Ф И З И Ч Е С К И Й   Ф А К У Л Ь Т Е Т   М Г У   и м е н и   М . В . Л О М О Н О С О В А

Кафедра фотоники и физики микроволн

Заглавная страница
Новости
История кафедры
Лаборатории
Сотрудники
Спецкурсы
Спецпрактикум
Студентам
младших курсов
Аспирантам
Практикум по радиофизике
Школа-семинар по волновым явлениям
Фотоальбом
Полезные ссылки
English


Терагерцовая фотоника

(8 семестр, 32 часа)

Перспективы освоения терагерцового диапазона. Научные направления, имеющие потребность в применении терагерцовых волн: спектроскопия кристаллов с фазовыми превращениями, физика плазмы, астрофизика, физика наноструктур, газовая спектроскопия, материаловедение.

Технические направления применения терагерцовых волн: связь, диагностика материалов и конструкций, радиовидение, безопасность, экологический контроль, локация, медицина.

История освоения терагерцовых волн: от искровых разрядников к квантовым приборам.

Техника терагерцового диапазона. Источники излучения: классические, лампы обратной волны, полупроводниковые диоды, газовые лазеры, каскадные лазеры, генераторы волнового фронта, генераторы разностной частоты, синтезаторы частоты, синхротроны. Приемники излучения: калориметры, болометры на обычных носителях тока, сверхпроводниковые болометры, фотодетекторы на сверхпроводниках, приемники на разогретых электронах, квазиоптические гетеродины, приемника Джозефсона. Модуляторы и преобразователи излучения: особенности квазиоптических механических амплитудных модуляторов, полупроводниковые модуляторы, фазовые модуляторы, диэлектрические линзы, внеосевые металлические фокусаторы, зонные пластинки, поляризаторы, фазовые пластинки, фазовращатели, аттенюаторы. Линии передач: металлические волноведущие системы, диэлектрические волноводы, линзовые линии, квазиоптические пучки. Системы визуализации: сканеры, матричные приемники, люминесцентные преобразователи.

Терагерцовая измерительная техника: квазиоптические двухлучевые и многолучевые интерферометры. Поляризационные интерферометры Мартина - Пулетта. Интерферометры с фазовой модуляцией. Интерферограмма и антинтерферограмма. Собственные частоты и дифракционные потери. Расчет собственных частот резонатора со сферическими зеркалами. Фурье-спектроскопия, особенности и преимущества перед дисперсионной спектроскопией.

Измерения комплексных спектров пропускания и отражения в условиях высоко когерентного сигнала. Погрешности и ошибки квазиоптических измерений. Парадоксы когерентной спектроскопии.

Прохождение терагерцовых волн через диэлектрики, магнетики, полупроводники и проводники: поверхностные эффекты, влияние дифракции на интерференционные явления, форма диэлектрических и магнитных линий поглощения.

Терагерцовая фотоника искусственных периодических структур: одномерные проволочные решетки, двумерные меши, меши с резонансными внутренними структурами, гетероструктуры.

Квантовые наноструктуры для генерации и приема терагерцовых волн.

Терагерцовые свойства импедансных пленок: электродинамика тонких металлических пленок, поглощающие свойства импедансных пленок, согласование поверхности диэлектрика импедансной пленкой. Свойства сверхпроводящих пленок.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Субмиллиметровая спектроскопия твердого тела. - М.: Наука, 1990 г. - 224 с. - (Тр. ИОФАН; т. 25).
  2. Нанотехнологии в полупроводниковой электронике. Под ред. Асеева А.А. - Новосибирск: Изд-во Сибирского отд. РАН, 2007.
  3. Алферов Ж.И., Андреев В.М., Гарбузов Д.З. и др. Полупроводниковые гетероструктуры: физические принципы и применение в электронике. М.: Мир, 1989. - 283 с.
  4. Борн М. Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973.
  5. Лебедев А. И. Физика полупроводниковых приборов. М., Физматлит, 2008.

Дополнительная литература

  1. Millimeter and Submillimeter Wave Spectroscope of Solids, Ed. G. Gruner, Topics in Applied Physics, v. 74, Springer, 1998.
  2. Dragoman D., Dragoman M., Terahertz field and application, Progress in Quantum Electronics, 28 (2004) p. 1-66.
  3. P. Siegel. Terahertz technology. IEEE Trans. Microw. Theory Tech. v.50, № 3, p. 910-928, 2002.

Программа составлена проф. Г.В. Козловым
Утверждена на заседании кафедры 26.06.2009