之前我们展示了我们的 и 。 今天您可以参观ITMO大学物理与技术学院的光学实验室。
图为：XNUMXD 纳米光刻
低维量子材料实验室隶属于纳米光子学与超材料研究中心（）在底座上 .
其员工积极参与 性能 ：等离子体激元、激子和极化激元。 这些研究将使创建成熟的光学和量子计算机成为可能。 该实验室分为几个工作区域，涵盖低维量子材料工作的所有阶段：样品制备、制造、表征和光学研究。
第一个区域配备了样品制备所需的一切 .
安装超声波清洁器来清洁它们，并确保使用酒精安全工作，这里配备了强大的排气罩。 一些研究材料由芬兰、新加坡和丹麦的合作实验室提供给我们。
为了对样品进行灭菌，房间内安装了 BINDER FD Classic.Line 干燥柜。 其内部的加热元件将温度保持在 10 至 300°C 之间。 它具有USB接口，用于在实验过程中连续监测温度。
实验室工作人员还使用该室对样品进行压力测试和老化测试。 此类实验对于了解材料和设备在某些条件（标准条件和极端条件）下的行为是必要的。
隔壁房间安装了三维纳米光刻机。 它允许制造尺寸为数百纳米的三维结构。
其工作原理基于双光子聚合现象。 从本质上讲，它是一种 3D 打印机，使用激光将液体聚合物塑造成物体。 聚合物仅在激光束聚焦的点处硬化。
图为：XNUMXD 纳米光刻
与用于创建处理器并处理薄层材料的标准光刻技术不同，双光子聚合可以创建复杂的三维结构。 例如，像这样：
实验室的隔壁房间用于光学实验。
有一个近十米长的大型光学台，里面摆满了无数的装置。 每个装置的主要元件是辐射源（激光和灯）、光谱仪和显微镜。 其中一台显微镜同时具有三个光学通道 - 上、侧和下。
它不仅可用于测量透射和反射光谱，还可用于测量散射。 后者提供了有关纳米物体的非常丰富的信息，例如纳米天线的光谱特性和辐射模式。
照片中：光散射对硅颗粒的影响
所有设备均位于带有单个振动抑制系统的桌子上。 只需使用几个镜子，任何激光的辐射都可以发送到任何光学系统和显微镜，并且可以继续研究。
具有非常窄光谱的连续波气体激光器使得可以进行实验 。 激光束聚焦在样品表面，散射光的光谱由光谱仪记录。
在光谱中观察到与非弹性光散射（随波长变化）相对应的窄线。 这些峰提供有关样品晶体结构的信息，有时甚至提供有关单个分子构型的信息。
房间里还安装了飞秒激光器。 它能够产生非常短（100 飞秒 - 万亿分之一秒）的巨大功率激光辐射脉冲。 因此，我们有机会研究非线性光学效应：双倍频率的产生以及自然条件下无法实现的其他基本现象。
我们的低温恒温器也位于实验室。 它允许使用同一组光源进行光学测量，但温度较低 - 高达 266 开尔文，约等于 -XNUMX°C。
在这种条件下，可以观察到许多独特的现象，特别是当光子和激子（电子-空穴对）形成单个粒子（激子-极化子）时，光与物质之间的强耦合现象。 极化子在量子计算和具有强非线性效应的设备领域具有广阔的前景。
照片中：INTEGRA 探针显微镜
在实验室的最后一个房间里，我们放置了诊断仪器 - и 。 第一个可以让您获得具有高空间分辨率的物体表面图像，并研究每种材料表面层的成分、结构和其他特性。 为此，他用高压加速的聚焦电子束扫描它们。
扫描探针显微镜通过使用扫描样品表面的探针来完成同样的事情。 在这种情况下，可以同时获得有关样品表面“景观”及其局部特性的信息，例如电势和磁化强度。
图为：扫描电子显微镜 S50 EDAX
这些仪器帮助我们表征样品以进行进一步的光学研究。
项目和计划
实验室的主要项目之一是 量子材料中光和物质的混合态——上面已经提到的激子-极化子。 俄罗斯联邦教育和科学部的巨额赠款专门用于这一主题。 该项目由谢菲尔德大学首席科学家 Maurice Shkolnik 领导。 该项目的实验工作由 Anton Samusev 负责，理论部分由物理与技术学院 Ivan Shelykh 教授领导。
实验室工作人员也在研究使用孤子传输信息的方法。 孤子是不受色散影响的波。 因此，使用孤子传输的信号在传播时不会“扩散”，这使得提高传输速度和范围成为可能。
2018年初，我校科学家和弗拉基米尔大学同事 固态太赫兹激光器模型。 该开发的特点是太赫兹辐射不会被木材、塑料和陶瓷制成的物体“延迟”。 由于这一特性，激光器将用于乘客和行李检查区域，以快速搜索金属物体。 另一个适用领域是古代艺术品的修复。 光学系统将有助于获得隐藏在油漆或陶瓷层下的图像。
我们的计划是为实验室配备新设备，以进行更复杂的研究。 例如，购买可调谐飞秒激光器，这将显着扩大正在研究的材料范围。 这将有助于完成与以下相关的任务 用于下一代计算系统的量子芯片。
圣光机械光学大学的工作和生活方式：
来源： habr.com