Forskare från ITMO University för första gången i världen lyckades direkt mäta det olinjära brytningsindexet för materia i terahertz -området. Resultaten av experimenten jämfördes med tidigare teoretiska förutsägelser för att bekräfta förekomsten av olinjära effekter. De erhållna uppgifterna kan användas för att styra ljus, liksom i grundläggande och biomedicinsk forskning. Resultaten publiceras i Optik Express .

Under de senaste 40 åren har terahertz -strålning har funnits utbredd användning för kvalitetskontroll och säkerhetssystem, för bestämning av ämnen, samt för olika biomedicinsk forskning. Dock, strålningskällor med hög effekt inom detta område uppträdde relativt nyligen. Sådan kraftig strålning förändrar brytningsindexet för mediet och påverkar hur det överför strålning från andra områden. Forskare kallar sådana effekter för olineariteter och studerar dem för att skapa enheter för att styra ljus.

För första gången i världen, forskarna från ITMO University mätte direkt det olinjära brytningsindexet för materia i terahertz -området. De anpassade den tidigare kända Z-scan-metoden för att få experimentella data om hur högeffektstrålning förändrar brytningsindexet för provet. Därefter genomförde forskarna en numerisk simulering av experimentet och jämförde resultaten:de visade sig vara lika.

"För första gången, vi lyckades på ett tillförlitligt sätt verifiera att terahertz -strålning orsakar stark olinearitet i mediet. Än så länge, vi utförde endast mätningar för vatten, men vi planerar att utöka utbudet av media för att utföra experimentella och teoretiska studier av detta slag. De data som erhålls kommer att vara användbara för att skapa enheter för ljusstyrning, såväl som för grundläggande och biomedicinsk forskning, kommenterade Maria Zhukova, medlem i Laboratory of Femtosecond Optics and Femtotechnologies vid ITMO University.

"Vårt laboratorium har länge varit engagerat i utvecklingen av högintensiva terahertz-strålningskällor, och vi har redan nått enastående resultat. Men innan vi går in på de grundläggande aspekterna av det, vi bestämde oss för att beskriva de olineariteter det orsakar med sällsynt utrustning vid ITMO University. Vi anpassade metoden för att mäta olinearitet för att använda befintlig experimentell bas så effektivt som möjligt, "tillägger Maksim Melnik från Laboratory of Femtosecond Optics and Femtotechnologies vid ITMO University.