Фотоника

Развитие фотоники и оптоэлектроники предполагает улучшение характеристик и расширение функциональных возможностей базовых элементов, предназначенных для использования в системах связи, сенсорике, гелиоэнергетике, для создания фотонных аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и др. Для повышения эффективности их работы необходимо использование новых технологий и материалов, а также новых подходов к структурной конфигурации таких устройств. 

Цели проекта:

1. Создание полностью интегрированного волноводного субпикосекундного лазера с гигагерцовой частотой повторения импульсов на основе стекла, активированнного редкоземельными элементами для применения в качестве оптических частотных гребенок, эталонов времени и частоты, высокостабильных генераторов тактовых импульсов в фотонных АЦП.  
2. Выбор оптимальной технологии и параметров технологического режима для реализации оптических волноводов с низкими потерями в активных стеклах на фосфатной и силикатной основе.
3. Исследование оптических свойств и фоточувствительности пленочных композитных сред, содержащих наночастицы, которые могут быть использованы для устройств оптической связи, химических датчиков, солнечных элементов и в экологии. 
4. Исследование и создание многослойных оптических структур для расширения функциональных возможностей базовых элементов фотоники и оптоэлектроники. 

Результаты проекта 

1. Создан измерительный комплекс, содержащий гониометр, источники излучения с длинами волн 0,532 мкм, 0,633 мкм, 1,064 мкм, 1,153 мкм, и фотокамеры, для исследования параметров тонкопленочных волноводных структур в видимом и ближнем ИК диапазоне (измерение коэффициентов замедления, распределения показателя преломления по сечению волноводного слоя, толщины слоя и коэффициента затухания).  
2. Исследована возможность формирования планарных оптических волноводов в фосфатном и силикатном лазерном стеклах ГЛС-24 и ГЛС-6 с помощью ионного обмена в расплавах солей KNO3 и AgNO3 и с помощью твердотельной диффузии оксида свинца. 
3. Построена математическая модель процесса диффузии оксида свинца в стекле ГЛС-6, вычислено распределение показателя преломления в волноводном слое, по результатам измерения коэффициентов замедления волноводных мод вычислен коэффициент диффузии. 
4. Реализован алгоритм расчета дисперсионных характеристик и полей волноводных мод в градиентно-ступенчатых структурах. 
5. Проведено исследование зависимости спектров пропускания композитных сред с металлическими наночастицами сферической и эллипсоидальной формы с использованием модели Максвелла Гарнетта. Показано, что использование частиц несферической формы приводит к смещению и одновременно к расширению резонансной полосы поглощения в длинноволновую область спектра.  
6. Проведено исследование фотокаталитических свойств пленок диоксида титана, изготовленных по гель технологи и модифицированных наночастицами металлов группы железа путём разложения красителя. Установлено влияние технологии формирования пленок, параметров технологического режима и модификатора на фоточувстительность плёнок. Проведено исследование степени и скорости фоторазложения красителя в зависимости от времени облучения. Показано, что наибольшей фотокаталитической активностью обладают пленки, модифицированные родием. 

Руководитель направления в ИФИТ: Чехлова Тамара Константиновна.