[ Список научных сотрудников ]

«Лаборатория когерентной оптики Института физики им. Л. В. Киренского: является одним из ведущих центров, занимающихся резонансными взаимодействиями лазерного излучения с веществом» (С.А. Ахманов, предисловие редактора в монографии В. Г. Архипкина и А.К. Попова «Нелинейное преобразование света в газах», новосибирск, Наука, 1987).

Лаборатория когерентной оптики (КО) была организована в 1976 г. д.ф.-м.н., профессором А .К. Поповым. С 2002 г. заведующий лабораторией д.ф.-м.н., проф. Архипкин Василий Григорьевич. В лаборатории работают 7 научных сотрудников, из них 2 доктора и 5 кандидатов наук.

Основные направления

• Линейные и нелинейно-оптические явления в атомах, молекулах, кристаллах, микро- и наноструктурированных материалах, включая фотонные кристаллы и метаматериалы; квантовые интерференционные явления и управление оптическими характеристиками вещества, фотонных кристаллов и метаматериалов.
• Плазмонно-резонансные нанокомпозиты с эффектом оптической памяти, самоорганизующиеся элементы наноплазмоники для управления световыми потоками на наномасштабах.
• Электронная микроскопия.

Наиболе важные результаты исследований

Исследованы спектральные свойства фотонного кристалла (ФК) с дефектом, содержащим рамановски усиливающую среду и среду с электромагнитно индуцированной прозрачностью (ЭИП). Показано, что в таких структурах можно управлять положением и шириной спектра пропускания (отражения), которые могут быть на много меньше, чем в обычных ФК.

Предложен новый подход для преодоления потерь в метаматериалах с отрицательным показателем преломления. Метод основан на трех- и четырехволновом параметрическом смешении, приводящем к усилению сигнальной волны, для которой показатель преломления является отрицательным.

Спектры пропускания и отражения ФК с рамановским усилением. Коэффициенты пропускания и отражения одновременно могут быть больше единицы (Phys.Rev. A, 2009, ЖЭТФ, 2010).	Спектры пропускания ФК с ЭИП дефектом (Квантовая электроника, 2009).

Предложена новая концепция, согласно которой наиболее важной и универсальной характеристикой фрактальных агрегатов плазмонно-резонансных наночастиц, лежащей в основе их уникальных электромагнитных свойств, является локальная анизотропия окружения частиц в таких агрегатах. Показано, что фрактальные агрегаты обладают способностью усиливать локальные электромагнитные поля лишь по причине присущей им локальной анизотропии; макроскопические характеристики агрегатов не оказывают заметного влияния на их электродинамические взаимодействия с внешним полем. Получены экспериментальные данные, подтверждающие данную концепцию.

Оптическое параметрическое усиление в метаматериалах. S1, S2 и S3, k1, k2 и k3 – векторы Пойнтинга и волновые векторы для сигнальной, холостой и волны накачки. Справа: пропускание сигнальной волны как функция коэффициента параметрического усиления (Opt. Lett., 2007, 2009; Appl. Phys. Lett., 2008).

Получена нелинейная дифракция на частотах второй и третьей гармоник в нелинейном фотонном кристалле (НФК) тетрабората стронция (SBO). Исследован экспериментально и теоретически случайный квазисинхронизм в НФК SBO. Получена эффективная нелинейная дифракция фемтосекундных импульсов во вторую гармонику. Получено перестраиваемое излучение в области 187-215 нм при удвоении частоты второй гармоники фемтосекундного лазера на титан-сапфире в НФК SBO. Предсказан и обнаружен красный сдвиг зонной структуры НФК при его вращении.

ЛКО активно взаимодействует c А.К. Поповым из университета Висконсин - Стивенс Пойнт (США), В.М. Шалаевым из Нанотехнологического центра университета Пурдью (США) и В.В. Слабко (СФУ, Красноярск).

Экспериментальная установка для исследования нелинейных фотонных кристаллов.	Картина нелинейной дифракции излучения фемтосекундного лазера в НФК

Косновным направлениям научной деятельности лаборатории относятся:

• оптические и нелинейно-оптические явления в атомах, молекулах, кристаллах, микро- и наноструктурированных материалах, квантовые интерференционные явления и управление оптическими характеристиками вещества и света
• оптические, нелинейно-оптические и фотохромные свойства фрактально-структурированных нанокомпозитов типа «металл-диэлектрик» и гидрозолей металлов
• структурообразование в неравновесных нанокристаллических и аморфных пленках

Предсказано безынверсное усиление на переходах в автоионизационные состояния; найдены способы реализации управления формой импульсов, записи, хранения и считывания оптических импульсов на основе электромагнитно индуцированной прозрачности.

Впервые экспериментально осуществлено преобразование лазерного излучения инфракрасного и видимого диапазонов в УФ и ВУФ области спектра в парах молекул с сопряженными двойными связями. Обнаружено и объяснено ускорение (до 108 раз) агрегации гидрозолей металлов под действием оптического излучения.

Объяснены эффекты гигантского усиления локальных электромагнитных полей в наноагрегатах на основе учета локальной анизотропии окружения.

Сотрудниками лаборатории опубликовано свыше 300 работ в реферируемых журналах, из них 7 монографии и учебных пособий, более двух десятков обзорных статей. Индекс цитирования некоторых работ превышает 50-100.

Сделано более 100 научных докладов и лекций на различных конференциях, коллоквиумах, и специальных семинарах.

Лаборатория организовала и провела Международную школу «Лазеры и их применения» (Саяногорск,1989 г.), 2 Всесоюзных семинара по резонансной нелинейной оптике (Красноярск, 1978; Дивногорск, 1986).

Защищено более 20 кандидатских и 3 докторских диссертации.

Из стен лаборатории вышли 2 Соросовских профессора, Соросовский учитель, 3 Соросовских аспиранта. Сотрудники лаборатории работают в университетах США (Purdue-West Lafayette, Buffalo), Канады (Торонто), Германии (Бонн), Швеции (Стокгольм), руководителями учебно-научных и производственных организаций края и ближнего зарубежья.

Важнейшие публикации:

1. S.A. Myslivets, V.A. Gunyakov, A.M. Parshin, V.G. Arkhipkin, V.F. Shabanov, and Wei Lee. V.Ya. Zyryanov. Magnetic-field tunable defect modes in a photonic-crystal/liquid-crystal cell, Opt. Expess, 18, 1283 (2010.)
2. V.G. Arkhipkin, S.A. Myslivets. Ultranarrow resonance peaks in the transmission and reflection spectra of a photonic crystal cavity with Raman gain. Phys.Rev. A 80, 061802 (R) (2009).
3. A.P. Gavriliuk, I.L. Isaev, S.V. Karpov, I.V. Krasnov, N.Ya. Shaparev. Brownian Dynamic of Laser Cooling and Crystallization of Electron-ion Plasma, Phys. Rev. E. 80, 054401 (2009).
4. A.S. Aleksandrovsky, A.M Vyunyshev, I.E Shakhura, A.I. Zaitsev, A.V Zamkov. Random quasi-phase-matching in nonlinear photonic crystal structure of strontium tetraborate, Phys. Rev. A 78, 031802(R) (2008).
5. В.Г Архипкин., В.А Гуняков, С.А. Мысливец, В.П. Герасимов, В.Я Зырянов, С.Я. Ветров, В.Ф Шабанов. Одномерные фотонные кристаллы с планарно-ориентированным слоем нематика: температурные и угловые зависимости спектров дефектных мод. ЖЭТФ, 133, 447 (2008).
6. А.K. Popov, S.A. Myslivets, T.F. George, V.M. Shalaev, Four-wave mixing, quantum control, and compensating losses in doped negative-index photonic metamaterials. Optics Letters, Vol. 32, 3044 (2007).
7. A.S. Aleksandrovsky, А.М Vyunishev, А.Zaitsev, A. Zamkov, and V. Arkhipkin. Detection of randomized nonlinear photonic crystal structure in a non-ferroelectric crystal. Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 9, S334 (2007).
8. V.G.Arkhipkin, I.V.Timofeev, Temporal shape manipulation of intense laser pulses by coherent population trapping. Phys.Rev., A 73, 025803 (2006).
9. S.V.Karpov, V.S.Gerasimov, I.L.Isaev, V.A.Markel. Spectroscopic Studies of Fractal Aggregates of Silver Nanospheres Undergoing Local Restructuring. J. Chem. Phys. 125, 111101 (2006).
10. S.V. Karpov, V.S. Gerasimov, I.L. Isaev, V.A. Markel. Local anisotropy and giant enhancement of local electromagnetic fields in fractal aggregates of metal nanoparticles. Physical Review B, 72, №1, (2005).
11. A. K. Popov, S. A. Myslivets, and Thomas F. George, Nonlinear interference effects and all-optical switching in optically dense inhomogeneously broadened media, Phys. Rev. A 71, 043811 (2005).

Список избранных публикаций