Ученые-физики Института наукоемких технологий и передовых материалов планируют получить «белый» лазер на фотонных кристаллах
10 декабря 2023
Ученые Института наукоемких технологий и передовых материалов стали победителями конкурса Российского научного фонда (РНФ) по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» с проектом в области лазерной физики «24-22-00283. Конические лазеры и резонаторы белых лазеров на основе чирпированных и аподизированных фотонных кристаллов». Реализация рассчитана на два года, финансирование по каждому проекту составит до трех миллионов на весь период.
В составе научной группы – профессор Департамента общей и экспериментальной физики ИТМ ДВФУ доктор физико-математических наук Ашот Арутюнович Геворгян, два аспиранта программы 1.3.19 «Лазерная физика» (И.М. Ефимов и А.С. Анукшев) и А.О. Каменев, магистрант первого года обучения направления 03.04.02 «Прикладная физика».
Заявленный на конкурс проект направлен на решение проблемы разработки и создания новых лазеров с заданными характеристиками в рамках приоритетного направления «Переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта». Научная новизна проекта заключается в том, что впервые теоретически и экспериментально будут исследованы особенности лазерной генерации на конических модах для одномерных ФК и на связанных и краевых модах для чирпированных и аподизированных одномерных ФК. Решение данных задач позволяет определить комплекс основных характеристик, необходимых для создания управляемых лазеров с коническими модами, а также резонаторов для белых лазеров на основе чирпированных и аподизированных одномерных ФК.
– Несмотря на то, что лазеры были созданы еще в середине XX века, с тех пор это направление активно развивается, и интерес к нему только растет. Лазеры сегодня используются везде – в науке и технике, в медицине, в архитектуре, в быту, – рассказывает Ашот Арутюнович Геворгян, доктор физико-математических наук, руководитель научной группы. – Существует несколько типов лазеров с определенными характеристиками, например, есть «зеленый» лазер – он генерирует интенсивное излучение на длине волны, которая и соответствует зеленому свету. Основная научная задача нашего проекта – получить «белый» лазер, т.е. мощное излучение по всему видимому спектру. Второй момент: обычно на фотонных кристаллах рассматривается только осевая генерация лазерного излучения, т.е. вдоль оси кристаллов, мы же задались вопросом «А возможна ли внеосевая генерация по конической плоскости в исследуемых средах?» Теоретические исследования показали, что да – это осуществимо. Нам предстоит подтвердить теорию экспериментальными данными. На этот этап может уйти много времени, потому что возникают технические и технологические сложности, которые нужно проработать – как и при каких условиях изготовить фотонные кристаллы с нужными свойствами, как записать интерферационную картину, чтобы было видно несколько мод… Но сочетание теории и эксперимента – это стандарт в современной науке.
Профессор, доктор физико-математических наук Ашот Арутюнович Геворгян приехал в ДВФУ первый раз в 2016 году из Ереванского университета, выиграв конкурс по привлечению зарубежных ученых в российские вузы, работал в лаборатории аналитической лазерной спектроскопии, совместно с учеными ДВФУ сделал несколько высокорейтинговых публикаций. В 2020 стал уже постоянным сотрудником университета – ведущим научным сотрудником, входил в группу по выполнению государственного задания. В 2023 году перешел на должность профессора департамента общей и экспериментальной физики, возглавил научное направление, собрал научную группу, которая и стала победителем конкурса РНФ.
– Несмотря на то, что лазерная спектроскопия в Дальневосточном университете развивается давно, с фотонными кристаллами у нас серьезных теоретических и экспериментальных работ не было, – говорит Сергей Сергеевич Голик, кандидат физико-математических наук, зам. директора ИТМ по науке. – Ашот Арутюнович возглавил это направление, он сильный физик-теоретик. С 2020 года у нас уже сложился научный коллектив, физики-аспиранты выросли в молодых ученых. За три года у каждого из них опубликовано по 6-9 статей в рейтинговых журналах Scopus, это очень хороший результат и более чем достаточно для защиты диссертации. Победа в конкурсе РНФ научной группы ИТМ с экспериментально-теоретическим научным проектом – еще одно подтверждение, что исследования в нашем институте проводятся на очень высоком уровне, они актуальны, востребованы и поддержаны на самом высоком уровне.
