1/81/8 Институт автоматики и электрометрии СО РАН Лаборатория волоконной оптики Создание и исследование свойств 1-, 2- и 3-мерных волоконно- интегрированных наноструктур для новых устройств фотоники Проект Программы Президиума РАН N27 «ОСНОВЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НАНОТЕХНОЛОГИЙ И НАНОМАТЕРИАЛОВ» Рук.: д.ф.-м.н. С. А. Бабин

2/82/8 Цель проекта Разработка принципов УФ и фемтосекундной записи в оптоволокне периодических структур показателя преломления с дефектами Интегрирование со световодами, дифракцион- ными элементами, физическими и биохимическими объектами Исследование оптических свойств (линейных и нелинейных) Создание практических устройств: лазерных, сенсорных и коммуникационных систем на новых принципах

3/83/8 n мкм Распространение на большие расстояния (0,2 дБ/км) Эффективный теплоотвод, качество пучка Высокая интенсивность х большая длина 1Вт x 100км Нелинейные эффекты (ВКР, ВРМБ, ЧВС, …) Фоточувствительность Оптическое волокно GeO 2 SiO 2

4/84/8 Волоконные брэгговские решётки: 1-мерные структуры 1-мерные структуры UV =244 нм n ~ 10 -3, N~10 3 К-т отражения ВБР: 1-99% Ширина стоп-зоны: Перестройка Δ λ/λ ~5% Λ= λ UV /2sinΘ ~ нм Станция записи решёток УФ лазером (ИАиЭ, 2007) Спектр гауссовой решётки

5/85/8 n I x сдвиг = дефект решетки размером Λ/2~100 нм L cavity

6/86/8 Датчики на основе ВБР Мощность, пВт Длина волны, нм C 54 C

7/87/8 Задел 1.Бабин С.А., Власов А.А., Шелемба И.С. Волоконно-оптические сенсоры на основе брэгговских решёток. Химия высоких энергий, 2008, т.42, N4, с (по материалам симпозиума «Нанофотоника 2007»). 2.Абдуллина С.Р., Бабин С.А., Власов А.А., Каблуков С.И., Особенности записи волоконных брэгговских решёток гауссовым пучком, Квант. электроника, 2006, т.36, 10, с Абдуллина С.Р., Бабин С.А., Власов А.А., Каблуков С.И. Перестраиваемые брэгговские решётки для применений в волоконных лазерах. Оптика и спектроскопия, 2007, т.103, N6, c. 1050– Babin S.A., Kablukov S.I., Terentiev V.S. Reflective interferometer on the basis of Troitsky thin film for frequency selection in fiber lasers. Laser Physics, 2008, v.18, N11, p Кульчин Ю., Витрик О., Дышлюк А., Шалагин А., Бабин С., Шелемба И.. Спектрально-временное детектирование сигналов ВБР с помощью метода оптической временной рефлектометрии. Фотоника, 2008, т. 9, 3, с Babin S.A., Churkin D.V., Ismagulov A.E., Kablukov S.I., Nikulin M.A. Single frequency single polarization DFB fiber laser. Laser Phys. Lett., 2007, V.4, N6, p Babin S.A., Churkin D.V., Kablukov S.I., Kurkov A.S., Nikulin M.A. Distributed- feedback fiber laser with optical amplifier. Laser Physics, 2007, v.17, N11, p.1292– 1295.

8/88/8 Ожидаемые результаты Будут разработаны принципы УФ и фемтосекундной записи в оптоволокне структур показателя преломления размерностью от 1 до 3, с периодом от 500 до 50 нм, с регулярными и случайными дефектами, проведено их интегрирование с 2- и 3-мерными дифракционными элементами и биохимическими реакторами. Будет проведено исследование их оптических свойств (распространение, дифракция, отражение, усиление/поглощение/ люминесценция света, нелинейные эффекты). Будут реализованы и изучены новые структуры: волоконные брэгговские решётки с 3-мерной чувствительностью к внешним воздействиям и интерферометры, интегрированные с исследуемыми физическими и биохимическими объектами Будет создан и изучен ряд практически важных устройств фотоники: микролазеры, селекторы частоты и модового состава, управляемые нелинейные элементы, модуляторы и переключатели, интерферометры, химические и биохимические сенсоры, биомедицинские микро-приборы и микро-инструменты, интегрированные в оптоволокно.