излучения в активных и нелинейных топологических структурах
Руководитель Смирнова Дарья Александровна, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук" , Нижегородская обл
Конкурс №49 - Конкурс 2020 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-302 - Когерентная и нелинейная оптика
Ключевые слова топологическая фотоника, нанофотоника, метаповерхность, лазер, краевое состояние, резонанс, радиационные потери, нелинейная оптика
Код ГРНТИ29.31.27
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект посвящён разработке теории генерации излучения в активных топологических структурах, которая будет учитывать совместное влияние нелинейности среды, нарушения приближения сильной связи между структурными элементами топологической системы и радиационные эффекты. Развитое описание будет служить основой для проектирования топологических лазеров. Планируется рассмотреть различные дизайны топологических излучающих систем, выполненных на базе диэлектрических и полупроводниковых наноструктурированных метаповерхностей или решеток из близко расположенных одномодовых диэлектрических волноводов. Основное внимание в проекте будет уделено исследованию вопросов, связанных с надежной (защищенной от рассеяния на дефектах) генерацией монохроматического излучения и последовательности коротких импульсов в фотонных структурах, содержащих несколько топологических резонаторов, представляющими собой доменные стенки, или границы раздела топологически тривиальных и нетривиальных областей.
Для решения поставленной задачи будут развиты новые теоретические подходы к анализу взаимного влияния топологических и нелинейных эффектов при генерации излучения, и проведено полномасштабное численное моделирование в рамках уравнений Максвелла с материальными соотношениями, описывающими особенности нелинейности (и в частности, ее инерционность) в рассматриваемых топологических структурах.
Актуальность намеченных в проекте исследований связана с перспективой использования оптических топологических изоляторов в интегрированных оптических цепях, интерес к которым главным образом обусловлен поиском возможных альтернатив кремниевой электроники для повышения скорости обработки информации. Тематика проекта является актуальной и активно обсуждается в настоящее время в научной литературе. Выполнение проекта внесет существенный вклад в создание источников лазерного излучения, эффективно использующих как топологические, так и нелинейные особенности наноструктурированных сред.
Научный потенциал руководителя проекта, имеющего значительный задел и ряд перспективных идей в области неэрмитовой нелинейной топологической фотоники, позволит обеспечить соответствие результатов проекта мировому уровню.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ