СМИ о нас
| 25.05.23 | 25.05.2023 Ferra.ru. Российские физики записали в кристалле «нанорешетки» |
Ученым из ФИАН и МГУ удалось записать в кристалл фторида кальция «нанорешетки» с управляемыми характеристиками.
Bogatskaya et al./ Nanomaterials
Исследователи из России с помощью лазера записали в кристалл фторида кальция «нанорешетки», придающие материалу свойство двойного лучепреломления. Работа ученых опубликована в журнале Nanomaterials.
Группа ученых из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова исследовала особенности воздействия луча лазера на фторид кальция — кристалл, часто применяющийся в оптических устройствах ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов.
Физики записали наноразмерные полосы, меняя при этом свет лазера: длину его волны, длительность и энергию импульсов. Исследование образцов под микроскопом показало, что полученные учеными микроструктуры — «нанорешетки» из полос — однородны. В то же время оптические свойства каждой из них, в частности, показатель преломления, зависели от заданных лазеру характеристик.
Кроме того, выяснилось, что при записи изменился химический состав участка кристалла, на который воздействовал лазер. В образовавшихся под его действием «дорожках» преимущественно присутствовали атомы кальция, тогда как фтор оставался по их краям.
Такую запись очень легко масштабировать, отмечают исследователи, что позволит использовать полученные данные при создании микрооптических систем, например поляризационных фильтров.
| 25.05.23 | 25.05.2023 Научная Россия. Физики научились управлять оптическими свойствами кристалла с помощью «нанорешеток» |
Ученые с помощью лазера записали в кристалл фторида кальция «нанорешетки», придающие материалу свойство двойного лучепреломления. Такой тип преломления света — когда один луч, проходя через материал, разбивается на два — используется при создании различных оптических приборов, например поляризаторов света. Авторам также удалось регулировать показатель преломления у «нанорешеток», изменяя такие параметры лазерного излучения, как длина волны, длительность и энергия импульсов. Полученные данные помогут усовершенствовать лазерную запись микрооптических элементов в кристаллах, а также устройства, в которых они используются. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Nanomaterials.
При создании оптических устройств, например поляризаторов света и голограмм, широко применяется лазерная запись. Этот подход заключается в том, что на прозрачный материал, в частности кристалл, светят лучом лазера, в результате чего в месте взаимодействия света и твердого вещества происходят микро- и наномасштабные изменения — например, в материале перераспределяются атомы, что приводит к изменению показателя его преломления. Однако до сих пор многие детали взаимодействия света и вещества остаются недостаточно изученными, и это существенно ограничивает развитие лазерных технологий.
Группа ученых из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (Москва) и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) изучила особенности воздействия лазерного излучения на фторид кальция. Этот кристалл часто используется в оптических устройствах ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов, поскольку он прозрачен для этих длин волн, имеет равномерную с точки зрения прохождения света структуру, а также высокую прочность.
Авторы записали в объеме кристалла наноразмерные полосы (в сотни тысяч раз тоньше диаметра волоса), меняя при этом характеристики лазерного излучения: длину волны, длительность и энергию импульсов. Исследование образцов под микроскопом показало, что полученные учеными микроструктуры — «нанорешетки» из полос — достаточно однородны, то есть элементы в них расположены на одинаковом расстоянии. Кроме того, ученые определили, что при лазерной записи изменяется химический состав кристалла в месте его взаимодействия со светом. В образовавшихся под действием излучения «дорожках» преимущественно присутствовали атомы кальция, тогда как фтор оставался по их краям.
Авторы также показали, что от характеристик используемого при записи лазерного излучения зависят оптические свойства записываемых «нанорешеток». Так, используя лазеры с разной длиной волны, длительностью и энергией импульсов, ученые получили микроструктуры, «разбивающие» луч света на два с разными показателями преломления. Это наблюдение позволит точно контролировать оптические свойства материалов с двойным лучепреломлением, а значит, создавать на их основе устройства и оптические системы с требуемыми для конкретной задачи характеристиками.
«Наше исследование раскрывает некоторые ранее неизвестные детали взаимодействия света с кристаллом фторида кальция. Эти знания будут полезны при создании микрооптических систем, например поляризационных фильтров, поскольку запись во флюорите очень легко масштабировать. В будущем мы планируем исследовать особенности лазерной записи в других материалах, в частности, в объеме плавленого кварца. Для этого необходимо детально охарактеризовать поведение материала при воздействии света, чем на данный момент активно занимается наша научная группа. Таким образом мы планируем определить общие черты при формировании нано- и микроструктур в процессе прямой лазерной записи в различных материалах. Также мы намерены разработать динамические и статические методы, объясняющие их образование», — рассказывает Анна Богацкая, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат физико-математических наук, сотрудник Физического института имени П.Н. Лебедева РАН.
Информация предоставлена пресс-службой Российского научного фонда
Источник фото: ria.ru
| 25.05.23 | 25.05.2023 Рамблер. Физики научились управлять оптическими свойствами кристалла с помощью «нанорешеток» |
Ученые с помощью лазера записали в кристалл фторида кальция «нанорешетки», придающие материалу свойство двойного лучепреломления. Такой тип преломления света — когда один луч, проходя через материал, разбивается на два — используется при создании различных оптических приборов, например поляризаторов света. Авторам также удалось регулировать показатель преломления у «нанорешеток», изменяя такие параметры лазерного излучения как длина волны, длительность и энергия импульсов. Полученные данные помогут усовершенствовать лазерную запись микрооптических элементов в кристаллах, а также устройства, в которых они используются. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Nanomaterials.
При создании оптических устройств, например поляризаторов света и голограмм, широко применяется лазерная запись. Этот подход заключается в том, что на прозрачный материал, в частности кристалл, светят лучом лазера, в результате чего в месте взаимодействия света и твердого вещества происходят микро- и наномасштабные изменения — например, в материале перераспределяются атомы, что приводит к изменению показателя его преломления. Однако до сих пор многие детали взаимодействия света и вещества остаются недостаточно изученными, и это существенно ограничивает развитие лазерных технологий.
Группа ученых из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (Москва) и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (Москва) изучила особенности воздействия лазерного излучения на фторид кальция. Этот кристалл часто используется в оптических устройствах ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов, поскольку он прозрачен для этих длин волн, имеет равномерную с точки зрения прохождения света структуру, а также высокую прочность.
Авторы записали в объеме кристалла наноразмерные полосы (в сотни тысяч раз тоньше диаметра волоса), меняя при этом характеристики лазерного излучения: длину волны, длительность и энергию импульсов. Исследование образцов под микроскопом показало, что полученные учеными микроструктуры — «нанорешетки» из полос — достаточно однородны, то есть элементы в них расположены на одинаковом расстоянии. Кроме того, ученые определили, что при лазерной записи изменяется химический состав кристалла в месте его взаимодействия со светом. В образовавшихся под действием излучения «дорожках» преимущественно присутствовали атомы кальция, тогда как фтор оставался по их краям.
Авторы также показали, что от характеристик используемого при записи лазерного излучения зависят оптические свойства записываемых «нанорешеток». Так, используя лазеры с разной длиной волны, длительностью и энергией импульсов, ученые получили микроструктуры, «разбивающие» луч света на два с разными показателями преломления. Это наблюдение позволит точно контролировать оптические свойства материалов с двойным лучепреломлением, а значит, создавать на их основе устройства и оптические системы с требуемыми для конкретной задачи характеристиками.
«Наше исследование раскрывает некоторые ранее не известные детали взаимодействия света с кристаллом фторида кальция. Эти знания будут полезны при создании микрооптических систем, например поляризационных фильтров, поскольку запись во флюорите очень легко масштабировать. В будущем мы планируем исследовать особенности лазерной записи в других материалах, в частности, в объеме плавленого кварца. Для этого необходимо детально охарактеризовать поведение материала при воздействии света, чем на данный момент активно занимается наша научная группа. Таким образом мы планируем определить общие черты при формировании нано- и микроструктур в процессе прямой лазерной записи в различных материалах. Также мы намерены разработать динамические и статические методы, объясняющие их образование», — рассказывает Анна Богацкая, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат физико-математических наук, сотрудник Физического института имени П. Н. Лебедева РАН
| 25.05.23 | 25.05.2023 Indicator. Физики научились управлять оптическими свойствами кристалла с помощью «нанорешеток» |
Микроструктура, записанная лазерными импульсами в объеме образца фторида кальция.
Bogatskaya et al. / Nanomaterials, 2023.
Ученые с помощью лазера записали в кристалл фторида кальция «нанорешетки», придающие материалу свойство двойного лучепреломления. Такой тип преломления света — когда один луч, проходя через материал, разбивается на два — используется при создании различных оптических приборов, например поляризаторов света. Авторам также удалось регулировать показатель преломления у «нанорешеток», изменяя такие параметры лазерного излучения как длина волны, длительность и энергия импульсов. Полученные данные помогут усовершенствовать лазерную запись микрооптических элементов в кристаллах, а также устройства, в которых они используются. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Nanomaterials.
При создании оптических устройств, например поляризаторов света и голограмм, широко применяется лазерная запись. Этот подход заключается в том, что на прозрачный материал, в частности кристалл, светят лучом лазера, в результате чего в месте взаимодействия света и твердого вещества происходят микро- и наномасштабные изменения — например, в материале перераспределяются атомы, что приводит к изменению показателя его преломления. Однако до сих пор многие детали взаимодействия света и вещества остаются недостаточно изученными, и это существенно ограничивает развитие лазерных технологий.
Группа ученых из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (Москва) и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (Москва) изучила особенности воздействия лазерного излучения на фторид кальция. Этот кристалл часто используется в оптических устройствах ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов, поскольку он прозрачен для этих длин волн, имеет равномерную с точки зрения прохождения света структуру, а также высокую прочность.
Авторы записали в объеме кристалла наноразмерные полосы (в сотни тысяч раз тоньше диаметра волоса), меняя при этом характеристики лазерного излучения: длину волны, длительность и энергию импульсов. Исследование образцов под микроскопом показало, что полученные учеными микроструктуры — «нанорешетки» из полос — достаточно однородны, то есть элементы в них расположены на одинаковом расстоянии. Кроме того, ученые определили, что при лазерной записи изменяется химический состав кристалла в месте его взаимодействия со светом. В образовавшихся под действием излучения «дорожках» преимущественно присутствовали атомы кальция, тогда как фтор оставался по их краям.
Авторы также показали, что от характеристик используемого при записи лазерного излучения зависят оптические свойства записываемых «нанорешеток». Так, используя лазеры с разной длиной волны, длительностью и энергией импульсов, ученые получили микроструктуры, «разбивающие» луч света на два с разными показателями преломления. Это наблюдение позволит точно контролировать оптические свойства материалов с двойным лучепреломлением, а значит, создавать на их основе устройства и оптические системы с требуемыми для конкретной задачи характеристиками.
«Наше исследование раскрывает некоторые ранее не известные детали взаимодействия света с кристаллом фторида кальция. Эти знания будут полезны при создании микрооптических систем, например поляризационных фильтров, поскольку запись во флюорите очень легко масштабировать. В будущем мы планируем исследовать особенности лазерной записи в других материалах, в частности, в объеме плавленого кварца. Для этого необходимо детально охарактеризовать поведение материала при воздействии света, чем на данный момент активно занимается наша научная группа. Таким образом мы планируем определить общие черты при формировании нано- и микроструктур в процессе прямой лазерной записи в различных материалах. Также мы намерены разработать динамические и статические методы, объясняющие их образование», — рассказывает Анна Богацкая, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат физико-математических наук, сотрудник Физического института имени П. Н. Лебедева РАН
| 25.05.23 | 25.05.2023 InScience. «Нанорешетки» помогли управлять оптическими свойствами кристалла |
Ученые с помощью лазера записали в кристалл фторида кальция «нанорешетки», придающие материалу свойство двойного лучепреломления. Такой тип преломления света — когда один луч, проходя через материал, разбивается на два — используется при создании различных оптических приборов, например поляризаторов света. Авторам также удалось регулировать показатель преломления у нанорешеток, изменяя такие параметры лазерного излучения, как длина волны, длительность и энергия импульсов. Полученные данные помогут усовершенствовать лазерную запись микрооптических элементов в кристаллах, а также устройства, в которых они используются. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Nanomaterials.
При создании оптических устройств, например поляризаторов света и голограмм, широко применяется лазерная запись. Этот подход заключается в том, что на прозрачный материал, в частности кристалл, светят лучом лазера, в результате чего в месте взаимодействия света и твердого вещества происходят микро- и наномасштабные изменения — например, в материале перераспределяются атомы, что приводит к изменению показателя его преломления. Однако до сих пор многие детали взаимодействия света и вещества остаются недостаточно изученными, и это существенно ограничивает развитие лазерных технологий.
Группа ученых из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (Москва) и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (Москва) изучила особенности воздействия лазерного излучения на фторид кальция. Этот кристалл часто используется в оптических устройствах ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов, поскольку он прозрачен для этих длин волн, имеет равномерную с точки зрения прохождения света структуру, а также высокую прочность.
Авторы записали в объеме кристалла наноразмерные полосы (в сотни тысяч раз тоньше диаметра волоса), меняя при этом характеристики лазерного излучения: длину волны, длительность и энергию импульсов. Исследование образцов под микроскопом показало, что полученные учеными микроструктуры — «нанорешетки» из полос — достаточно однородны, то есть элементы в них расположены на одинаковом расстоянии. Кроме того, ученые определили, что при лазерной записи изменяется химический состав кристалла в месте его взаимодействия со светом. В образовавшихся под действием излучения «дорожках» преимущественно присутствовали атомы кальция, тогда как фтор оставался по их краям.
Авторы также показали, что от характеристик используемого при записи лазерного излучения зависят оптические свойства записываемых «нанорешеток». Так, используя лазеры с разной длиной волны, длительностью и энергией импульсов, ученые получили микроструктуры, «разбивающие» луч света на два с разными показателями преломления. Это наблюдение позволит точно контролировать оптические свойства материалов с двойным лучепреломлением, а значит, создавать на их основе устройства и оптические системы с требуемыми для конкретной задачи характеристиками.
«Наше исследование раскрывает некоторые ранее неизвестные детали взаимодействия света с кристаллом фторида кальция. Эти знания будут полезны при создании микрооптических систем, например поляризационных фильтров, поскольку запись во флюорите очень легко масштабировать. В будущем мы планируем исследовать особенности лазерной записи в других материалах, в частности в объеме плавленого кварца. Для этого необходимо детально охарактеризовать поведение материала при воздействии света, чем на данный момент активно занимается наша научная группа. Таким образом мы планируем определить общие черты при формировании нано- и микроструктур в процессе прямой лазерной записи в различных материалах. Также мы намерены разработать динамические и статические методы, объясняющие их образование», — рассказывает Анна Богацкая, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат физико-математических наук, сотрудник Физического института имени Лебедева РАН.
| 25.05.23 | 25.05.2023 Поиск. Физики научились управлять оптическими свойствами кристалла с помощью «нанорешеток» |
Ученые с помощью лазера записали в кристалл фторида кальция «нанорешетки», придающие материалу свойство двойного лучепреломления. Такой тип преломления света — когда один луч, проходя через материал, разбивается на два — используется при создании различных оптических приборов, например поляризаторов света. Авторам также удалось регулировать показатель преломления у «нанорешеток», изменяя такие параметры лазерного излучения как длина волны, длительность и энергия импульсов. Полученные данные помогут усовершенствовать лазерную запись микрооптических элементов в кристаллах, а также устройства, в которых они используются. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Nanomaterials.
При создании оптических устройств, например поляризаторов света и голограмм, широко применяется лазерная запись. Этот подход заключается в том, что на прозрачный материал, в частности кристалл, светят лучом лазера, в результате чего в месте взаимодействия света и твердого вещества происходят микро- и наномасштабные изменения — например, в материале перераспределяются атомы, что приводит к изменению показателя его преломления. Однако до сих пор многие детали взаимодействия света и вещества остаются недостаточно изученными, и это существенно ограничивает развитие лазерных технологий.
Группа ученых из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (Москва) и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (Москва) изучила особенности воздействия лазерного излучения на фторид кальция. Этот кристалл часто используется в оптических устройствах ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов, поскольку он прозрачен для этих длин волн, имеет равномерную с точки зрения прохождения света структуру, а также высокую прочность.
Авторы записали в объеме кристалла наноразмерные полосы (в сотни тысяч раз тоньше диаметра волоса), меняя при этом характеристики лазерного излучения: длину волны, длительность и энергию импульсов. Исследование образцов под микроскопом показало, что полученные учеными микроструктуры — «нанорешетки» из полос — достаточно однородны, то есть элементы в них расположены на одинаковом расстоянии. Кроме того, ученые определили, что при лазерной записи изменяется химический состав кристалла в месте его взаимодействия со светом. В образовавшихся под действием излучения «дорожках» преимущественно присутствовали атомы кальция, тогда как фтор оставался по их краям.
Авторы также показали, что от характеристик используемого при записи лазерного излучения зависят оптические свойства записываемых «нанорешеток». Так, используя лазеры с разной длиной волны, длительностью и энергией импульсов, ученые получили микроструктуры, «разбивающие» луч света на два с разными показателями преломления. Это наблюдение позволит точно контролировать оптические свойства материалов с двойным лучепреломлением, а значит, создавать на их основе устройства и оптические системы с требуемыми для конкретной задачи характеристиками.
«Наше исследование раскрывает некоторые ранее не известные детали взаимодействия света с кристаллом фторида кальция. Эти знания будут полезны при создании микрооптических систем, например поляризационных фильтров, поскольку запись во флюорите очень легко масштабировать. В будущем мы планируем исследовать особенности лазерной записи в других материалах, в частности, в объеме плавленого кварца. Для этого необходимо детально охарактеризовать поведение материала при воздействии света, чем на данный момент активно занимается наша научная группа. Таким образом мы планируем определить общие черты при формировании нано- и микроструктур в процессе прямой лазерной записи в различных материалах. Также мы намерены разработать динамические и статические методы, объясняющие их образование», — рассказывает Анна Богацкая, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат физико-математических наук, сотрудник Физического института имени П. Н. Лебедева РАН.
Рисунок 1. Микроструктура, записанная лазерными импульсами в объеме образца фторида кальция. Источник: Bogatskaya et al. / Nanomaterials, 2023.
Рисунок 2. Картина распространения света при прохождении ультракоротких лазерных импульсов через образец фторида кальция в зависимости от экспозиции и энергии лазерного излучения. Источник: Bogatskaya et al. / Nanomaterials, 2023.
| 25.05.23 | 25.05.2023 Новости Космонавтики. РАН решит судьбу космической обсерватории «Гамма-400» |
Российская академия наук (РАН) решает судьбу космической обсерватории «Гамма-400», нацеленной на исследование гамма-излучения во Вселенной. Об этом ТАСС сообщила заместитель директора Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) РАН Лариса Лихачева.
«Академия наук сейчас решает вопрос, <…> в каком виде «Гамма-400″ будет продолжаться, потому что эскизный проект закончен, в федеральной программе до 2025 года деньги на следующий этап, на разработку РКД (рабоче-конструкторской документации) не заложены», — сказала Лихачева. По ее словам, сейчас в РАН активно обсуждают, какие работы по проекту войдут в Федеральную космическую программу 2026-2036 годов.
| 25.05.23 | 25.05.2023 ТАСС. На космической обсерватории «Гамма-400» планируют исследовать темную материю во Вселенной |
Как заявил директор Института космических исследований (ИКИ) РАН Анатолий Петрукович, программа находится на стадии согласования
МОСКВА, 25 мая. /ТАСС/. Российская академия наук (РАН) решает судьбу космической обсерватории "Гамма-400", нацеленной на исследование гамма-излучения во Вселенной. Об этом ТАСС сообщила заместитель директора Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) РАН Лариса Лихачева.
"Академия наук сейчас решает вопрос, <…> в каком виде "Гамма-400" будет продолжаться, потому что эскизный проект закончен, в федеральной программе до 2025 года деньги на следующий этап, на разработку РКД (рабоче-конструкторской документации) не заложены", - сказала Лихачева. По ее словам, сейчас в РАН активно обсуждают, какие работы по проекту войдут в Федеральную космическую программу 2026-2036 годов.
Как сообщил в конце апреля директор Института космических исследований (ИКИ) РАН Анатолий Петрукович, научная космонавтика является малой частью Федеральной космической программы после 2025 года. Тем не менее, по его словам, программа пока находится на стадии согласования, и еще рано говорить о том, в каком приоритете будут реализованы ее аспекты.
"Гамма-400" - космическая обсерватория, предназначенная для исследования высокоэнергетического гамма-излучения в космосе и получения данных для изучения природы темной материи во Вселенной. Над проектом работают ФИАН, ИКИ, Научно-исследовательский институт системных исследований РАН, а также Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ". Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина занимается разработкой спутниковой платформы "Навигатор", на которой планируется размещать "Гамма-400".
| 25.05.23 | 25.05.2023 РИА Победа РФ. Мысли академиков устремились в космос |
Судьбу космической обсерватории «Гамма-400», направленной на исследование гамма-излучения во Вселенной, решит Российская академия наук (РАН).
«Академия наук сейчас решает вопрос, в каком виде «Гамма-400» будет продолжаться, потому что эскизный проект закончен, в федеральной программе до 2025 года деньги на следующий этап, на разработку РКД (рабоче-конструкторской документации) не заложены», — рассказала заместитель директора Физического института им. П. Н. Лебедева (ФИАН) РАН Лариса Лихачева.
Сейчас в РАН активно обсуждают, какие работы по проекту войдут в Федеральную космическую программу 2026–2036 годов.
«Гамма-400» предназначена для исследования высокоэнергетического гамма-излучения в космосе и получения данных для изучения природы темной материи во Вселенной.
Над проектом космической обсерватории работают ФИАН, ИКИ, Научно-исследовательский институт системных исследований РАН, а также Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», передает ТАСС.
Ранее сообщалось, что в Самарском университете имени Королева разработан программный комплекс для управления спутниками в окололунном пространстве. С его помощью, считают разработчики, удастся повысить надежность космических аппаратов и увеличить срок их эксплуатации.
https://pobedarf.ru/2023/05/25/mysli-akademikov-ustremilis-v-kosmos/
| 24.05.23 | 24.05.2023 Коммерсант. Как «разбить» луч света |
Физики научились управлять оптическими свойствами кристалла с помощью «нанорешеток»
Ученые с помощью лазера записали в кристалл фторида кальция «нанорешетки», придающие материалу свойство двойного лучепреломления. Такой тип преломления света, когда один луч, проходя через материал, разбивается на два, используется при создании различных оптических приборов — например, поляризаторов света.
Авторам также удалось регулировать показатель преломления у «нанорешеток», изменяя такие параметры лазерного излучения, как длина волны, длительность и энергия импульсов. Полученные данные помогут усовершенствовать лазерную запись микрооптических элементов в кристаллах, а также устройства, в которых они используются. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.
При создании оптических устройств — например, поляризаторов света и голограмм — широко применяется лазерная запись. Этот подход заключается в том, что на прозрачный материал, в частности кристалл, светят лучом лазера, в результате чего в месте взаимодействия света и твердого вещества происходят микро- и наномасштабные изменения — например, в материале перераспределяются атомы, что приводит к изменению показателя его преломления. Однако до сих пор многие детали взаимодействия света и вещества остаются недостаточно изученными, и это существенно ограничивает развитие лазерных технологий.
Микроструктура, записанная лазерными импульсами в объеме образца фторида кальция
Группа ученых из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (Москва) и Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова (Москва) изучила особенности воздействия лазерного излучения на фторид кальция. Этот кристалл часто используется в оптических устройствах ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов, поскольку он прозрачен для этих длин волн, имеет равномерную с точки зрения прохождения света структуру, а также высокую прочность.
Авторы записали в объеме кристалла наноразмерные полосы (в сотни тысяч раз тоньше диаметра волоса), меняя при этом характеристики лазерного излучения: длину волны, длительность и энергию импульсов. Исследование образцов под микроскопом показало, что полученные учеными микроструктуры — «нанорешетки» из полос — достаточно однородны, то есть элементы в них расположены на одинаковом расстоянии. Кроме того, ученые определили, что при лазерной записи изменяется химический состав кристалла в месте его взаимодействия со светом. В образовавшихся под действием излучения «дорожках» преимущественно присутствовали атомы кальция, тогда как фтор оставался по их краям.
Картина распространения света при прохождении ультракоротких лазерных импульсов через образец фторида кальция в зависимости от экспозиции и энергии лазерного излучения
Авторы также показали, что от характеристик используемого при записи лазерного излучения зависят оптические свойства записываемых «нанорешеток». Так, используя лазеры с разной длиной волны, длительностью и энергией импульсов, ученые получили микроструктуры, «разбивающие» луч света на два с разными показателями преломления. Это наблюдение позволит точно контролировать оптические свойства материалов с двойным лучепреломлением, а значит, создавать на их основе устройства и оптические системы с требуемыми для конкретной задачи характеристиками.
«Наше исследование раскрывает некоторые ранее неизвестные детали взаимодействия света с кристаллом фторида кальция. Эти знания будут полезны при создании микрооптических систем — например, поляризационных фильтров,— поскольку запись во флюорите очень легко масштабировать. В будущем мы планируем исследовать особенности лазерной записи в других материалах, в частности в объеме плавленого кварца. Для этого необходимо детально охарактеризовать поведение материала при воздействии света, чем на данный момент активно занимается наша научная группа. Таким образом мы планируем определить общие черты при формировании нано- и микроструктур в процессе прямой лазерной записи в различных материалах. Также мы намерены разработать динамические и статические методы, объясняющие их образование»,— рассказывает Анна Богацкая, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат физико-математических наук, сотрудник Физического института им. П. Н. Лебедева РАН.
Использованы материалы статьи.
https://www.kommersant.ru/doc/5999594