Наносветоводные структуры для формирования, передачи и преобразования широкополосных оптических сигналов, микроскопии и поляриметрии ближнего поля, а также нелинейной микроспектроскопии

Проведен анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме. Выполнено моделирование экспериментальных образцов нано- и микроструктурированных волокон со специальными профилями дисперсии. Проведено моделирование пространственного распределения электромагнитного поля оптической частоты, включающего в себя нерадиационные компоненты и локализованного вблизи торца МС световодов. Проведены необходимые расчеты и математическое моделирование. Составлен промежуточный отчета за 1 этап

Созданы и испытаны микро- и наноструктурированные волокна со специальными профилями дисперсии для высокоэффективного преобразования частоты. Разработана методика экспериментальных исследований, проведена подготовка экспериментальных образцов волокон, а также испытательных стендов. Выполнена разработка программы и методики испытаний экспериментальных образцов волокон. Оптимизированы условия для преобразования частоты фемтосекундных лазерных импульсов в микро- и наноструктурированных волокнах. Проведено исследование распределения электромагнитного поля оптической частоты, локализованного вблизи торца МС световодов. Проведены патентные исследования. Составлен отчет за 2 этап.

Целью работы является разработка и экспериментальное тестирование модифицированных системой воздушных отверстий наноструктурированных (НС) световодов с активно формируемыми дисперсионными и нелинейно-оптическими свойствами. Третий этап «Разработка физических принципов новых типов источников излучения для целей нелинейной спектроскопии и время разрешенных измерений на основе микро- и наноструктурированных волокон».

2. Результаты работ, выполненных на отчетном этапе:
Разработаны методы эффективного параметрического преобразования частоты за счет солитонных явлений. Проведено сопоставление результатов эксперимента с результатами расчетов и математического моделирования. Продемонстрированы методы эффективного параметрического преобразования частоты от излучения неусиленных импульсов Cr:forsterite лазера за счет солитонных явлений. Показано, что волокна с благоприятным профилем дисперсии, обеспечивающие высокую эффективность процесса генерации третьей гармоники (ГТГ) в поле солитонной накачки позволяют существенно расширить функциональные возможности лазерных источников ИК-диапазона.
Разработаны физические принципы новых типов источников излучения для целей нелинейной спектроскопии и время разрешенных измерений на основе микро- и наноструктурированных волокон. Продемонстрирована реализация КАРС-микроспектроскопии в подложке кристаллического кремния. КАРС-микроспектроскопия продемонстрировала возможность разрешать микроразмерные объекты и дефекты на поверхности кремниевой подложки, что открывает перспективы для ее использования при диагностике электронных компонент кремниевых микросхем в режиме реального времени.
Предложен метод однопучковой микроспектроскопии когерентного комбинационного рассеяния света на основе волоконно-оптического синтезатора управляемых последовательностей сверхкоротких импульсов, вместо пространственного модулятора света на основе жидких кристаллов, в своей оптической схеме использует микроструктурированное волокно со специальным профилем дисперсии, совмещающее функции преобразователя спектра лазерного излучения от единственного источника накачки и синтезатора профиля фазы генерируемых последовательностей импульсов.
Проведены исследования характеристик зондов оптической ближнепольной микроскопии на основе МС волокон. Определены потери энергии и степени поляризации электромагнитного поля с субдлинноволновой локализацией. Создан опытный образец прибора, совмещающего в себе возможности сканирующего оптического микроскопа ближнего поля и спектрополяриметра. Исследованы изменения спектральных и поляризационных характеристик оптического электромагнитного в присутствии зонда сканирующего оптического микроскопа ближнего поля.
Изготовлены образцы планарных плазмонных метаматериалов различной геометрии, оптимизированных под управление состоянием поляризации света локальных электромагнитных полей. Комбинацией методов ближнепольной оптической микроскопии и микроскпектроскопии в дальнем поле получены спектральные характеристики поляризационных преобразований, осуществляемых анизотропными плазмонными метаматериалами. Показано, что пространственное распределение ближнепольной компоненты оптического отклика структуры существенным образом зависит от направления циркулярной поляризации падающей под нормалью волны.

Проведено обобщение результатов предыдущих этапов работ. Выполнена оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Продемонстрирована эффективность новых типов источников излучения в экспериментах по спектроскопии когерентного антистоксова рассеяния света, нестационарному поглощению и четырехволновому взаимодействию. Проведена демонстрация заданной простран-ственной локализации оптического электромагнитного поля определенной поляризации и спектрального состава, обеспечиваемой зондами для оптической микроскопии ближнего поля. Проведены патентные исследования. Выполнена оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг и разработка рекомендаций по использованию результатов НИР. Сформулированы технические требования для технического задания на разработку продукции. Составлен и оформлен отчет.