Отделение нелинейной динамики и оптики
|
|
|
|
|
Отделение нелинейной динамики и оптики |
||
|
Лаборатория лазерной модификации вещества Лазерная модификация вещества Заведующий лабораторией № 332 Модификация поверхности или объема конденсированных сред - одна из основ современных лазерных технологий. Одним из существенных преимуществ использования лазеров является возможность локальной модификации материалов, что позволяет создавать микронные объекты и структуры (микромашининг). В лаборатории изучаются также такие эффекты лазерного воздействия на полимероподобные среды, которые приводят к перераспределению вещества на микроуровне. При этом вынос вещества либо отсутствует вообще, либо не является существенным. Это - лазерная полимеризация, агрегация (сшивка) макромолекул, а также лазерный свеллинг - вспучивание вещества под действием лазерного излучения. Первые два эффекта приводят к увеличению плотности материала, в то время как свеллинг, как правило, связан с уменьшением плотности. Нами изучаются механизмы рассматриваемых явлений, а также возникающие структуры на поверхности или в объеме материалов из-за полимеризации, агрегации и свеллинга при различных способах облучения различного типа лазерами, в том числе, с использованием ближнепольной оптики. Золь-гель материалы являются перспективными с точки зрения использования в нанотехнологиях. В настоящее время получены первые результаты по лазерной модификации гелей на основе двуокиси титана. Эти работы ведутся совместно с французскими учеными из лаборатории LIMHP CNRS из города Парижа. (Университет Париж- 13). ( Chem. Phys. Lett.) Процессы агрегации белковых молекул являются важными при выяснении механизма такого заболевания как катаракта. Катаракта может быть обусловлена как генетическими, так и природными факторами, при этом одним из основных природных факторов считается воздействие ультрафиолетового (УФ) излучения. В основе молекулярного механизма развития катаракты лежит повреждение и агрегация основных белков хрусталика глаза: - -,  - и - кристаллинов. В процессе фотоагрегации происходит образовние высокомолекулярных агрегатов, вызывающих помутнение хрусталика и увеличение в нем светорассеяния. К настоящему времени нами проведены экспериментальные и теоретические исследования кинетики УФ-индуцированной агрегации модельного белка - карбоангидразы (КА) и исследована фотоагрегация различных форм нормальных и генетически измененных -кристаллинов. В предположении, что агрегация происходит при взаимодействии двух активированных светом молекул белка, построена теоретическая модель фотоагрегации, которая объясняет полученные экспериментальные результаты. Эта работа ведется совместно с Институтом биохимической физики РАН г. Москва, Нижегородским НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной и Национальным институтом здоровья, США. Результаты опубликованы в Optical vision, ДАН .
Основными направлениями исследования в области фемтосекундной оптики являются : Здесь проведено исследование локализованной модификации внутренней структуры полиметилметакрилата (ПММА) фемтосекундными лазерными импульсами. Обнаружено, что в фокусе лазерного излучения происходят контролируемые структурные изменения матрицы полимера с образованием локализованных модифицированных областей, которые имеют вид сферических объектов с размерами 1-2 мкм. Установлено, что время формирования модифицированной области обратно пропорционально энергии лазерных импульсов. При совместном воздействии лазерными импульсами на фундаментальной длине волны генерации титан-сапфирового лазера и второй гармоники время модификации заметно уменьшается. Установлены режимы формирования протяженных структур в объеме полимера при трансляции образцов относительно положения фокуса фемтосекундного лазерного излучения. С помощью фемтосекундной лазерной модификации получены образцы планарных периодических структур в виде дифракционных решеток в объеме ПММА с плотностью элементов 100 и 300 мм -1 . Теоретически рассмотрен вопрос о целесообразности использование гармоник фемтосекундного лазерного излучения с целью наиболее эффективного воздействия на вещество. В частности показано, что ели рассматриваемая оптическая модификация связана с ионизацией вещества, то в этом случае использование комбинированного эффекта второй гармоники и основной частоты позволяет, существенно уменьшить порог модификации материала ( J.Appl.Phys. ). Многофотонная флуоресцентная микроскопия. Диагностика объемных микроструктур с субмикронным пространственным разрешением на основе многофотонной флуоресценции. Основные области применения: считывание информации с трехмерного носителя, мониторинг объемной лазерной модификации материалов и диагностика биотканей с субклеточным разрешением. Новые нелинейные материалы. Исследования нелинейно-оптических свойств новых материалов на базе металлоорганических соединений. Область применения: перспективные материалы для лазерной и нелинейной оптики. Лаборатория оснащена твердотельными лазерными установками, генерирующими импульсы наносекундной длительности, как на основной лазерной частоте, так и на частоте гармоник. Имеется также эксимерная лазерная установка. В лаборатории также работает фемтосекундный лазер на сапфире с титаном. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
