Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Лойхс Герхард Германия
Номер договора
14.W03.31.0032
Период реализации проекта
2018-2020

По данным на 30.01.2020

26
Количество специалистов
29
научных публикаций
Общая информация

Учеными лаборатории ведутся исследования в области новых методов создания предельно локализованных структур электромагнитных полей и исследование классических и квантовых эффектов при взаимодействии материи и квантового вакуума с такими структурами, и разработке элементов устройств для квантовых информационных технологий, использующих в основе сильную локализацию поля. Разрабатываемые сотрудниками методы повышения интенсивности и управления пространственным распределением лазерных пучков ультракороткой длительности с помощью когерентного сложения волоконных каналов, фактически могут быть использованы для создания высокоэффективных полностью волоконных систем для фемтосекундной обработки материалов. Также ведутся исследования свойств новых материалов и устройств на их основе, таких как графен в также микрорезонаторы и волокна из стекол специального состава с точки зрения их применения в области оптических и квантовых информационных технологий.

Название проекта: Квантовые эффекты в сильно локализованных интенсивных лазерных полях

Приоритет СНТР: а


Цели и задачи

Направления исследований: Квантовая оптика, нелинейная оптика, взаимодействие сверхсильных лазерных полей с веществом

Цель проекта: Разработка новых методов создания предельно локализованных структур электромагнитных полей и исследование классических и квантовых эффектов при взаимодействии материи и квантового вакуума с такими структурами, а также разработка элементов устройств для квантовых информационных технологий, использующих в основе сильную локализацию поля.


Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • С помощью численного моделирования исследовано развитие электрон-позитронного каскада в поле нескольких лазерных пучков, фокусируемых в форме электро- или магнитодипольных волн, которые позволяют достичь наибольшей величины электрического или магнитного полей при заданной суммарной мощности лазерного излучения. Проведены численные оценки пороговой мощности, при которой уход частиц компенсируется их рождением, а при превышении которой происходит пробой вакуума, аналогичный лавинному пробою в газах, когда концентрация частиц возрастает экспоненциально быстро. При использовании 12 пучков, фокусируемых в форме магнитодипольной волны, рассчитанный порог составляет примерно 13 ПВт, что в принципе достижимо при существующем уровне развития сверхмощных лазеров.
  • Построена теоретическая модель рождения электронно-дырочных пар в графене под действием мощного терагерцового импульса, показана возможность значительного роста плотности электронов проводимости при амплитуде терагерцового поля более 100–200 кВ/см. Предложена схема эксперимента по наблюдению спонтанного оптического излучения графена под действием терагерцового импульса субпикосекундной длительности.
  • Построена теория излучения фотонов неравновесной открытой квантовой системой в режиме парселловского усиления в субволновой квазидвумерной системе. Найдено оптимальное соотношение между параметром дифракционной связи субволновой планарной электродинамической системы с окружающим пространством и константой уширения межзонного перехода, обеспечивающее максимизацию спонтанного излучения фотонов.
  • Разработана задающая лазерная система с четырьмя выходными каналами, генерирующая чирпированные импульсы с возможностью управления параметрами выходного излучения: частотой повторения, формой спектра и временным профилем интенсивности импульса (одновременно во всех каналах), а также фазой сигнала (независимо в каждом канале). Разработана схема мощного волоконного усилителя чирпированных импульсов и создан макет четырехканального волоконного усилителя.

Образование и переподготовка кадров:

  • Защиты: 1 кандидатская диссертация.

  • Организована стажировка для члена научного коллектива в Потсдамском университете (Германия).

  • Читаются лекционные курсы и проводятся практические занятия в ННГУ имени Н. И. Лобачевского (М. Д. Токман – «Волновые процессы в плазме», Е. В. Радионычев – «Основы квантовой электроники», В. А. Миронов – «Основы кинетики и электродинамики плазмы» и «Физика плазмы», А. В. Ким – «Основы нелинейной оптики», А. В. Андрианов – «Учебно-научный эксперимент», Е. А. Анашкина – «Колебания и волны, оптика», «Введение в специальность»).

Сотрудничество:

  • Университет Отаго (Новая Зеландия), Институт спектроскопии РАН (Россия), Институт лазерной физики СО РАН (Россия), Потсдамский университет (Германия), Техасский университет в Остине (США), Техасский университет A & M (США): совместные исследования, научный обмен

  • Инженерно-технологический институт Сант Лонговал (Индия): получен совместный грант РФФИ, совместные публикации
Скрыть Показать полностью
Long Z., Wang Y., Erukhimova M., Tokman M., Belyanin A.
Magnetopolaritons in Weyl Semimetals in a Strong Magnetic Field. Physical Review Letters 120(3): 037403 (2018).
Efimenko E.S., Bashinov A.V., Bastrakov S.I., Gonoskov A.A., Muraviev A.A., Meyerov I.B., Kim A.V., Sergeev A.M.
Extreme Plasma States in Laser-Governed Vacuum Breakdown. Scientific Reports 8(1): 2329 (2018).
Tokman M., Long Z., AlMutairi S., Wang Y., Belkin M., Belyanin A.
Enhancement of the Spontaneous Emission in Subwavelength Quasi-Two-Dimensional Waveguides and Resonators. Physical Review A 97(4): 043801 (2018).
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Современная гидродинамика

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау Российской академии наук

Физика

Черноголовка

Фалькович Григорий Евсеевич

Израиль, Россия

2019-2021

Лаборатория химической физики f-элементов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова"

Физика

Москва

Квашнина Кристина Олеговна

Франция, Россия

2019-2021

Лаборатория анализа данных физики высоких энергий

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет»

Физика

Томск

Цыбышев Дмитрий Евгеньевич

Россия

2018-2020