САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 5 ноября. /ТАСС/. Ученые университета ИТМО создали рекордно тонкую пленку из халькогенидного сплава, которая уменьшает длину волны лазерного луча в три раза. Разработка пригодится в лазерной микроскопии для исследования биологических тканей и в фотонных интегральных схемах для квантовой коммуникации, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.

"Ученые ИТМО разработали рекордно тонкое устройство, которое уменьшает длину волны лазерного луча в три раза. Этот процесс, известный как генерация третьей гармоники, теперь стал эффективнее благодаря пленке из халькогенидного сплава толщиной всего 20 нанометров. Она генерирует излучение в широком диапазоне длин волн без усиления нанорезонаторами и показывает результат в 100-1000 раз лучше аналогичных наноустройств", - говорится в сообщении.

Уточняется, что исследование поддержано программой "Приоритет-2030" и грантом Российского научного фонда. Разработка может заменить несколько источников излучения в лазерных сканирующих микроскопах и повысить разрешение изображения. Также генерация гармоники в зависимости от фазы пленки может служить методом кодирования информации, что в перспективе можно использовать для фотонных интегральных схем, которые обрабатывают оптические сигналы в квантовых коммуникациях.

По данным пресс-службы, генерация гармоники - процесс в нелинейной оптике, при котором лазер проходит через нелинейный кристалл и длина волны света уменьшается. Порядок гармоники определяет, во сколько раз длина волны уменьшилась: если в два раза - получилась вторая гармоника, если в три - третья. Генерация третьей гармоники используется в биофотонике и медицине. Однако пока не существует эффективных источников ее генерации, для имитирования в индустрии используют дорогие и большие (до полуметра в ширину) многоволновые системы.

Как рассказали в вузе, ученые Нового физтеха ИТМО и НИУ "Московский институт электронной техники" создали переключаемый и компактный источник третьей гармоники, который работает в 100-1000 раз эффективнее аналогичных нанометровых устройств. Секрет разработки - в тонких пленках из халькогенидного сплава германия, сурьмы и теллура (Ge2Sb2Te5, или GST). Ранее этот материал получил широкую известность благодаря его применению в DVD-дисках и элементах оптической памяти.

"Толщина устройств на основе других метаповерхностей достигает примерно 400-600 нанометров. Наши пленки - 20 нанометров. Причем на эффективность работы влияет толщина: чем тоньше пленка в аморфной фазе, тем более эффективно происходит генерация. Благодаря такой особенности наша разработка попадает в тренд на миниатюризацию прикладных устройств", - привели в пресс-службе слова одного из авторов исследования, аспиранта Нового физтеха ИТМО Даниила Литвинова. 

Россия