Итоговый отчет
На лекции Р.А. Суриса
Научная школа для молодых ученых «Физика лазеров» проводилась в рамках гранта РНФ (соглашение № 19-79-30072)
с 29 ноября по 2 декабря в Санкт-Петербурге в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе. Было прочитано 15
лекций ведущими учеными, в том числе 13 лекций учеными из России и по одной лекции учеными из Германии и Беларуси.
Было представлено 5 лекций общеобразовательного характера, а 10 лекций были посвящены последним разработкам
различных полупроводниковых лазеров.
На школе всего присутствовало 57 молодых участников в возрасте до 36 лет..
- Во время работы школы были представлены лекции как общеобразовательного характера, так и
касающиеся последних достижений в области физики и технологии полупроводниковых лазеров различных спектральных
диапазонов. К общеобразовательным лекциям относится лекция академика РАН Р.А. Суриса (ФТИ им. А.Ф. Иоффе)
«Лазеры с распределенной обратной связью: наши исходные идеи и кое-что вокруг этого». В лекции обсуждались
основополагающие идеи, лежащие в основе создания таких лазеров, а также современные достижения в этой области.
Общеобразовательная лекция была также прочитана заведующей лабораторией ФИАН (г. Москва)
И.Н. Завестовской «Н.Г. Басов — выдающийся русский Ученый и Учитель. К столетию со дня рождения».
Как следует из названия, лекция была посвящена работам основоположника современной квантовой электроники,
Нобелевскому лауреату Н.Г. Басову, столетие которого (родился 14 декабря 1922 г.) широко отмечается в эти дни.
К общеобразовательным лекциям также можно отнести лекцию главного научного сотрудника ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»
Российского федерального ядерного центра (г. Саров) С.А. Степаненко «Фотонная вычислительная машина.
Оптические логические элементы». В лекции были предложены структура и принципы реализации универсальной
цифровой фотонной вычислительной машины (ФВМ) и необходимых для ее создания логических элементов.
В основе функционирования ФВМ — эффекты взаимодействия когерентных систем световых волн, порождаемых
лазерным источником. Эта лекция была дополнена лекцией заведующего лабораторией ФТИ им. А.Ф. Иоффе А.А. Торопова
«Источники фотонов на основе квантовых точек». В лекции рассказано о разработке в ФТИ им. А.Ф. Иоффе технологии
изготовления источников фотонов на базе фотонных наноантенн и микрорезонаторов с одиночными квантовыми точками
в системах (Al,Ga,In)As и (Cd,Zn,Mg)(Se,S). Изготавливаемые источники фотонов работают в диапазоне 500 – 700 нм,
соответствующем окну прозрачности атмосферы, Общеобразовательная лекция также была прочитана В.П. Минаевым — главным
научным сотрудником — советником группы поддержки ООО НТО «ИРЭ–Полюс» (г. Москва) «Лазерные
аппараты для хирургии и
силовой лазерной терапии на основе полупроводниковых и волоконных лазеров. Медицинские технологии на их основе».
В лекции подробно рассказывалось о применении лазеров при лечении различных заболеваний.
- Во время работы школы были доложены последние работы по созданию мощных полупроводниковых
лазеров. В лекции С.О. Слипченко (ФТИ им. А.Ф. Иоффе) «Мощные полупроводниковые лазерные диоды спектрального
диапазона 900-1100 нм. Основные подходы повышения яркости лазерного излучения» подробно изложены основные результаты
работ по созданию мощных полупроводниковых лазерных диодов на основе асимметричных полупроводниковых
гетероструктур InGaAs(Р)/Al(In)GaAs(P)/GaAs с низкими внутренними оптическими потерями. В лекции М.А. Ладугина
(начальник научно-производственного комплекса АО «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха», г. Москва)
«Мощные полупроводниковые лазеры (λ = 770 — 980 нм) на основе различных систем материалов:
сравнение и анализ» представлены теоретические и экспериментальные исследования, направленные
на выбор оптимальной конструкции и получение высококачественных гетероструктур
AlGaAs/GaAs, InGaAs/AlGaAs, InGaAsP/GaInP и GaAsP/GaInP для мощных и надежных лазеров,
работающих в этом диапазоне длин волн.
- Одна лекция была посвящена вертикально-излучающим лазерам (VCSEL или ВИЛ),
которые используются для скоростной передачи данных. В докладе «Когерентно-связанные вертикально-излучающие лазеры«
(VI Systems GmbH, Berlin, Germany; докладчик В.А. Щукин) были подробно освящены физические аспекты работы
таких лазеров, технологические сложности их создания и достигнутые в последнее время результаты: были
разработаны высокоскоростные когерентные массивы ВИЛ с очень малыми размерами апертур, способные
передавать сигналы на 50 Гбод с узким спектром излучения и оптимальные для ввода в многомодовое волокно.
- Две лекции были посвящены полупроводниковым квантово-каскадным лазерам (ККЛ).
В лекции Г.С. Соколовского (заведующий лаборатории ФТИ им. А.Ф. Иоффе) «Квантово-каскадные лазеры
среднего ИК диапазона» обсуждаются ККЛ среднего инфракрасного диапазона, известного широкими окнами
прозрачности атмосферы, а также интенсивными линиями поглощения многих молекул. Поэтому ККЛ среднего
ИК диапазона находят многочисленные применения в беспроводной оптической связи, газоанализе и биомедицинских
исследованиях. В докладе обсуждались результаты разработки и исследования ККЛ среднего ИК диапазона,
демонстрирующих рекордную мощность излучения, при изготовлении которых все технологические операции выполнены в России.
В лекции ведущего научного сотрудника ИСВЧПЭ им. В.Г. Мокерова РАН (г. Москва) Р.А. Хабиббулина
«Новые зонные
дизайны квантово-каскадных лазеров терагерцового диапазона» показано, что «перенос» схемы работы ККЛ
среднего инфракрасного диапазона в ТГц область позволил продемонстрировать уникальный источник ТГц излучения,
в котором
за счет изменения толщин полупроводниковых слоев можно перестраивать частоту генерации от 1.2 до 5.4 ТГц.
Предложена и экспериментально реализована новая схема работы ТГц ККЛ с последовательным испусканием двух
фотонов в одном усиливающем модуле.
- Одна лекция была посвящены технологии создания компонент нанофотоники на основе кремниевых
структур.
В лекции А.В. Новикова — директора Института физики микроструктур РАН (г. Нижний Новгород)
«Микро - и нанорезонаторы на светоизлучающих SiGe гетероструктурах» были представлены результаты
применения различных диэлектрических микро- и нанорезонаторов для повышения эффективности источников излучения
на основе SiGe гетероструткур. Обсуждались, в частности, выращенные методом молекулярно-пучковой эпитаксии на
подложках Si светоизлучающие структуры с Ge самоформирующимися наноостровками, на которых были сформированы
резонаторы в виде двумерных фотонных кристаллов. В лекции Е.В. Луценко (и.о. заведующий центром Института
физики им. Б.И. Степанова НАН Беларуси, г. Минск) «Молекулярно-пучковая эпитаксия n++ GaN:Si, оптические и
электрические свойства» метод молекулярно-пучковой эпитаксии применялся для создания лазеров и ультрафиолетовых
светодиодах на основе III-нитридов. Была разработана технология плазменной молекулярно-пучковой эпитаксии,
которая позволила создавать ультранизкоомные полупроводниковые слои с минимальными оптическими потерями и
хорошей подвижностью электронов в лазерных диодах.
- В трех лекциях обсуждались лазеры среднего и дальнего ИК диапазонов на основе
твердых растворов HgCdTe. На протяжении последних десятилетий достигнут значительный прогресс в технологии
молекулярно-лучевой эпитаксии твердых растворов HgCdTe, чему была посвящена лекция Н.Н. Михайлова
(Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, г. Новосибирск) «Выращивание лазерных структур
на основе HgCdTe». В лекции обсуждались методы выращивания множественных HgTe квантовых ям для лазерных
структур, обеспечивающих стимулированное излучение вплоть до длины волны ~ 31 мкм. Следует отметить, что
эта область длин волн недоступна для существующих квантово-каскадных лазеров на основе А3В5 полупроводниковых
гетероструктур. В лекции В.В. Румянцева (Институт физики микроструктур РАН, г. Нижний Новгород)
«Лазеры на основе гетероструктур с квантовыми ямами HgCdTe с полосковыми и микродисковыми резонаторами»
представлены результаты цикла спектрокинетических исследований фотопроводимости и фотолюминесценции в
эпитаксиальных структурах на основе HgCdTe. Получено стимулированное излучение в широком спектральном
диапазоне от 2.5 до 31 мкм. В лекции А.А. Дубинова (Институт физики микроструктур РАН, г. Нижний Новгород)
«Вертикально излучающий лазер дальнего ИК диапазона на основе структуры с квантовыми ямами HgTe», как
следует из названия, обсуждается вертикально излучающий лазер на основе межзонных оптических переходов в
квантовых ямах HgTe. Такая конструкция позволяет получать узкую и симметричную диаграмму направленности
генерируемого излучения.
- Таким образом, в рамках школы было прочитано 15 лекций ведущими учеными, в том числе 13
лекций учеными из
России и по одной лекции учеными из Германии и Беларуси. Было представлено 5 лекций общеобразовательного
характера, а 10 лекций были посвящены последним разработкам различных полупроводниковых лазеров.
Были рассмотрены особенности и свойства современных полупроводниковых лазеров, излучающих в широком
диапазоне длин волн: (в том числе в инфракрасной и терагерцовой областях спектра). Обсуждались различные
конструкции полупроводниковых лазеров: перспективные квантово-каскадные и вертикально-излучающие лазеры;
бсуждалась технология получения сложных полупроводниковых лазерных структур и последние достижения как в области
лазерной физики, так и в области производства современных лазеров.
- На школе присутствовало 57 молодых участников в возрасте до 36 лет.
|
Напечатать
