Исследование особенностей применения капиллярных структур из стекла и полимеров для эффективной передачи излучения терагерцового и оптического диапазонов, а так же создания автоэмиссионных катодов

Объектом исследования являются капиллярные структуры из полипропилена для разработки гибких ТГц волноводов; нелинейные процессы, сопровождающие взаимодействие ТВт лазерных импульсов с медной мишенью для создания плазменного источника рентгена и углеродные пленки для создания автоэмиссионных катодов. Цели работы – разработка принципов создания протяженных, гибких волноводов с капиллярной отражающей оболочкой для передачи излучения в диапазоне частот 1-3 ТГц; установление зависимости интенсивности рентгеновского излучения в лазерно-плазменном источнике от толщины медной мишени; определение фазового состава металло-углеродной пленки наноразмерной толщины на поверхности подложки Si(100). Работа выполнена с применением следующих методов: «сборки и перетяжки» для изготовления ТГц волноводов, электродуговое нанесение покрытий из двух испарителей, СЭМ, РФЭС и КРС для определения состава тонких пленок. На основе проведенных исследований создан гибкий ТГц волновод с полой сердцевиной и отражающей оболочкой из 8-ми полипропиленовых капилляров, помещенные в защитную оболочку из того же материала Подтверждено прохождение ТГц импульсов с частотами 2.3-2.8 ТГц через волновод длиной 3.14м (в том числе скрученный, Rизг~ 60 см) с ослаблением 5 дБ/м. Эта длина на порядок превышает известные аналоги. Показано, что при воздействии на медную фольгу фс 800нм лазерными импульсами интенсивности 1017Вт/см2 с уменьшением толщины фольги синхронно возрастают интенсивности рентгеновского, ТГц и второй оптической гармоники излучений. Эффективность их генерации с различной степенью нелинейности зависят от интенсивности и длительности лазерного импульса накачки. Поведение измеряемых сигналов объяснено рециркуляцией горячих электронов в приповерхностной плазме. Методом одновременного электродугового распыления графита и нержавеющей стали из двух испарителей выращен образец металло-углеродного покрытия толщины 100нм на основе Fe-С на поверхности Si(100). Установлено, что в осажденной пленке образуются аморфный углерод, карбид железа, соединения Fe2O3 и FeOOH. Результаты отчета носят частично фундаментальный и прикладной характер и внесут вклад в освоение ТГц диапазона, понимание физики нелинейных процессов, сопровождающих взаимодействие мощных лазерных импульсов с металлическими мишенями, а также разработки по созданию автоэмиссионных холодных катодов для электроники.