Научно-технический отчет по теме «Генерация и преобразование ТГц и инфракрасного излучения в нано-и метаструктурах» вид отчета: Этап промежуточный (годовой)

Основная цель работы – разработка фундаментальных основ моделирования и проектирования наноматериалов и метаструктур для генерации терагерцового излучения и преобразования инфракрасного излучения. Принцип генерации основан на взаимодействии пучков заряженных частиц с нано- и метаструктурами различной топологии, в том числе с управляемыми характеристиками. Преобразование основано на принципе управления модулированным инфракрасным излучением диапазона 1.55 мкм, для задач радиофотоники, в полосе частот СВЧ сигнала до 40 ГГц. За отчетный период проведено сравнение теоретических и экспериментальных данных по фокусировке ТГц излучения в пространстве. Построена теория и показана принципиальная возможность фокусировки ТГц излучения в частотном домене. Построена теория возбуждения сложных резонансов, обусловленных наложением двух резонансов разной природы при когерентном взаимодействии периодических релятивистских пучков заряженных частиц с метаповерхностью. Получены аналитические выражения для поляризации излучения Смита-Парселла от релятивистских электронных пучков и метаструктур в предволновой и дальней зонах в зависимости от топологии структур. Показана возможность осуществления перехода «обычный материал метаматериал» путем управления свойствами объектов, составляющих метаструктуру, с помощью внешнего поля. Разработаны модели элементов, компонентов, блоков и узлов радиофотонных интегральных схем, в том числе оптические и СВЧ тракты и схемы, активные и пассивные элементы, осуществлена функциональная интеграция различных типов компонентов и устройств.