Когерентные и нелинейные явления в однородных и структурированных средах и в элементах фотоники при взаимодействии с интенсивным лазерным излучением и пучками заряженных частиц

В данном проекте когерентные и нелинейные процессы (фотонное эхо, насыщенное поглощение, кинетика поглощения/отражения, фотолюминесценция, лазерное возбуждение ансамблей атомов и наноструктур, и т.п.), возникающие под действием мощного лазерного излучения, будут исследоваться в газах, холодных атомах, стеклокомпозитах, нелинейных кристаллах, NV-центрах алмаза, наноструктурированных полупроводниках A3B5, плазмонных структурах и оптических волокнах. Цель – поиск и разработка новых методов исследований указанных процессов, возможностей создания неразрушающей диагностики сред, перспектив практического применения фундаментальных знаний о веществе. Будут проведены поиск и разработка новых методов исследования когерентных и нелинейных явлений, возникающих в однородных и наноструктурированных средах и в элементах фотоники под действием интенсивного лазерного излучения или пучков заряженных частиц, а также поиск перспектив практического применения фундаментальных знаний о веществе актуальны во всем мире. Приведем конкретные примеры тем, входящих в данный проект и отвечающих «горячим точкам» мировых исследований: 1) Мезоскопические ансамбли холодных атомов в ридберговских состояниях имеют перспективу применений в квантовой информатике в качестве кубитов квантового компьютера, источников одиночных фотонов, однофотонных транзисторов и квантовой памяти. 2) Исследования фотоинтегрируемых микрорешёток анизотропии и нелинейных кристаллов актуальны и важны для новых лазерно-информационных технологий и оптоэлектроники. 3) Квантовые коммуникации с одиночными фотонами признаны единственным способом обеспечения абсолютной защищенности передаваемых данных. 4) Исследование полупроводниковых наноструктур для зеркал, обеспечивающих режим самосинхронизации мод лазеров – источников фемтосекундных импульсов излучения, проводятся во многих лабораториях мира. 5) Разработка и исследование новых материалов с высокой нелинейностью и лучевой прочностью. 6) Разработка и исследование газовых и твердотельных источников излучения и усилителей света различного спектрального диапазона. 7) Разработка и исследование источников заряженных частиц, высоковольтных коммутаторов, в том числе частотно функционирующих, для создания источников напряжения и получения лазерной генерации в УФ и ВУФ диапазоне. Проведение исследований в рамках данного проекта приведет к прорывным результатам в приоритетных направлениях развития науки, технологий и техники в РФ (в индустрии наносистем, информационно-телекоммуникационных систем), а также в критических технологиях (в технологии диагностики наноматериалов и наноустройств).