Лаборатория прикладной электродинамики

Лаборатория прикладной электродинамики была образована в 1994 роду, основным направлением деятельности которой были физика и диагностика плазмы, мощные импульсные электронные пучки и их взаимодействие с веществом. Эти исследования выполнялись в тесном сотрудничестве с Институтом ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, Исследовательским центром Карлсруэ (Германия) и Корнельским университетом (США). В этот период в лаборатории были разработаны уникальные методы активной диагностики плазмы и мощных пучков частиц и оборудование для реализации этих методов, в том числе импульсные лазеры на красителях с ламповой накачкой с энергией до 12 джоулей (три экземпляра лазера были поставлены по контракту в Германию, где работают до настоящего времени), статический фурье-спектрометр, генератор поверхностной плазмы, комплекс оборудования для активной штарковской спектроскопии.

В настоящее время основным направлением работы в лаборатории стало новое направление, связанное с освоением терагерцового диапазона частот электромагнитного спектра. Роль этого диапазона трудно переоценить, поскольку в нем лежат собственные частоты биологически важных молекул, вращательные уровни простых молекул, переходы в полупроводниках. Многие вещества, непрозрачные для видимого диапазона и малоконтрастные при рентгеноскопии, являются частично прозрачными в терагерцовом диапазоне. Из этого следует, что терагерцовая спектроскопия, радиоскопия, голография и спекл-интерферометрия являются чрезвычайно перспективными методами для медико-биологических применений, для систем обнаружения и для промышленного контроля. До недавнего времени этот спектральный диапазон был недоступен для исследований и применения вследствие отсутствия источников и детекторов излучения, поэтому до сих пор отсутствует фундаментальная научная база, на основе которой могли бы развиваться приложения. Исследования в терагерцовом диапазоне начались лишь в 90-х годах благодаря созданию широкополосных импульсных источников терагерцового излучения на основе фемтосекундных лазеров.

Создание в 2003 году уникального импульсно-периодического терагерцового Новосибирского лазера на свободных электронах (НЛСЭ) в составе Центра коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» позволило российской науке занять лидирующие позиции в мире. Средняя мощность излучения НЛСЭ на много порядков превышает соответствующую величину для самых мощных зарубежных источников терагерцового излучения, что позволяет разработать совершенно иные подходы в исследованиях и разработать новые приложения и технологии. Лаборатория прикладной электродинамики внесла значительный вклад в развитие элементной базы для терагерцовой оптики, а также выполнила пионерские научные исследования в этой области.

Лаборатория создала собственную установку ТЕРАРАД на НЛСЭ и постоянно участвует в проектах, ведущихся по программам и грантам Минобрнауки, РФФИ, РНФ и различных ведомств, а также НИР и НИОКР на договорной основе. Лаборатория играет большую роль в обучении студентов и аспирантов НГУ и НГТУ современным методам исследований, проводя экспериментальный факультатив для студентов младших курсов и обеспечивая выполнение дипломов бакалавров, магистерских и кандидатских диссертаций. Из достижений лаборатории можно отметить, в частности, разработку метода регистрации терагерцового излучения в реальном времени с помощью матричного микроболометрического приемника ММБП, при этом был достигнут мировой рекорд скорости записи изображений в этом диапазоне, равный 90 кадрам в секунду. Впервые получены изображения в реальном времени при освещении объектов излучением терагерцового лазера на свободных электронах. Впервые наблюдались спеклы в терагерцовом диапазоне. Продемонстрирована возможность терагерцовой спекл-фотографии и терагерцовой спекл-интерферометрии. В лаборатории создан изображающий спектрометр нарушенного полного внутреннего отражения, работающий в терагерцовом, видимом и ИК диапазонах, способный работать в режиме реального времени. Ведутся исследования по эллипсометрии, голографии, интерферометрии, спекл-метрологии, исследованию динамики мелких примесей в полупроводниках, исследованию пучков фотонов с орбитальным угловым моментом (закрученных пучков). Кроме того ведутся теоретические исследование по физике плазмы и атомной физике.