Gli scienziati dell'Università ITMO per la prima volta al mondo sono riusciti a misurare direttamente l'indice di rifrazione non lineare della materia nell'intervallo dei terahertz. I risultati degli esperimenti sono stati confrontati con precedenti previsioni teoriche per confermare la presenza di effetti non lineari. I dati ottenuti possono essere utilizzati per controllare la luce, così come nella ricerca fondamentale e biomedica. I risultati sono pubblicati in Ottica Express .

Negli ultimi 40 anni, la radiazione terahertz ha trovato un uso diffuso per il controllo della qualità e i sistemi di sicurezza, per la determinazione delle sostanze, così come per varie ricerche biomediche. Però, sorgenti di radiazioni ad alta potenza in questa gamma sono apparse relativamente di recente. Una radiazione così potente modifica l'indice di rifrazione del mezzo e influenza il modo in cui trasmette le radiazioni da altre gamme. I ricercatori chiamano tali effetti non linearità e li studiano per creare dispositivi per il controllo della luce.

Per la prima volta al mondo, gli scienziati dell'Università ITMO hanno misurato direttamente l'indice di rifrazione non lineare della materia nell'intervallo dei terahertz. Hanno adattato il metodo Z-scan precedentemente noto per ottenere dati sperimentali su come la radiazione ad alta potenza modifica l'indice di rifrazione del campione. Successivamente i ricercatori hanno condotto una simulazione numerica dell'esperimento e hanno confrontato i risultati:si sono rivelati simili.

"Per la prima volta, siamo riusciti a verificare in modo affidabile che la radiazione terahertz provoca una forte non linearità nel mezzo. Finora, abbiamo effettuato misurazioni solo per l'acqua, ma abbiamo in programma di ampliare la gamma dei media per eseguire studi sperimentali e teorici di questo tipo. I dati ottenuti saranno utili per creare dispositivi per il controllo della luce, così come per la ricerca fondamentale e biomedica, " ha commentato Maria Zhukova, membro del Laboratorio di Ottica dei Femtosecondi e Femtotecnologie dell'Università ITMO.

"Il nostro laboratorio è da tempo impegnato nello sviluppo di sorgenti di radiazioni terahertz ad alta intensità, e abbiamo già ottenuto risultati eccezionali. Ma prima di approfondirne gli aspetti fondamentali, abbiamo deciso di descrivere le non linearità che provoca utilizzando apparecchiature rare presso l'Università ITMO. Abbiamo adattato il metodo per misurare la non linearità al fine di utilizzare la base sperimentale esistente nel modo più efficiente possibile, " aggiunge Maksim Melnik del Laboratorio di ottica dei femtosecondi e femtotecnologie dell'Università ITMO.