RU 
EN 
CN 
ES 
Один из самых авторитетных мировых журналов по физике Physical Review Letters опубликовал научную статью пятерых российских ученых из Самары и Новосибирска, которая буквально «взорвала» научную общественность. Физики из Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, НГУ, НГТУ, Самарского государственного аэрокосмического университета (СГАУ) и Института систем обработки изображений (ИСОИ) РАН первыми в мире получили бездифракционные «закрученные» бесселевы пучки в терагерцевом диапазоне и впервые использовали их для формирования поверхностных электромагнитных волн (поверхностных плазмонов) на поверхности металла.
Терагерцовый диапазон занимает достаточно узкую «нишу» между оптическим диапазоном и радиодиапазоном электромагнитного излучения. И эта «ниша» уникальна. «Использование излучения этой части спектра открывает новые возможности уже в силу того, что терагерцевое электромагнитное излучение, обладая достоинствами излучения радиодиапазона, одновременно обладает достоинствами оптического излучения. Это очень интересное направление и там много возможностей», - подчеркивает один из авторов статьи «Generation of terahertz surface plasmon polaritons using non-diffractive Bessel beams with orbital angular momentum», доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой наноинженерии СГАУ, главный научный сотрудник ИСОИ РАН Владимир Сергеевич Павельев. С помощью приборов, работающих в терагерцовом диапазоне, можно, например, обнаруживать важные химические вещества, «просвечивать», подобно рентгену, вещи и одежду в аэропортах, разделять изотопы, исследовать атмосферу, создавать новые системы связи и т.д.
Однако до определенного момента в мире не было достаточно мощного лазера, работающего в терагерцовом диапазоне, чтобы проводить действительно прорывные научные эксперименты в этой области. Кроме того, не существовало элементной базы для эффективного управления таким излучением.
Российские ученые соединили два ключевых компонента в области исследования терагерца: самый мощный источник терагерцевого излучения в мире - лазер на свободных электронах (НОВОФЭЛ), который был создан в Новосибирске в ИЯФ СО РАН, - и дифракционные оптические элементы (ДОЭ), над созданием которых в СГАУ и ИСОИ РАН в Самаре работают с 80-х годов прошлого века под руководством члена-корреспондента РАН профессора Виктора Александровича Сойфера. Дальнейшее развитие микротехнологий дало возможность создавать дифракционные оптические элементы для управления мощным излучением терагерцового диапазона. Это позволило впервые в мире создать мощные бездифракционные закрученные световые пучки в терагерцевом диапазоне (до этого закрученные пучки физики получали, как правило, в оптическом диапазоне). «Обычный свет имеет такие характеристики, как интенсивность, длина волны и поляризация. Но у света есть еще одна характеристика — «закрученность», или орбитальный угловой момент. Пучок света имеет не только «направленное» движение, он еще может вращаться. Для того чтобы создать необходимые для изучения закрученности условия, в СГАУ были созданы специальные дифракционные оптические элементы. Такой пучок имеет большую энергию вращения, которая может быть использована, например, для закручивания различных частиц, что было реализовано ранее в видимом и инфракрасном диапазонах», - говорит соавтор статьи в Physical Review Letters, профессор кафедры общей физики, заведующий Лабораторией прикладной электродинамики ФФ НГУ и главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН Борис Александрович Князев.
И эти исследования становятся реальной предпосылкой к появлению в мире новых технологий в медицине, связи, исследованиях окружающего пространства. «В рамках программы по повышению конкурентоспособности российских вузов мы сейчас уже осуществляем совместный проект с новосибирскими учеными по возможности применения таких пучков для лидарных приложений в задачах исследования атмосферы. Это крайне интересное направление» - подчеркивает профессор Павельев. Впервые с помощью вращающегося лазерного пучка и самарской оптики российским ученым удалось возбудить и начать изучать поверхностные электромагнитные волны (плазмоны) в терагерцовом диапазоне. Работы российских ученых в изучении излучения терагерцового диапазона, по сути, дают возможность нашей стране занять одну из ведущих позиций в создании интегральной оптики терагерцового диапазона, перспективы применения которой в системах обработки и передачи информации весьма заманчивы.
