Cоздание композитных насыщающихся поглотителей на основе различных низкоразмерных материалов (углеродных нанотрубок, графена, 2D материалов, квантовых точек) для лазеров со сверхкороткими импульсами

Cверхбыстрые твердотельные лазеры, в которых при использовании насыщающихся поглотителей (модуляторов пучков) реализуется режим самосинхронизации мод, очень популярны в связи с их простой конструкцией, высокой стабильностью, малым влиянием юстировки и низкой стоимостью. Они используются для многих приложений – для оптической связи, биомедицины, синтеза и обработки материалов, зондирования атмосферы и нелинейной спектроскопии. Недавние исследования показали, что наноматериалы, в том числе, одностенные углеродные нанотрубки (ОУН), графен, 2D материалы, квантовые точки, обладают исключительными нелинейно-оптическими свойствами и в матрицах из полимеров могут быть использованы как более эффективные насыщающиеся поглотители, чем широко распространенные сегодня полупроводниковые. Использование различных наноматериалов обеспечивает расширение рабочего спектрального диапазона насыщающихся поглотителей от ультрафиолетовой (УФ) до средней инфракрасной (МК) спектральной области. Одной из ключевых трудностей является достижение высокой и однородной дисперсии наноматериалов в полимерной матрице. Не менее важно использовать термостабильный полимер в качестве матрицы для диспергирования наноматериала при формировании насыщающегося поглотителя, поскольку плотности мощности используемых лазерных пучков велики. В данном проекте впервые будут разработаны и исследованы композиты, содержащие термостабильный полимер (полиимид, модифицированный полиамид и другие) и высокодисперсные наноматериалы (одностенные углеродные нанотрубки, графен, 2D материалы, квантовые точки) для формирования сверхбыстрых насыщающихся поглотителей, используемых для реализации режима самосинхронизации мод и получения сверхкоротких (суб-пикосекундных) импульсов в различных твердотельных лазерах. Использование различных видов наноматериалов обеспечит расширение рабочего спектрального диапазона создаваемых насыщающихся поглотителей. Некоторые из таких композитов будут созданы впервые. В проекте будут участвовать 2 научных команды -из Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (Москва, Россия) (ИОФ РАН) и из Национального университета науки и технологий Тайваня (NTUST, Тайвань), обладающие взаимодополняющими компетенциями и опытом. В 2015-2017 гг. эти две команды успешно выполнили совместный исследовательский проект РФФИ. По его результатам опубликованы 2 совместные статьи. Существующий опыт совместной работы и высокая научная квалификация участников должны обеспечить успешное выполнение данного проекта.