Ученые кафедры «Информационная безопасность автоматизированных систем» Института электронной техники и приборостроения СГТУ имени Гагарина Ю.А. работают над проектом «Импульсно-модуляционная лазерная диагностика дисперсных случайно-неоднородных сред на основе стохастической лазерной генерации».
Всего по итогам конкурса Российского научного фонда (РНФ) для малых отдельных научных групп шесть проектов ученых технического университета стали получателями грантов, в том числе ученые кафедры «Информационная безопасность автоматизированных систем» Политеха.
Проект направлен на создание новых методов диагностики дисперсных пассивных и активных фотонных материалов, развитие которых позволит расширить теоретическую и практическую методологию, а также в перспективе стать основой для создания фотонных устройств.
«Многократное рассеяние света является известным явлением, которое происходит почти во всех оптических материалах, воспринимающихся как непрозрачные. Фактически оно определяет то, как мы видим различные объекты окружающего мира, как, например, облака, белую краску и даже живые биологические ткани. Лучи света, проникающие сквозь все эти материалы, рассеиваются в них десятки тысяч раз в случайном направлении, прежде чем снова выйти наружу. Особенно интересен тот факт, что подобное явление легло в основу таких фотонных устройств, как случайные лазеры», - рассказывает автор проекта, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры Леонид Кочкуров.
По словам ученого, классический лазер, как правило, состоит из двух основных элементов: активной среды, обеспечивающей оптическое усиление за счет вынужденного излучения, и оптического резонатора. Когда суммарный коэффициент усиления в резонаторе превышает потери, система достигает порога и становится лазером. Резонатор определяет модовый состав выходного излучения. Стохастические лазеры работают по тем же принципам, однако вместо резонатора основным элементом в них, наряду с активной средой, является рассеивающая среда.
Одним из преимуществ стохастических лазеров перед классическими лазерами является их дешевизна. Подобного рода материалы могут производиться в больших количествах и отличаться высокой эффективностью излучения. Спектр стохастического лазера напрямую зависит от температуры окружающей среды. Это может быть использовано для дистанционного определения температуры путем помещения материала стохастического лазера в исследуемую среду и дистанционного анализа его спектра излучения.
Важно отметить другую перспективную область применения, а именно медицинскую диагностику. Спектр излучения раковой человеческой ткани, легированной лазерным красителем, можно отличить от здоровой ткани. Анализ в таком случае осуществляется с помощью исследования рассеянного излучения. Это позволит разработать альтернативную стратегию диагностики опухолей.