Pour la première fois au monde, des scientifiques de l'Université ITMO ont réussi à mesurer directement l'indice de réfraction non linéaire de la matière dans la gamme des térahertz. Les résultats des expériences ont été comparés aux prédictions théoriques précédentes pour confirmer la présence d'effets non linéaires. Les données obtenues peuvent être utilisées pour contrôler la lumière, ainsi qu'en recherche fondamentale et biomédicale. Les résultats sont publiés dans Optique Express .

Au cours des 40 dernières années, le rayonnement térahertz a été largement utilisé pour le contrôle de la qualité et les systèmes de sécurité, pour la détermination des substances, ainsi que pour diverses recherches biomédicales. Cependant, les sources de rayonnement de forte puissance dans cette gamme sont apparues relativement récemment. Un rayonnement aussi puissant modifie l'indice de réfraction du milieu et affecte la façon dont il transmet le rayonnement d'autres plages. Les chercheurs appellent ces effets des non-linéarités et les étudient pour créer des dispositifs de contrôle de la lumière.

Pour la première fois au monde, les scientifiques de l'université ITMO ont directement mesuré l'indice de réfraction non linéaire de la matière dans la gamme des térahertz. Ils ont adapté la méthode Z-scan connue précédemment pour obtenir des données expérimentales sur la façon dont le rayonnement à haute puissance modifie l'indice de réfraction de l'échantillon. Après cela, les chercheurs ont effectué une simulation numérique de l'expérience et comparé les résultats :ils se sont avérés similaires.

"Pour la première fois, nous avons réussi à vérifier de manière fiable que le rayonnement térahertz provoque une forte non-linéarité dans le milieu. Jusque là, nous avons effectué des mesures uniquement pour l'eau, mais nous prévoyons d'élargir la gamme des médias pour effectuer des études expérimentales et théoriques de ce genre. Les données obtenues seront utiles pour créer des dispositifs de contrôle de la lumière, ainsi que pour la recherche fondamentale et biomédicale, " a commenté Maria Zhukova, membre du laboratoire d'optique femtoseconde et femtotechnologies de l'université ITMO.

« Notre laboratoire est engagé depuis longtemps dans le développement de sources de rayonnement térahertz de haute intensité, et nous avons déjà obtenu des résultats remarquables. Mais avant d'approfondir ses aspects fondamentaux, nous avons décidé de décrire les non-linéarités qu'elle provoque à l'aide d'équipements rares à l'Université ITMO. Nous avons adapté la méthode de mesure de la non-linéarité afin d'utiliser au mieux la base expérimentale existante, " ajoute Maksim Melnik du Laboratoire d'optique femtoseconde et de femtotechnologies de l'Université ITMO.