Диссертация (1104775), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В качестве модельногообразца исследуемого объекта были использованы алмазные частицы сдефектами типа «азот-вакансия».5. На основе эксперимента продемонстирировано существенное (на три порядка) увеличение полной эффективности сбора сигнала волокном с использованием второй оболочки по сравнению со сбором только сердцевиной.6. Экспериментально и теоретически доказано, что при волоконном зондировании рассеивающие свойства среды не влияют на возможность адресоваться к предельно малым областям, в которых характерный размеробласти сильно меньше длины рассеяния.7.
Применение модулированных по фазе импульсов накачки позволило повысить спектральное разрешение примерно в 17 раз относительно спектрально ограниченных импульсов. Подобная точность делает возможнойвосстановление концентраций составных частей смеси объёмом порядка десятков фемтолитров с отклонением от точного значения, не превышающим нескольких процентов. Для реализованной экспериментальной8схемы дана оценка предельной чувствительности методик КАРС- и ВКРмикроспектроскопии биологических тканей в фемто- и пикосекундныхрежимах работы лазерной системы.Основные положения, выносимые на защиту:1.
Солитонные режимы спектрально-временного преобразования световыхимпульсов в фотонно-кристаллических волокнах на основе халькогенидных стёкол позволяют осуществить солитонную компрессию импульсовсреднего инфракрасного диапазона до длительностей около одного периода поля. Численное моделирование солитонной самокомпрессии импульсов длительностью порядка 100 фс субкиловаттного уровня пиковоймощности в диапазоне длин волн 3.4 – 3.7 мкм показывает возможностьформирования импульсов среднего ИК-диапазона длительностью около10 фс.2.
Световые импульсы со сверхшироким спектром и активно формируемой фазой обеспечивают возможность селективного возбуждения, когерентного управления и аттосекундной спектрохронографии электронных подоболочек многоэлектронных атомных систем. Использованиесветовых импульсов с непрерывным спектром, перекрывающим диапазон длин волн от 140 до 970 нм, позволяет реализовать селективное возбуждение, когерентное управление и спектрохронографический анализаттосекундной электронной динамики 6p-подоболочки атома ксенона.3. Оптоволоконные микрозонды на основе микроструктурированных световодов позволяют в одном волокне объединить преимущества, обусловленные малым диаметром сердцевины волокна и его высокой числовойапертурой. В сочетании с методами нелинейно-оптической микроскопиитакие волокна обеспечивают сбор оптического сигнала из области объемом менее 50 мкм3 , тем самым обеспечивая возможность оптической регистрации отдельных нервных клеток.
Микроструктурированные световоды с двойной оболочкой обеспечивают дополнительный выигрыш эффективности волоконного сбора флуоресцентного сигнала в схемах линейной и нелинейной флуоресцентной микроскопии без потери локальности оптического возбуждения и пространственного разрешения.Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научных конференциях:91.Mitrofanov A. V., Voronin A. A., Sidorov-Biryukov D. A., Mitryukovsky S. I.,Fedotov A. B., Serebryannikov E. E., Meshchankin D. V., Shumakova V.,Zheltikov A. M., Ultrafast spectroscopy in the mid-infrared: Over the edges. //International Conference on Quantum Technologies. — 12-16 July 2017,Moscow, Russia.2.Федотов И.
В., Почечуев М. С., Ивашкина О. И., Рощина М. А., Амитонова Л. В., Торопова К. А., Мещанкин Д. В., Сафронов Н. А., СидоровБирюков Д. А., Федотов А. Б., Анохин К. В., Желтиков А. М., Оптоволоконые нейроинтерфейсы // Первый Российский кристаллографический конгресс. — 21-26 ноября 2016, Москва, Россия.3.Lanin A. A., Ermakova Y. G., Fedotov I. V., Roshchin M. S., Nikitin E. S.,Meshchankin D. V., Fedotov A. B., Blakley S., Hemmer P., Scully M.
O.,Belousov V. V., Zheltikov A. M., Fluorescent-imaging quantitativecharacterization of single-cell laser thermogenetic neurostimulation //Conference on Quantitative Bioimaging. — 13 – 15 January 2017, CollegeStation, USA.4.Meshchankin D. V., Lanin A. A., Fedotov I.
V., Fedotov A. B., Zheltikov A. M.,Optical fibers with actively tailored properties for ultrashort pulse generation andfluorescent detection // Workshop and School for Young Scientists on AdvancedPhotonics and Quantum Optics. — 2-5 August 2017, Moscow, Russia.5.Meshchankin D. V., Voronin A. A., Serebryannikov E. E., Zheltikov A. M.,Selective excitation, coherent control and attosecond spectrochronographyof electron subshells of atomic systems // Workshop and School for YoungScientists on Advanced Photonics and Quantum Optics. — 2-5 August 2017,Moscow, Russia.6.Fedotov I. V., Blakley S., Lanin A. A., Serebryannikov E.
E., Safronov N. A.,Becker J., Ermakova Y. G., Sidorov-Biryukov D. A., Belousov V. V.,Meshchankin D. V., Fedotov A. B., Kilin S. Y., Sakoda K., Hemmer P.,Velichansky V. L., Scully M. O., Zheltikov A. M., Fiber-optic quantumthermometry with a nitrogen–vacancy center in diamond // XV InternationalConference on Quantum Optics and Quantum Information. — November 20–23,2017, Minsk, Belarus.Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 6 печатных работах:101.Mitrofanov A. V., Voronin A. A., Sidorov-Biryukov D. A., Mitryukovsky S.
I.,Fedotov A. B., Serebryannikov E. E., Meshchankin D. V., Shumakova V.,Ališauskas S., Pugžlys A., Panchenko V. Y., Baltuška A., Zheltikov A. M.,Subterawatt few-cycle mid-infrared pulses from a single filament // Optica. —2016. — Vol. 3, no. 3. — P. 299–302.2.Meshchankin D. V., Voronin A. A., Zheltikov A. M., Fiber sources of subcyclepulses in the mid-infrared: numerical modeling // Журнал прикладнойспектроскопии.
— 2016. — Vol. 83, no. 6–16. — P. 248–249.3.Mitrofanov A. V., Voronin A. A., Sidorov-Biryukov D. A., Lanin A. A.,Rozhko M. V., Mitryukovsky S., Ivanov A. A., Panchenko V. Y., Stepanov E. A.,Meshchankin D. V., Serebryannikov E. E., Fedotov A. B., Shumakova V.,Ališauskas S., Pugžlys A., Baltuška A., Zheltikov A. M., Nonlinear optics in themid-infrared: new morning // Journal of Physics: Conference Series. — 2017. —Vol. 793, no. 1. — P. 012019 (1-5).4.Meshchankin D.
V., Voronin A. A., Zheltikov A. M., Fiber-optic soliton selfcompression to subcycle pulse widths in the mid-infrared // Laser PhysicsLetters. — 2017. — Vol. 14, no. 12. — P. 125401 (1-5).5.Pochechuev M. S., Fedotov I. V., Ivashkina O. I., Roshchina M. A.,Meshchankin D. V., Sidorov-Biryukov D. A., Fedotov A. B., Anokhin K. V.,Zheltikov A. M., Reconnectable fiberscopes for chronic in vivo deepbrain imaging // Journal of Biophotonics. — 2017.
— URL: http : / /onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jbio.201700106/full.6.Мещанкин Д. В., Воронин А. А., Серебрянников Е. Е., Желтиков А. А.,Селективное возбуждение, когерентное управление и аттосекундная спектрохронография электронных подоболочек атомных систем // Письма вЖЭТФ. — 2017. — Т. 106, № 10. — С. 621—626.Полный объём диссертации составляет 117 страниц, включая 40 рисункови 1 таблицу. Список литературы содержит 135 наименований.11Глава 1.
Нелинейная волоконная оптика в ближнем и среднем ИК диапазонах.Получение и использование сверхшироких спектров.1.1Световоды с активно формируемыми характеристикамиНа настоящий момент существует две большие группы, на которые можноразделить все оптические волокна по их структуре: «классические» и микроструктурированные.
Первые представляют собой структуру из твердотельных сердцевины и оболочки, отличающихся показателем преломления. Отличительной особенностью вторых является промодулированная отверстиями твердотельная оболочка.«Классические» волокна используют в качестве механизма ведения полноевнутреннее отражение. За счёт разницы показателей преломления сердцевиныи оболочки световой пучок, распространяющийся в таком волокне, испытываетполное внутреннее отражение на границе между ними и продолжает распространяться внутри волновода.
Дальнейшим развитием идеи таких световодов являются волокна с градиентным, то есть являющимся некоторой функцией от радиальной координаты, показателем преломления.(а)(б)(в)(г)Рисунок 1.1: Примеры типов волокон: (а) волокно со ступенчатым показателемпреломления; (б) фотонно-кристаллическое волокно; (в) волокно типа «кагоме»;(г) полое волокно.Микроструктурированные волокна были впервые показаны в 1974 году [1].Обычно в них волноводную функцию, аналогичную функции сердцевины стандартного волокна, выполняет дефект микроструктуры, соответствующий отсутствию одного или нескольких отверстий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
