Создана уникальная установка фемтосекундных оптических часов на основе He-Ne/CH4 и Nd:YAG/I2 оптических стандартов частоты для прецизионных измерений частот от ультрафиолетового до радиодиапазона с точностью 10–14–
10–15 для решения задачи повышения точности координатного и временного обеспечения страны. С целью повышения точности фемтосекундных часов до
10–17–10–18 разработан оптический стандарт частоты нового поколения на основе ультра-холодных атомов магния захваченных в магнитооптическую ловушку. (ИЛФ СО РАН)
Созданы новые нанотехнологии получения лазерных керамик. Их основой является получение нанопорошков сложного состава методами химического со-осаждения (средний размер частиц d = 70 нм) или лазерного синтеза (d=10нм) с последующим их компактированием и вакуумным спеканием. Перспективность технологий подтверждена синтезом известных керамик Nd3+:Y2O3 и Nd3+Y3Al5O12, на которых вслед за Японией и ранее в чем других странах получена генерация излучения на длинах волн l=1,079 мкм и l=1,06 мкм с эффективностью до 30% при накачке излучением полупроводниковых лазеров.
Синтезированы новые лазерные керамики R:(LuxY1-x)2O3, а также керамики на основе R: (Y2O3-ZrO2), где R – редкоземельный элемент (Nd, Yb), со светопропусканием на длине волны l=1,06 мкм более 82%. Керамики имеют разупорядоченную кристаллическую структуру и перспективны для создания фемтосекундных лазеров. А также изготовлены образцы Nd3+Y3Al5O12 керамик лазерного качества, пригодные для получения генерации излучения мощностью несколько сотен Ватт. (ИРЭ РАН, ИЭФ УрО РАН)
Разработана методика получения заготовок волоконных световодов на основе кварцевого стекла с различными добавками, легированного висмутом, химическим осаждением из газовой фазы. Исследованы оптические свойства волоконных световодов на основе кварцевого стекла, легированных висмутом, с добавкой оксидов алюминия и/или германия, фосфора и титана, вытянутых из этих заготовок. Впервые показано, что, варьируя состав, спектры люминесценции и усиления световодов можно сдвинуть в длинноволновую область вплоть до рабочей области эрбиевых усилителей. Так световод с сердцевиной из фосфорогерманосиликатного стекла, легированного висмутом, имеет широкую спектральную полосу усиления от 1270 до 1520 нм при накачке излучением на длине волны 1230 нм; на нем впервые осуществлена лазерная генерация в области длин волн 1300-1550 нм. Таким образом, показана возможность использования висмутовых усилителей в спектральном диапазоне, необходимом для увеличения скорости передачи информации по волоконно-оптическим линиям связи. (ИХВВ РАН, НЦВО РАН)
Впервые продемонстрирован полностью волоконный желтый (длина волны 580 нм) лазер, простая, надежная и компактная конструкция которого представляется перспективной для различных применений. Лазер создан
на основе световода, легированного висмутом, генерирующего на длине волны 1160 нм. Удвоение частоты и генерация на длине волны 580 нм осуществляется в волоконном световоде специальной конструкции, в котором за счет полинга (периодическое по длине световода облучение сердцевины ультрафиолетовым излучением в электрическом поле) была записана решетка нелинейной восприимчивости второго порядка c(2). (НЦВО РАН)
Разработаны и изготовлены одномодовые и многомодовые полупроводниковые лазеры, выращенные методом МОС-гидридной эпитаксии на основе квантово-размерных AlGaInAs/InP лазерных гетероструктур. Изготовлены опытные партии одномодовых и многомодовых лазеров с резонаторами Фабри-Перо, излучающих в диапазоне длин волн 1150-1180 нм, с выходными оптическими мощностями в непрерывном режиме генерации не менее 100 мВт и 1 Вт, соответственно.
Впервые созданы лазерные гетероструктуры и полупроводниковые мно-гомодовые лазеры на подложках арсенида галлия, излучающих на длине волны 1150 нм. Мощность, достигнутая в непрерывном режиме генерации (~10 Вт) позволяет рассчитывать на достижение непрерывной мощности излучения до
700 мВт в одномодовых лазерах с резонатором Фабри-Перо. (ФТИ РАН)
Исследован процесс формирования низкоразмерных гетероструктур на основе ZnSe/ZnMgSSe методом молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ) для полупроводниковых лазеров с продольной накачкой электронным пучком для синей области спектра. Проведено исследование катодолюминесценции полученных наноструктур в зависимости от ростовых условий. Впервые на основе резонансно-периодических структур ZnCdSe/ZnMgSSe с 28 квантовыми ямами толщиной 6 мкм, выращенных в оптимальных условиях, реализован лазер с продольной накачкой электронным пучком, излучающий на длине волны 470 нм. Мощность излучения и порог генерации составили соответственно 2,7 Вт и
40 мкА при энергии электронов Ee = 47 кэВ. (НЦВО РАН, ФИАН)
Реализованы принципиально новые сверхпроводниковые джозефсоновские p-контакты, использующие сосуществование сверхпроводимости (S) и ферро-магнетизма (F) в SFS тонкопленочных структурах. Сдвиг фазы возникает из-за взаимодействия куперовских пар с обменным полем ферромагнетика. При этом впервые экспериментально показано, что при замыкании p-контакта сверх-проводящей петлей возникает спонтанный магнитный поток равный половине кванта магнитного потока F0/2. Такие спонтанные магнитные потоки были обнаружены и исследованы в различных сетках с p-контактами при помощи сканирующего СКВИД-микроскопа. Выявлено, что антиферромагнитное упорядо-чение спонтанных потоков наиболее устойчиво в сетке. (ИФТТ РАН)
В рамках многоканальной теории рассеяния исследовано явление полного поглощения электромагнитных волн различными структурами с внутренним материальным резонансом и сформулированы условия для его реализации. Теоретически и экспериментально исследован эффект полного поглощения
света нанопористой металлической поверхностью за счет возбуждения плазменных колебаний, локализованных в порах. А также продемонстриро-
вана возможность реализации данного эффекта при произвольном угле падения
и поляризации падающего света. Результаты могут быть использованы для создания всенаправленных частотно-селективных оптических фильтров и погло-тителей.
Теоретически исследованы оптические свойства пористых металлических нанокластеров с несферической конфигурацией в виде двух взаимопроникающих нанопор в металле. При этом установлено, что плазмонная мода пористого кластера с нарушенной сферической симметрией является чрезвычайно чувствительной к диэлектрическому заполнению и форме нанопор. Данное явление может быть использовано для создания чувствительных биосенсоров в биофизике и медицине. (Саратовский филиал ИРЭ РАН)
Теоретически и экспериментально показано, что основным состоянием латерально-ограниченной многослойной структуры, содержащей три магнитных слоя, разделенных немагнитными прослойками, является спиновая спираль. Геликодальное распределение в этой системе возникает как результат конкуренции магнитостатического взаимодействия ближайших и следующих за ближайшими магнитных слоев. Для наблюдения спирального распределения был использован метод магнитно-силовой микроскопии.
Предсказаны эффекты выпрямления электрического тока в системах с некомпланарным распределением намагниченности. Построены феноменологи-ческая и микроскопическая (на основе s-d модели) теория эффектов выпрямления в некомпланарной геликоидальной структуре. Микроскопическими механизмами эффекта выпрямления являются асимметрия групповой скорости и рассеяния носителей тока, а также асимметрия вероятностей перехода между спиновыми подзонами. Теоретически показано, что в средах с вихревым распределением намагниченности должен наблюдаться «топологический» эффект Холла. (ИФМ РАН)
Обнаружено и исследовано явление Бозе-Эйнштейновской конденсации (БЭК) диполярных экситонов в двойных и одиночных квантовых ямах в полупро-водниковых гетероструктурах. БЭК экситонов, накапливаемых в ловушках, сопровождается макроскопическим заполнением основного экситонного состояния и возникновением крупномасштабной пространственной когерент-ности. По наблюдаемым в дальнем поле интерференционным картинам люминесценции установлено, что пространственная когерентность существует на масштабах периметра кольцевых ловушек и исчезает при больших оптических накачках (эффект разрушения экситонов из-за экранирования кулоновского взаимодействия), а также при увеличении температуры выше порога бозе-конденсации. При импульсном фотовозбуждении бозе-конденсата анализ интерференционных картин с высоким временным разрешением (около 200 пс) позволил установить, что пространственная когерентность возникает с задержкой около 1 нс относительно возбуждающего импульса. Эта задержка коррелирует с установлением квазиравновесия в экситонной системе и ее охлаждением до достаточно низких температур благодаря рассеянию на фононах. (ИФТТ РАН)
В антиферромагнетике с треугольной решеткой KFe(MoO4)2 обнаружена экзотическая магнитная структура, в которой сосуществуют чередующиеся магнитные плоскости со спиральным и коллинеарным упорядочением. Необычность спинового упорядочения состоит в том, что в соседних кристаллографических плоскостях реализуются магнитные структуры с несоизмеримыми значениями пространственного периода.