Заключение организации, где выполнялась диссертация (Поглощение волн терагерцового диапазона в нелинейно-оптических кристаллах ZnGeP2)

Диссертационная работа Чучупала Сергея Вячеславовича «Поглощение волн терагерцового диапазона в нелинейно-оптических кристаллах ZnGeP2», представленная на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.03 —радиофизика, выполнена в Отделе субмиллиметровой спектроскопии Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Институт общей физики имени А.М. Прохорова»Российской академии наук.В период 2011–2014 гг.

соискатель С.В. Чучупал являлся аспирантом Института общей физики имени А.М. Прохорова РАН. С 2015 г. по настоящее время С.В. Чучупал работает в Отделе субмиллиметровой спектроскопии Института общей физики имени А.М. Прохорова РАН в должности младшего научного сотрудника.В 2011 г. С.В. Чучупал окончил физический факультет Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова» и получил диплом с присуждением квалификации «Физик» по специальности «Физика», специализация — «Радиофизика».Удостоверение о сдаче кандидатского экзамена по дисциплине «История и философия науки» № 346 выдано 25 мая 2012 г. Федеральным государственным бюджетным учреждением науки «Институт философии» Российской академии наук.Удостоверение о сдаче кандидатского экзамена по дисциплине «Иностранный язык(английский)» № 286 выдано 25 июня 2012 г. Федеральным государственным бюджетнымучреждением науки «Институт языкознания» Российской академии наук.Удостоверение о сдаче кандидатского экзамена по дисциплине «Радиофизика»№ А-1604-27 выдано 27 апреля 2016 г.

Федеральным государственным бюджетным учреждением науки «Институт общей физики имени А.М. Прохорова» Российской академии наук.Научный руководитель — Командин Геннадий Анатольевич, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник отдела субмиллиметровой спектроскопииИнститута общей физики имени А.М. Прохорова Российской академии наук.По итогам обсуждения принято следующее заключение:Актуальность темыДиссертационная работа С.В. Чучупала направлена на изучение поглощения излучения терагерцового (ТГц) диапазона частот (1011–1013 Гц) в тройных нелинейно-оптических2кристаллах ZnGeP2. Использование нелинейно-оптических свойств кристаллов позволяет создавать компактные источники ТГц-излучения, не требующие высоковольтного питания вотличие от широко применяемой на практике электровакуумной техники.

Данная тема является актуальной и востребованной, поскольку излучение ТГц-диапазона находит широкоеприменение на практике.В кристалле ZnGeP2 реализуется генерация монохроматического излучения на разностной частоте при накачке двухчастотным лазерным излучением и генерация широкополосного сигнала ТГц-излучения при накачке фемтосекундными лазерными импульсами. Такжеданный материал обладает высоким порогом оптического пробоя, хорошей теплопроводностью, механической прочностью, высокими величинами коэффициентов нелинейной восприимчивости и двулучепреломления и пр.При практическом использовании кристалла ZnGeP2 необходимо учитывать, что в нёмпоглощается излучение накачки и генерируемое излучение.

Для снижения поглощения применяется в том числе облучение быстрыми электронами. При этом данные о механизмах, ответственных за поглощение ТГц-излучения, и о влиянии облучения кристалла ZnGeP2 в литературе отсутствуют.На основании вышесказанного следует, что актуальность диссертационной работыобусловлена дефицитом информации о диэлектрических параметрах монокристалла ZnGeP2,определяющих поглощение излучения в ТГц-диапазоне, что существенно затрудняет практическое применение данного материала.Основные задачи1. Получить спектры отражения и пропускания облучённого и необлучённого образцов монокристалла ZnGeP2 в диапазоне 5 – 5 000 см-1 и температурном интервале 10–300 К путём объединения данных измерений в ТГц- и ИК-диапазонах.2. Провести модельные расчёты диэлектрических параметров монокристалла ZnGeP2 в соответствии с известными теоретическими концепциями и исследовать их температурнуюэволюцию.3.

Изучить влияние облучения монокристалла ZnGeP2 электронами с энергией 4 МэВи дозой 1,8·1017 см-2 на коэффициент поглощения и диэлектрическую проницаемостьданного материала.3Научная новизна1. Впервые выполнено систематическое исследование поглощения ТГц-излучения в монокристалле ZnGeP2 методами ТГц- и ИК-спектроскопии.2. Впервые установлено, что доминирующий вклад в поглощение электромагнитных волн вТГц-диапазоне наряду с фононами вносят двухфононные разностные процессы, а вкладстатической проводимости незначителен.3. Впервые обнаружено, что облучение кристалла ZnGeP2 электронами приводит к уменьшению диэлектрической проницаемости на терагерцовых частотах при неизменности коэффициента поглощения.Практическая значимостьРезультаты диссертационной работы являются основой для расчёта параметров нелинейно-оптического кристалла ZnGeP2, необходимых при создании эффективных источниковТГц-излучения.Положения, выносимые на защиту:1.

Поглощение электромагнитных волн ТГц-диапазона в монокристалле ZnGeP2 преимущественно определено многофононными разностными процессами, вклад которых превышает фононный более чем на порядок.2. Статическая проводимость на уровне 10-6–10-8 Ом-1·см-1 даёт вклад в поглощение ТГцизлучения на 2–4 порядка меньше вкладов однофононных и многофононных процессов.3. Облучение монокристалла ZnGeP2 электронами с энергией 4 МэВ и дозой 1,8·1017 см-2приводит к понижению диэлектрической проницаемости на 3%, не меняя при этом величину поглощения ТГц-излучения.Достоверность полученных результатовЭкспериментальные результаты получены на оборудовании, которое использовалосьдля исследования твердых тел с различными структурными, электродинамическими и радиофизическими свойствами.

В работе использованы известные физические модели и математические методы. Геометрические характеристики исследованных образцов соотносятся сприменёнными моделями. Результаты воспроизводимы в различных условиях и соответствуют, там где возможно провести сопоставление, литературным данным.4Апробация работыОсновные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:1. 2nd International Conference “Terahertz and Microwave radiation: Generation, Detection andApplications” («TERA-2012», 20–22 июня 2012 г., Москва).2.

IX Всероссийский семинар по радиофизике миллиметровых и субмиллиметровых волн(26 февраля — 1 марта 2013 г., Нижний Новгород).3. XIV Всероссийская школа-семинар «Физика и применение микроволн». Секция 7: «Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом» («Волны-2013», 20–25 мая 2013г., Можайск).4. XIV Всероссийская школа-семинар «Волновые явления в неоднородных средах». Секция4: «Спектроскопия и томография» («Волны-2014», 26–31 мая 2014 г., Можайск).5.

XV Всероссийская школа-семинар «Физика и применение микроволн» имени А.П. Сухорукова. Секция 4: «Радиофотоника» («Волны-2015», 1–6 июня 2015 г., Москва — Можайск).6. XV Всероссийская школа-семинар «Волновые явления в неоднородных средах» имениА.П. Сухорукова. Секция 5: «Радиофотоника» («Волны-2016», 5–10 июня 2016 г., Москва— Можайск).Личный вклад автораВсе результаты получены автором лично или при его непосредственном участии. Автор принимал участие в постановке задачи, проведении экспериментов, обработке и анализерезультатов, подготовке текстов статей и докладов на конференциях, лично выступал с устными и стендовыми докладами.ПубликацииОсновные результаты диссертации изложены в 10 работах, из них 4 опубликованы вжурналах из перечня рекомендованных ВАК РФ:1. G.A.

Komandin, S.V. Chuchupal, S.P. Lebedev, Y.G. Goncharov, A.F. Korolev, O.E.Porodinkov, I.E. Spektor, A.A. Volkov. BWO generators for terahertz dielectric measurements5.