| Наименование РИД |
Наносекундный волноводный полупроводниковый переключатель терагерцового излучения, управляемый оптическим импульсом
|
| Реферат |
Предлагаемое устройство представляет собой наносекундный волноводный полупроводниковый переключатель терагерцового излучения.
Переключатель основан на эффекте обратимого разрушения объемного резонатора электромагнитного излучения терагерцового (субтерагерцового, микроволнового, СВЧ) диапазона длин волн с последующим быстрым восстановлением резонатора.
Устройство поясняется фиг.2
Резонатор образован пересечением одномодового волновода 6 с закритическим волноводом 7, с полупроводниковой пластиной 8, закрепленной на границе области пересечения двух волноводов с помощью клеевых вставок 9. Полупроводниковая пластина 8 может быть изготовлена из нелегированного GaAs. Это дает быстродействие в 1нс. Клеевые вставки 9 выполняют с помощью радиопрозрачного клея микроскопическими каплями по торцевой стороне полупроводниковой пластины.
Терагерцовое излучение подают на вход 10 одномодового волновода 6, выходной сигнал снимают с выхода 11. Над полупроводниковой пластиной расположен винт механической перестройки частоты 12.
В исходном состоянии «закрыто», в отсутствии оптического импульса, подаваемое на вход 10 излучение образует резонанс, вследствие которого отражается обратно на вход 10. Подача управляющего импульса оптического излучения 13 производится через дальний от пластины вход закритического для терагерцового излучения волновода 7, под прямым углом к поверхности пластины. Оптический импульс 13 формирует слой фотопроводимости в полупроводниковой пластине 8, пластина начинает проводить электрический ток, резонанс терагерцового излучения разрушается, переключатель переходит в состояние «открыто», и всё терагерцовое излучение со входа 10 поступает на выход 11 практически без потерь. По окончании оптического импульса слой фотопроводимости разрушается в течение определенного времени релаксации, определяемого выбранным полупроводником и источником оптического излучения (например, для арсенида галлия и видимого излучения зелёного цвета время релаксации составляет примерно одну наносекунду). Переключатель плавно переходит из состояния «открыто» в состояние «закрыто», и цикл работы может быть повторён сколько угодно раз.
Клеевые вставки позволяют приблизить полупроводник к одномодовому волноводу, исключая необходимость формирования металлической «полки» конечной толщины, которая должна удерживать полупроводниковую пластину. Они помогают удешевить и упростить устройство, так как мы экономим и на полупроводнике, который становится меньшего размера, и на фрезерных работах по формированию «полки». Чем ближе пластина к волноводу, тем больше связь поля волновода с ней, больше возмущение поля по сравнению с регулярным волноводом, больше добротность резонатора.
Волноводный полупроводниковый переключатель терагерцового излучения предназначен для модуляции и коммутации потока энергии терагерцового (субтерагерцового, микроволнового, СВЧ диапазона длин волн) излучения. Собственная частота резонатора подобрана таким образом, что в исходном состоянии в отсутствии управляющего оптического излучения, входной сигнал на выход не проходит, а почти полностью отражается обратно на вход. При появлении управляющего оптического/лазерного импульса, в приграничном слое полупроводника возникает слой фотопроводимости, который вызывает дополнительный электрический ток, отражение поля, не пуская его в закритический волновод. Характеристика переключателя становится максимально близка к одномодовому волноводу, резонатор разрушается, и всё излучение со входа проходит на выход без существенных потерь. По окончании лазерного импульса, фотопроводимость релаксирует в течение примерно 1 нс для GaAs, что и определяет наименьшую длительность импульса модуляции. Резонатор восстанавливается, переключатель отражает всё входное излучение обратно. Цикл модуляции завершён. Количество циклов модуляции не ограничено.
|
| Возможные направления использования |
Медицина, радары, телекоммуникации
|
| Количество опытных образцов |
4
|
| Количество просмотров |
4
|
| Наличие дополнительных файлов |
False
|
| Использование РИД правообладателем |
False
|
| Внешнее использование РИД |
False
|
| НИОКТР (JSON) |
{}
|
| ИКСИ (JSON) |
[]
|
| ИКСПО (JSON) |
[{"last_status": {"created_date": "2026-01-30T10:44:09.872203+00:00", "registration_number": "826013000117-3", "status": {"name": "Подтверждена"}}, "copyright_protections": [{"protection_way": {"name": "Осуществлена государственная регистрация"}}]}]
|
| ОЭСР (JSON) |
[]
|
| Дата первого статуса |
2025-12-09T11:11:28.402331+00:00
|
| Предполагаемый тип результата |
Изобретение
|
| Ожидаемая роль |
Исполнитель
|
| Заказчик |
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
| Руководитель работы |
Глявин Михаил Юрьевич
|
| Руководитель организации |
Денисов Григорий Геннадьевич
|
| Регистрационный номер НИОКТР |
121042100116-7
|
| Последний статус |
Подтверждена, 626011100020-3, 2026-01-11 11:29:46 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области физики
|
| Ключевые слова |
НАНОСЕКУНДА; УПРАВЛЯЕМЫЙ; ОПТИЧЕСКИЙ; ТЕРАГЕРЦ; ИМПУЛЬС; ПОЛУПРОВОДНИК; ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ
|
| Исполнители |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ ИМ. А.В. ГАПОНОВА-ГРЕХОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
|
| Авторы |
Кулыгин Максим Львович; Денисов Григорий Геннадьевич
|
| Коды тематических рубрик |
29.03.35 - Электрические и магнитные измерения в физическом эксперименте
|
| OESR |
Атомная, молекулярная и химическая физика (физика атомов и молекул, включая столкновение, взаимодействие с излучением; магнитные резонансы; эффект Мессбауэра)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
б) переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников энергии, способов ее передачи и хранения;; в) переход к персонализированной, предиктивной и профилактической медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных) и использования генетических данных и технологий;
|
