Научно-образовательный центр Science Idea

Свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ № ФС 77 - 78868 выдано Роскомнадзором 07.08.2020

"Мой друг, Отчизне посвятим
Души прекрасные порывы!"

(А.С. Пушкин)

Российские физики при содействии белорусских коллег создали первый в стране квантово-каскадный лазер в терагерцовом диапазоне, работающий в режиме непрерывной волны. Новый лазер обладает двухполосным терагерцовым излучением в широком диапазоне 3,1—3,9 ТГц. Исследование открывает новые возможности для систем беспроводной связи, медицинской диагностики и изучения атмосферы Земли и межзвездного космического пространства. Полученные результаты опубликованы в Journal of Applied Physics.

Известно, что квантово-каскадные лазеры в ТГц диапазоне работают в импульсном режиме, то есть излучают порциями. Такой режим позволяет лазеру не перегреваться. Чтобы перевести квантово-каскадный лазер в режим непрерывного излучения, необходимо уменьшить тепловыделение лазера при его работе. Это возможно сделать, если ток, проходящий через лазер, будет достаточно мал.

«Мы ставили перед собой задачу уменьшить плотность тока на порядок, до 100 А/см2, и решили ее. Это позволило нам продемонстрировать первый непрерывный ТГц квантово-каскадный лазер, изготовленный в России», — рассказал Рустам Хабибуллин, заведующий лабораторией квантово-каскадных лазеров МФТИ.

В лазере применяется двухфотонная конструкция, идея которой была предложена одним из отцов-основателей квантовой электроники — А. М. Прохоровым. В двухфотонных лазерах излучение генерируется при участии двух фотонов. Такой процесс увеличивает энергоэффективность лазера.

«Создание квантово-каскадных лазеров является крайне сложной технологической задачей. На сегодняшний день небольшое число технологически развитых стран в состоянии решать данную задачу. Практически все этапы создания таких лазеров требуют “рекордов” и под силу лишь топовым командам. Это касается и разработки зонных дизайнов, и чрезвычайно прецизионного роста полупроводниковых гетероструктур. Здесь бы я выделил наших коллег из ФТИ им. А. Ф. Иоффе (Николай Малеев, Алексей Васильев, Александр Кузьменков), которым удалось эпитаксиально (слой за слоем) вырастить 160 периодов (усиливающих модулей), каждый из которых содержит 4 квантовые ямы с толщинами слоев от 3 до 7 нм. Длительность роста таких сложных структур превышает 10 часов, и в течение этого времени нужно “выдержать” толщины и состав полупроводниковых слоев с точностью 1—2 %», — объяснил Рустам Хабибуллин.

В квантово-каскадных лазерах квантовые ямы являются слоями полупроводниковых материалов с различными ширинами запрещенных зон. Они образуют дискретную энергетическую структуру, благодаря которой генерируется излучение. Расположение и ширина квантовых ям определяют длину волны и мощность излучения.

«В совместной работе с нашими белорусскими коллегами из БГУ (Дмитрием Ушаковым и Александром Афоненко) были разработаны зонные дизайны ТГц квантово-каскадных лазеров с испусканием двух фотонов в одном усиливающем модуле. Расчеты белорусских коллег показали, что в таких системах нелинейное усиление лазера значительно медленнее насыщается с ростом плотности фотонов по сравнению с традиционными однофотонным лазерами», — рассказал Рустам Хабибуллин.

Двухфотонный квантово-каскадный лазер, работающий на предложенном зонном дизайне, достигает выходной мощности единицы мВт. В этом лазере возможна генерация излучения в разных частотных диапазонах за счет управления частотой каждого из двух фотонов. Лазер также работает в режиме непрерывной волны в двух частотных диапазонах. Это значит, что лазер одновременно излучает две разные частоты. Такое усовершенствование позволит проводить мониторинг сразу за несколькими линиями поглощения.

В работе принимали участие ученые из МФТИ, Института сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники им. В. Г. Мокерова РАН, Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН, Научно-технического центра «Субмикронные гетероструктуры для микроэлектроники» РАН, Академического университета им. Ж. И. Алферова и Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. Над разработкой зонного дизайна ТГц квантово-каскадных лазеров работали ученые из Белорусского Государственного университета. Характеристики лазера исследовали команда из МГУ им. М. В. Ломоносова под руководством Антона Иконникова и команда из Института физики микроструктур РАН (Нижний Новгород) под руководством Владимира Гавриленко.

Фото: vershininphoto / ru.123rf.com

Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)

Подписывайтесь в MAX

Минпросвещения России

Минобрнауки России

Рособрнадзор

Рекомендуем посетить:

Портал "Научная Россия"

Десятилетие науки и технологий

Научно-образовательный портал "Большая российская энциклопедия"

Медиатека издательства "Просвещение"

Российское военно-историческое общество

Русское географическое общество

Федеральный портал "Российское образование"

Электронный банк заданий для оценки функциональной грамотности

Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов

Российская электронная школа

Навигатор для современных родителей "Растим детей"

Проект "Школа Минпросвещения России"

Российская общественная инициатива

Официальный интернет-ресурс для информирования о социально-экономической ситуации в России (объясняем.рф)

Агентство национально значимых коммуникаций

Образовательный центр «Сириус»

Национальный портал в сфере Искусственного интеллекта

Центр компетенций НТИ

"Водород как основа низкоуглеродной экономики"

Уважаемые коллеги!

_____В рамках подготовки обращений в Министерство науки и высшего образования Российской Федерации принимаем предложения по внесению дополнений и изменений в федеральные программы:

_____Федеральную научно-техническую программу развития генетических технологий на 2019-2030 годы, утвержденную постановлением Правительства Российской Федерации от 22 апреля 2019 года № 479, _____Федеральную научно-техническую программу развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на период до 2030 года и дальнейшую перспективу, утвержденную постановлением Правительства Российской Федерации от 16 марта 2020 года №287.

_____Предложения принимаются на электронную почту sci-idea@mail.ru

АКТУАЛЬНО

_____Научно-образовательный центр принимает предложения по внесению изменений в Федеральный закон "О проведении эксперимента по установлению специального налогового режима "Налог на профессиональный доход" от 27 ноября 2018 года № 422-ФЗ в части улучшения условий самозанятости для педагогических работников в целях подготовки и направления обращения в Министерство труда и социальной защиты Российской Федерации.

_____Предложения принимаются как в виде официальных писем от юридических лиц, так и в свободной форме от физических лиц на электронную почту sci-idea@mail.ru.

_____Приглашаем принять участие в Международном конкурсе научно-исследовательских работ «EDUCATION AND SCIENCE – 2026» (далее – Конкурс). Организацию и проведение Конкурса осуществляет научно-образовательный центр «Science Idea» (далее – научно-образовательный центр).

_____Конкурс проводится в заочной форме.

_____В Конкурсе могут принять участие учащиеся школ и организаций дополнительного образования, студенты организаций среднего профессионального образования, студенты и аспиранты организаций высшего образования, дипломированные специалисты (преподаватели, сотрудники организаций).

_____Автором 1 научно-исследовательской работы может быть только 1 человек. Каждый участник может представить неограниченное число работ.

_____Научно-исследовательская работа, представленная участником, может быть выполнена под руководством руководителя, либо может быть выполнена участником самостоятельно без руководителя.

_____Для участия в Конкурсе оплачивается организационный взнос в размере 600 рублей за 1 научно-исследовательскую работу (реквизиты для оплаты указаны в Положении о Конкурсе).

_____Приём материалов на Конкурс осуществляется с 1 декабря 2025 г. до 30 декабря 2025 г. (включительно) на электронную почту sci21@mail.ru (контактное лицо – Леснов Алексей Владимирович, тел. +79093013453).

_____Подведение итогов Конкурса состоится 14-16 января 2026 года.

_____Результаты Конкурса будут опубликованы на официальном сайте научно-образовательного центра https://sci-idea.ru/ (на главной странице в разделе «Актуально») 19 января 2026 года.

_____По итогам конкурса определяются победители (I место), призёры (II место и III место). По решению жюри призовое место может быть присуждено одновременно двум участникам.

_____Каждый участник за каждую представленную им работу награждается дипломом, руководителю за каждую работу, подготовленную под его руководством, вручается благодарность.

_____Дипломы и благодарности в электронном цветном варианте (скан-образы) направляются на электронную почту, указанную в заявке на участие в Конкурсе.

_____Контактные данные: sci21@mail.ru (Леснов Алексей Владимирович, тел. +79093013453, страница в социальной сети https://vk.com/id323023447).

_____Скачать Положение о Конкурсе.

_____Примечание: из суммы организационных взносов будет осуществлена оплата работы жюри, работ по оформлению дипломов и благодарностей.

_____Национальные проекты России

_____Россия — страна возможностей

_____Российский союз ректоров

_____Стартовал приём заявок на создание новых молодёжных лабораторий

_____Российский научный фонд

_____Российский фонд фундаментальных исследований

_____Фонд перспективных исследований

_____Российский форум «Микроэлектроника»

_____Большая конференция "ПРИОРИТЕТ — ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ЛИДЕРСТВО"

_____ТЕХНО НАСТАВНИКИ

Проект предполагает создание системы подготовки наставников из студентов инженерных направлений обучения для массового вовлечения детей и молодежи в приоритетные направления федерального проекта "Наука и кадры для производства средств производства и автоматизации" национального проекта по обеспечению технологического лидерства "Средства производства и автоматизации"

_____Всероссийская олимпиада по искусственному интеллекту 2025

_____для учеников 8-11 классов и иностранных обучающихся

_____{ код будущего }

_____БЕСПЛАТНЫЕ КУРСЫ ПО ПРОГРАММИРОВАНИЮ

_____Для школьников 8-11 классов и студентов колледжей

_____#C++ #Python #Python и анализ данных #1C программирование #SQL #Аналитика

_____Всероссийский агродиктант

_____Российское общество «Знание»

_____Всероссийский проект «Первые в науке»

_____Проект "Научная Вселенная Первых"

_____ЛЕДОКОЛ ЗНАНИЙ 2025

_____КОНКУРС КОМАНД ВУЗОВ ПО МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

_____ЕДИНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

_____ВЫСШАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ КОМИССИЯ ПРИ МИНОБРНАУКИ РОССИИ

_____Академия Минпросвещения России

_____ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ОБЩЕСТВЕННО ЗНАЧИМЫЙ ПРОСВЕТИТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ «ШКОЛА МЕЧТЫ»

_____ВСЕРОССИЙСКАЯ ПРЕМИЯ МОЛОДЁЖНЫХ ДОСТИЖЕНИЙ «ВРЕМЯ МОЛОДЫХ»

_____Зимний университет по инженерным наукам

_____Движение Первых

_____НАУКА БУДУЩЕГО — НАУКА МОЛОДЫХ

_____«Обучение служением» — это уникальный образовательный подход, благодаря которому студенты и школьники реализуют проекты по решению реальных общественно значимых задач совместно с НКО, государством и бизнесом в рамках учебного процесса

_____Федеральные стажировки от Программы «ГосСтарт»

_____Научное волонтерство — инициатива Десятилетия науки и технологий

_____Единый доступ к образовательным сервисам и цифровым учебным материалам для учеников, родителей и учителей

_____Университетские смены – проект, который помогает школьникам и студентам колледжей определиться с выбором будущей профессии, а также получить ценный опыт и знания, которые пригодятся в дальнейшей учебе и карьере

_____Летний университет - знакомство иностранной молодежи с потенциалом российского образования

_____Платформа университетского технологического предпринимательства — проект, инициированный Минобрнауки России для поддержки и развития технологического предпринимательства и создания в стране высокотехнологичных стартапов на базе университетов

_____Программа Студтуризм

_____Программа "Горизонты возможностей": помощь иностранным выпускникам российских вузов найти работу в России или своей стране

_____Всероссийский конкурс научного творчества "Будущее Первых"

_____Федеральный конкурс "Научная Вселенная"

_____Всероссийский фестиваль RuCode

_____Открылась регистрация заявок на участие в Международном чемпионате по алгоритмическому программированию "РуКод". Состязание объединит школьников, студентов и специалистов. Подать заявку можно на Портале государственных услуг Российской Федерации

_____Всероссийская научно-образовательная программа "Плавучий университет"

_____Проект «Стажёр Минобрнауки России»

_____Всероссийский проект "Школа наставничества"

_____Всемирный фестиваль молодёжи

_____Стартовал проект "Поколение медиа": молодые медийщики получат поддержку ведущих экспертов страны

_____Росмолодёжь приглашает к участию в форумах на платформе Росмолодёжь. Форумы

_____Стипендиат России

_____Президентский фонд культурных инициатив

_____Минпросвещения России обновило федеральный перечень учебников.

_____Приказ Минпросвещения России от 5 ноября 2024 года № 769
"Об утверждении федерального перечня учебников, допущенных к использованию при реализации имеющих государственную аккредитацию образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования организациями, осуществляющими образовательную деятельность, и установлении предельного срока использования исключенных учебников и разработанных в комплекте с ними учебных пособий"

_____Приказы Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки

_____от 7 мая 2025 г. № 991 "Об утверждении состава участников, сроков и продолжительности проведения всероссийских проверочных работ в образовательных организациях, осуществляющих образовательную деятельность по образовательным программам начального общего, основного общего, среднего общего образования, а также перечня учебных предметов, по которым проводятся всероссийские проверочные работы в образовательных организациях, осуществляющих образовательную деятельность по образовательным программам начального общего, основного общего, среднего общего образования, в 2025/2026 учебном году",