Реєстраційний номер
0825U002268, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
03-06-2025
Статус
Наказ про видачу диплома
Назва роботи
Динаміка лазерних пучків терагерцового діапазону з фазовими сингулярностями
Здобувач
Свистунов Олег Олександрович,
Керівник Маслов Вячеслав Олександрович
Опонент Грибовський Олександр Володимирович
Опонент Когут Олександр Євгенович
Рецензент Бердник Сергій Леонідович
Рецензент Хардіков Вячеслав Володимирович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна
Опис
Свистунов О. О. Динаміка лазерних пучків терагерцового діапазону з фазовими сингулярностями. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 105 – Прикладна фізика та наноматеріали (10 – Природничі науки). – Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України, Харків, 2025.
Дисертаційна робота присвячена встановленню фізичних закономірностей просторової динаміки лазерних пучків безперервного ТГц-випромінювання у вільному просторі. Застосовано методи радіофізики та обчислювальної електродинаміки. Огляд літератури свідчить про зростаючий інтерес до вихрових ТГц-пучків, які поєднують орбітальний момент імпульсу та унікальні властивості, корисні для фундаментальних і прикладних задач.
Існують два методи генерації вихрових пучків: перетворення хвильового фронту та безпосереднє збудження з використанням лазерів або середовищ. Вивчення поширення таких пучків у вільному просторі є важливим для розуміння стабільності структури хвильового фронту та їх взаємодії із середовищем.
Фокусування вихрових пучків відкриває перспективи створення надщільних фокусів, світлових тунелів, фокусів з плоскою вершиною тощо — з можливістю застосування в біомедицині, спектроскопії, матеріалознавстві.
У другому розділі на основі інтегралів Релея-Зоммерфельда отримано аналітичні вирази для опису непараксіальної дифракції мод діелектричного та металевого резонаторів терагерцового лазера зі спіральною фазовою пластиною (заряди n = 0, 1, 2). Виявлено, як змінюється інтенсивність та фазова структура пучків, збуджених різними модами.
В третьому розділі дисертаційної роботи вперше отримано аналітичні вирази для опису компонент полів випромінювання у фокальній області лінзи для лазерного пучка, утвореного модами хвилевідного діелектричного та металевого резонаторів терагерцового лазера, у процесі їх взаємодії в вільному просторі зі спіральною фазовою пластиною. Показано, що введення фазової пластини призводить до зміни структури фокальної плями, збільшення її розміру та трансформації хвильового фронту зі сферичного у спіральний. Особливо це проявляється при зміні топологічного заряду.
Четвертий розділ зосереджений на дослідженні структури пучків вищого порядку, сформованих комбінованими TE0n+EH2n та EН-1n+EH3n модами
(n = 1, 2, 3) діелектричного резонатора терагерцового лазера. Показано зміщення максимумів інтенсивності при зростанні порядку та залежність форми фокусу від моди.
Вихрові пучки з їх стабільністю при поширенні у вільному просторі є перспективними для створення систем бездротового зв'язку у терагерцовому діапазоні, забезпечуючи високу пропускну здатність і стійкість до перешкод. Дослідження фокусування терагерцових пучків, збуджених модами вищого порядку, сприяє появі передових технологій у таких галузях як медицина, комунікації, матеріалознавство, квантова фізика і криптографія, в тому числі у сфері нових методів кодування даних у квантових комунікаціях.
Ключові слова: діелектричний хвилевідний резонатор, металевий хвилевідний резонатор, терагерцовий лазер, вихрові пучки, спіральна фазова пластина, комбіновані моди, неоднорідна поляризація, поширення випромінювання, гостре та помірне фокусування.
Дата реєстрації
2025-06-11
Додано/оновлено в НРАТ
2025-06-11 / 2026-07-01
