Ученые из Санкт-Петербурга обнаружили новый оптический эффект в стеклах

Исследователи научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии», созданного по нацпроекту «Наука и университеты» при Санкт-Петербургском политехническом университете (СПбПУ), впервые обнаружили оптический эффект, который может позволить снизить стоимость телекоммуникационного оборудования за счет замены кристаллических элементов для управления световыми потоками на элементы из стекла. Об этом сообщили в АНО «Национальные приоритеты».

Группа ученых опытным путем получила гигантское (в 15 раз) усиление сигнала второй оптической гармоники в поляризованных стеклах. Появление второй оптической гармоники — это физическое явление, при котором кванты света, проходя через оптически нелинейные материалы, объединяются и образуют кванты с удвоенной энергией. Поляризация стекол (обработка во внешнем электрическом поле) используется для модификации их механических и химических свойств, в частности, для придания стеклам оптически нелинейных свойств кристалла, необходимых для генерации второй оптической гармоники.

Специалисты СПбПУ впервые доказали, что дополнительная холодная поляризация натриево-силикатного стекла при комнатной температуре приводит к увеличению интенсивности второй гармоники более чем на порядок. После дополнительной холодной поляризации нелинейные свойства стекла приближаются к нелинейным свойствам кристаллического ниобата лития, который широко используется на рынке телекоммуникаций.

Полученные результаты носят как фундаментальный, так и прикладной характер. Так, натриево-силикатные стекла, в которых наблюдается этот эффект, стоят гораздо дешевле кристаллического ниобата лития и других кристаллов, что показывает коммерческую выгоду таких стекол, как нелинейных оптических материалов.

В дальнейшем ученые НЦМУ СПбПУ планируют продолжить исследования физики процесса холодной поляризации и зависимости величины полученного эффекта от режимов обработки стекол.

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия должна войти в пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях. Нацпроекты, инициированные президентом РФ Владимиром Путиным, стартовали в 2019 году.