Изучение свойств, создание и модификация наноматериалов с помощью сверхкоротких лазерных импульсов.

Проект посвящен развитию лазерных методов наноструктурирования, селективной модификация нанослоев,диагностики и последующего анализа тепловых и акустических процессов в наноматериалах в пикосекундном диапазоне. Точность и прецизионность селективной модификации многослойных пленочных структур (наноламинатов) обеспечивается использованием лазерных импульсов ультракороткой (фемтосекундной) длительности и пятен фокусировки микронного масштаба при острой фокусировке на дифракционном пределе. Диагностика индуцируемых фемтосекундными импульсами тепловых и акустических процессов в нанослоях в пикосекундном диапазоне осуществляется на созданном в рамках Проекта 2019 г. экспериментальном стенде, и с помощью развитой фемтосекундной термомодуляционной методики (в английском варианте TTR-transient thermoreflectance) с применением методов фазочувствительного (синхронного) детектирования. Применяемый специальный режим с низкой частотой следования нагревающих импульсов адаптирован к задачам измерения динамики термоиндуцированного отражения при повышенных температурах, приближающихся к точке плавления. Важнейшей задачей, решаемой в рамках Проекта, является извлечение из результатов измерений сведений о ходе внутренних процессов в облученной мишени, значениях температуры и давления, коэффициенте теплопроводности, коэффициенте теплообмена, характеризующем темп обмена энергией между электронной и ионной подсистемами, а также извлечение другой значимой информации. Среди новых моделей и алгоритмов в данном проекте это: (А) создание двухтемпературной гидродинамической модели, (Б) сочетание метода трансфер-матрицы (transfer matrix) и оптических моделей 2Т сильно оптически связанных нанослоев. (В) Учет трехмерных (3D) эффектов. При «точечных» воздействиях имеет место боковое растекание, трехмерное ослабление объемных и поверхностных акустических волн.