Архитектура полимерных фотонных структур, полученных методом DLW-STED, для применения в ИК-диапазоне

Исследования выполненные в рамках Проекта были направлены на решение фундаментальной междисциплинарной задачи создания 3D функциональных фотонных структур для ИК-диапазона с помощью метода двухфотонной лазерной литографии DLW-STED, а также на комплексную характеризацию созданных фотонных структур и установления взаимосвязей между морфологическими особенностями структур и их фотонными свойствами. В ходе Проекта был получен ряд интересных научных результатов. Так исследования были направлены с одной стороны, на расширение экспериментальных возможностей изготовления структур методом DLW-STED, а, с другой стороны, на проведение изучения спектральных свойств изготовленных полимерных фотонных структур: трехмерных полимерных волноводов сложной формы на фотонных чипах для электромагнитного излучения ближнего ИК-диапазона с длиной волны 1.55 мкм, полимерных сферических и асферических микролинз и их массивов для модификации волнового фронта проходящего излучения и создания эффективного устройства ввода/вывода ИК-излучения, фотонных кристаллов типа “поленница” с аксиальным и латеральным пространственным периодом, оптимизированным для взаимодействия с излучением ближнего ИК-диапазона. Были достигнуты конкретные результаты и в области химии (оригинальные композиции, в том числе слаболюминесцирующие органическо-неорганические); и в области технологии изготовления структур методом лазерной литографии (оптимальные параметры изготовления определены для каждого используемого фоторезиста); экспериментально подтверждены значения интенсивностей лазера гашения и фемтосекундного лазера возбуждения; проведен анализ изготовленных методом STED-DLW структур с использованием двухдетекторной схемы Хэнбери-Брауна-Твисса; подтверждена функциональность изготовленных фотонных структур; измерены как люминесценция молекул фотоинициатора, так и люминесценция диспергированных в фоторезисте квантовых точек халькогенидов кадмия. Впервые продемонстрирована возможность создания методом DLW-STED непересекающиеся 3D полимерных волноводов, необходимых при создании многослойных фотонных интегральных схем (PIC). Проведен комплекс работ по изготовлению фотонных структур непосредственно на торце оптического волокна. Для данных целей была проведена модификация установки DLW литографии, разработан метод печати структур непосредственно на торце оптического волокна и протокол их проявки. Методом DLW литографии на торце оптического волокна изготовлены различные периодические микроструктуры, предназначенные для эффективного ввода/вывода излучения, модификации пространственного спектра и управления поляризацией исходящего из волокна ИК-излучения. Полученные за отчетный период научные результаты представлены 13-ю статьями и докладами на 17-ти научных мероприятиях (в т.ч. 14-ти международных конференциях и 3-мя Всероссийскими профильными традиционными междисциплинарными конференциями). Результаты проекта архитектуры полимерной оптики важны для современной фотоники инфракрасного диапазона.