Целью проекта является создание лаборатории Фотоники функциональных наноматериалов (Laboratory of Functional Photonic Nanomatrials). Ключевым фокусом лаборатории является разработка новых наноматериалов и нанофотонных дизайнов для создания нано- и микролазеров видимого диапазона, работающих при комнатной температуре, при этом обладающих сверхкомпактными размерами, сверхбыстрым режимом модуляции генерации, низкими порогами генерации, работающих от непрерывной оптической или электрической накачки, позволяющих осуществлять контроль поляризационных и пространственных характеристик генерируемого ими излучения, а также интегрированных с волноведущими системами.

Реализация каждого из вышеперечисленных свойств разрабатываемых лазеров является отдельной задачей, связанной в единую цепочку взаимозависимых исследовательских циклов, включающих в себя теоретическую разработку архитектур устройств, создание качественных образцов, проведение первичных экспериментов, уточнение теоретических моделей и оптимизацию технологии, а также экспериментальную реализацию наиболее оптимизированного дизайна с необходимыми параметрами.
Основными задачами являются разработка новых теоретических моделей и синтез новых наноматериалов, затем производится многостадийная характеризация полученных образцов, а также их интеграция с другими нанофотонными дизайнами. После повторения ряда циклов проект достигает цели – создаются нано- и микролазеры с необходимыми свойствами.

Ключевыми результатами предлагаемого исследования будут:

1. Создание наноматериалов с рекордными значениями коэффициента оптического усиления, а также со сверхбыстрым оптическим откликом и высокими коэффициентами электро- и теплопроводности.
2. Новые типы сверхкомпактных нанорезонаторов, поддерживающие высокодобротные оптические резонансы и лазерную генерацию в видимом диапазоне при комнатной температуре.
3. Нано- и микролазеры, интегрированные с волноведущими системами (в т.ч. топологически защищенными), адаптированных для видимого и ближнего-ИК диапазонов.
4. Реализация сверхбыстрой модуляции нано- и микролазеров за счет оптимизированной экситонной нелинейности.

Ожидается, что полученные в рамках проекта научные результаты будут опубликованы в высокорейтинговых журналах, а также будут востребованы в высокотехнологическом секторе российской экономики.

Номер соглашения № 075-15-2021-589, название "Нанолазеры и микролазеры на основе новых наноматериалов и современных оптических архитектур".