Исследование базовых принципов и разработка систем современной плазмоники и волоконной оптики

Работа над НИР «Плазмоника» включала в себя изучение вопросов функционализации поверхности оптического волокна для создания биосенсоров и датчиков для экомониторинга. Была создана методика изготовления сенсоров для иммунного анализа, а также разработаны и созданы экспериментальные образцы гигрометров на основе наклонных брэгговских решеток (НВБР). Также одним из направлений работы в рамках данной НИР являлась эксплуатация высокоточных волоконно-оптических биосенсоров и сенсоров окружающей среды на основе наклонных волоконных брэгговских решеток. Был разработан универсальный математический алгоритм, решающий задачу определения положения отсечки мод оболочки на спектре пропускания НВБР. Программная реализация этого алгоритма позволила достичь параметра разрешения в размере 5,2 x 10-5 единиц. Была разработана высокоточная оптоволоконная система измерения температуры с чувствительностью 0,01 °С, совместимая с условиями магнитно-резонансной среды и принятыми методиками определения максимального нагрева имплантируемых медицинских изделий, и проведена ее апробация. Также был разработан метод фазо-частотной рефлектометрии, в котором комбинируются частотные и фазовые методы когерентной рефлектометрии с применением волоконного световода с искусственными дефектами, что позволяет проводить измерения абсолютных значений физических величин. В рамках НИР были проведены исследования, посвящённые нанопластинкам из CdSe и характеристикам их поглощения при двухфотонном лазерном возбуждении. Кроме того, были проведены исследования, посвящённые зависимости дисперсионных характеристик спиновых волн от геометрических параметров цепочки эллипсоидальных магнитных частиц. Были исследованы вопросы мультиплексирования применительно к маломодовым оптическим волокнам, разработан математический аппарат для модовой декомпозиции и проведены его испытания на наборах экспериментальных данных. С помощью многофункциональной установки на основе фемтосекундного лазера изготовлены образцы брэгговских решёток в нефоточувствительных волоконных световодах как на основе нелегированного кварцевого стекла, так и в образцах из сапфира. Проведён сравнительный анализ эволюции параметров волоконных брэгговских решёток, записанных при схожих режимах записи в волокне с сердцевиной из нелегированного кварцевого стекла и классическом телекоммуникационном германосиликатном волокне Corning SMF-28e при высокотемпературном изотермическом отжиге. Продемонстрирована высокая термическая стойкость решётки, записанной в волокне с сердцевиной из нелегированного кварцевого стекла, что может дать основание считать решётки, полученные в подобном волокне с помощью поточечной фемтосекундной записи перспективной основой для высокотемпературных сенсорных систем.