Ученые университета ИТМО создали рекордно тонкую пленку из халькогенидного сплава, которая уменьшает длину волны лазерного луча в три раза. Разработка пригодится в лазерной микроскопии для исследования биологических тканей и в фотонных интегральных схемах для квантовой коммуникации. Об этом сообщает информационное агентство «ТАСС».

Как говорится в сообщении, пленка из халькогенидного сплава толщиной всего 20 нанометров генерирует излучение в широком диапазоне длин волн без усиления нанорезонаторами и показывает результат в 100-1000 раз лучше аналогичных наноустройств.

Уточняется, что исследование поддержано программой «Приоритет-2030» и грантом Российского научного фонда. Разработка может заменить несколько источников излучения в лазерных сканирующих микроскопах и повысить разрешение изображения. Также генерация гармоники в зависимости от фазы пленки может служить методом кодирования информации, что в перспективе можно использовать для фотонных интегральных схем, которые обрабатывают оптические сигналы в квантовых коммуникациях.

По данным пресс-службы, генерация гармоники - процесс в нелинейной оптике, при котором лазер проходит через нелинейный кристалл и длина волны света уменьшается. Порядок гармоники определяет, во сколько раз длина волны уменьшилась: если в два раза - получилась вторая гармоника, если в три - третья. Генерация третьей гармоники используется в биофотонике и медицине. Однако пока не существует эффективных источников ее генерации, для имитирования в индустрии используют дорогие и большие (до полуметра в ширину) многоволновые системы.

Секрет разработки - в тонких пленках из халькогенидного сплава германия, сурьмы и теллура (Ge2Sb2Te5, или GST). Ранее этот материал получил широкую известность благодаря его применению в DVD-дисках и элементах оптической памяти.

«Толщина устройств на основе других метаповерхностей достигает примерно 400-600 нанометров. Наши пленки - 20 нанометров. Причем на эффективность работы влияет толщина: чем тоньше пленка в аморфной фазе, тем более эффективно происходит генерация. Благодаря такой особенности наша разработка попадает в тренд на миниатюризацию прикладных устройств», - говорит один из авторов исследования, аспирант Нового физтеха ИТМО Даниил Литвинов. 

Подготовил Роман БОНДАРЧУК, УзА