Фотонно-кристаллические световоды, записываемые пучком фемтосекундного лазера в кристаллах и стеклах, для построения микрочип-лазеров и генерации суперконтинуума

Проект посвящен разработке физико-химических основ записи пучком фемтосекундного лазера фотонно-кристаллических волноводов в объёме лазерных материалов среднего ИК (в первую очередь теллуритное стекло, кристаллы ZnS, ZnSe).Работа будет проводиться по трём направлениям 1) создание теоретических основ и реализация новой технологии твердотельных лазеров, которая позволяет формировать модовый состава твердотельного лазера с помощью микро-структурированного волновода, обладающего свойствами фотонного кристалла, прямо в активном элементе. Параметры излучения такого лазера (диаграмма направленности пучка и состояние поляризации, длительность и форму импульса, энергию импульса) будут независимыми от режима работы и устойчивыми по отношению к внешним воздействиям, и таким образом приближающей эксплуатационные характеристики твердотельных лазеров к волоконным лазерам; 2) разработка новой технологии создания фотонно-кристаллических волноводов с высокой оптической нелинейностью для генерации когерентного суперконтинуума в среднем инфракрасном диапазоне спектра; 3) разработка новых составов нелинейных оптических сред с низкими оптическими потерями в ближнем и среднем ИК-диапазонах на основе высокочистых теллуритных стёкол с рекордно низким содержанием гидроксильных групп, оптимальных для записи волноводов фемтосекундными импульсами.Технология прямой лазерной записи (direct laser writing) позволяет строить комплексную архитектуру микроструктурирования активных сред твердотельных лазеров, обеспечивающую как волноводные свойства так и фотонно-кристаллические, обладающие угловой фильтрацией. В проекте будет разработан новый класс фотонно-кристаллических волноводов, в которых элементы оболочки представляют собой модифицированные области (треки) с небольшим отрицательным изменением показателя преломления по отношению к сердцевине и остальным окружением. Такого рода фотонно- кристаллические волноводы еще не изучались и не производились. Таким образом расширяется область применения лазеров, как источников излучения, яркость которых вне конкуренции. Микроструктурирование непосредственно активной среды позволить создавать монолитные резонаторы, состоящие из одного «куска» кристалла, что беспрецедентно повышает устойчивость таких излучателей к внешним факторам. Компактные излучатели на основе микро-структурированных кристаллов, размеры которых в несколько раз меньше волоконных лазеров, способны легко встраиваться в технологические системы, где требуется высокая пиковая мощность и энергия импульса, например, для обработки материалов, медицинские приборы, системы зажигания двигателей внутреннего сгорания, ракетных двигателей, в системы для военных применений.