Эксперименты по терагерцовой плазмонике на Новосибирском лазере на свободных электронах

В докладе представлен обзор экспериментов по исследованию терагерцовых поверхностных плазмон-поляритонов (ППП), распространяющихся по плоским, изогнутым и цилиндрическим проводящим поверхностям, которые выполнялись на Новосибирском лазере на свободных электронах (НЛСЭ) в последние годы. Было показано, что эффективность захвата ТГц поверхностных электромагнитных волн методом дифракции на краю составляет десятки процентов, а длины пробега ППП на плоской металл-диэлектрической поверхности достаточно большие (порядка десятка сантиметров) по сравнению с видимым и ИК-диапазонами. Продемонстрировано, что ТГц поверхностными волнами можно эффективно управлять с использованием плоских зеркал и диэлектрических делителей, а также направлять по изогнутым поверхностям. Все это позволяет реализовать различные оптические схемы макроскопических масштабов с использованием ТГц ППП. Например, впервые продемонстрирована возможность локации объектов, скрытых за линией горизонта на проводящей искривленной поверхности. С использованием НЛСЭ реализована интерферометрия поверхности с использованием ППП, позволяющая исследовать диэлектрические свойства металлических поверхностей и пленок толщиной до 100 нм, нанесенных на эти поверхности. Впервые продемонстрировано возбуждение плазмонов с орбитальным угловым моментом на осесимметричных односвязных передающих линиях при дифракции на входном торце вихревых радиально поляризованных пучков. Показано, что эти плазмоны распространяются на расстояние до 150 мм по винтовым траекториям, дифрагируют на конце линии и преобразуются в объемные волны с орбитальным угловым моментом, имеющие тот же топологический заряд, который имел возбуждавший плазмоны пучок. Мы полагаем, что, используя комбинации вихревых пучков на входе, можно создать плазмонные мультиплексные коммуникационные линии.