Разработка и создание малогабаритных перестраиваемых источников когерентного излучения в среднем ИК и ТГц диапазонах на новых нелинейных средах для применения в биологии, медицине и других областях

Объект исследования - нелинейные оптические среды для параметрического преобразования частоты лазерного излучения, включая периодически поляризованные структуры, твердые и жидкие кристаллы (ЖК); лазеры среднего ИК- и ТГц-диапазонов; взаимодействие ТГц-излучения с биологическими объектами. Цель исследования - разработка и создание малогабаритных перестраиваемых источников когерентного излучения в среднем ИК- и ТГц-диапазонах на новых нелинейных средах для применения в биологии, медицине и других областях. Основным результатом является разработка технологии изготовления нелинейных периодически-поляризованных структур из калий-титанил фосфата (PPKTP). На базе этой технологии создан параметрический генератор света в среднем ИК-диапазоне с квантовой эффективностью ~17% при преобразовании излучения с длиной волны ~1 мкм в излучение 2,5 - 3 мкм. Результат получен впервые в России совместно с УрФУ. При разработке нелинейных ЖК-полимеров, в частности политиофена, была показана их большая перспективность по сравнению с чистыми ЖК, что позволит создавать нелинейные элементы субмикронных размеров. В результате численного моделирования и экспериментальных исследований на макетах волноводных СО₂-лазеров с ВЧ-возбуждением обозначены факторы, определяющие нестабильность работы в импульсно-периодическом режиме генерации и пути их преодоления. Впервые разработан биосенсор, который может быть использован для определения границ безопасных доз ТГц-излучения. Разработан метод на основе импульсной ТГц-спектроскопии, позволяющий с большей достоверностью определять концентрации биомолекул в водных растворах в диапазоне частот 0,05 - 4 ТГц. Полученные результаты могут быть использованы при разработке и применении компактных лазерных источников среднего ИК- и ТГц-диапазонов.