Физики из Сколтеха, МФТИ и ИТМО создали из углеродных нанотрубок модулятор излучения ТГц-диапазона на основе управляемой зонной пластинки. В журнале Advanced Optical Materials вышла статья об этом изобретении.
У терагерцевых пучков — электромагнитного излучения на стыке между микроволновым и инфракрасным диапазонами — большие перспективы. Эти технологии могут применяться для высокоскоростной 6G-связи, а также в медицине — в качестве альтернативы рентгеновским лучам.
Вариофокальная зонная пластинка Френеля — оптический элемент, который фокусирует ТГц-пучки и может разделять их, причём параметрами фокусировки можно управлять посредством растяжения.
"В ИТМО сделали расчёт формы и поведения этого оптического элемента, в Сколтехе занимались синтезом наноматериалов и созданием элемента заданной геометрии, а мы в МФТИ смогли его апробировать, то есть с экспериментальной точки зрения верифицировать, что он действительно работает, с использованием экспериментальной базы Института общей физики РАН", — привела подробности старший научный сотрудник лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ Мария Бурданова.
Модулятор проверяли методами ТГц-визуализации. Мощное излучение пропускали через две зонные пластинки и, вращая их друг относительно друга, при помощи системы растрового 2D-сканирования на основе ячейки Голея (приёмника электромагнитного излучения) и субволновой диафрагмы наблюдали изменения поляризации и интенсивности пучков.
Углеродные нанотрубки для построения модуляторов ТГц-диапазона хороши универсальностью получаемых изделий — их характеристики можно менять с помощью разных эффектов путём настройки отклика на атомарном, супрамолекулярном и микронном уровнях, объяснил старший преподаватель Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха Дмитрий Красников. "Нашей трёхсторонней команде впервые удалось добавить новый эффект — взаимодействие разных "узоров из нанотрубок" между собой, что открывает новые возможности для перспективных изделий", — добавил он.
Красников оценил скорость разработки как прорыв — с появления принципиальной идеи до научной статьи прошло менее девяти месяцев.