Н. Винокуров — специалист в области физики и техники лазеров на свободных электронах, автор 180 научных работ (150 опубликованы в международных изданиях).
Научные достижения
С именем Н. Винокурова связано изобретение (совместно с А. Скринским) модификации лазера на свободных электронах — оптического клистрона. Под его руководством был построен первый оптический клистрон, после чего все работающие в мире лазеры на свободных электронах на электронных накопителях были сделаны по той же схеме. Н. Винокуровым были впервые предложены и реализованы оригинальные технические решения для ондуляторов (магнитных систем для генерации электромагнитного излучения проходящими через них электронами), которые теперь используются на всех электронных накопителях — источниках рентгеновского излучения (ондулятор с переменным зазором, гибридный ондулятор и др.). Им был выполнен цикл теоретических и экспериментальных работ, позволивших впервые в мире (1988) создать лазер на свободных электронах, работающий в ультрафиолетовом диапазоне длин волн. Используя длинный ондулятор оригинальной конструкции, Н. Винокуров провёл цикл экспериментов по изучению влияния квантовых флуктуаций на движение отдельного электрона.
Под его руководством в ИЯФ им. Г. И. Будкера сооружён лазер на свободных электронах на базе высокочастотного ускорителя-рекуператора. Запущенные первая (2003) и вторая (2009) очереди данной установки обеспечивают генерацию лазерных пучков в терагерцовом диапазоне, по мощности (импульсная до 1 МВт, средняя 500 Вт) в сотни раз превышающих аналоги. В отличие от обычных мощных лазеров длина волны излучения Новосибирского лазера на свободных электронах может плавно перестраиваться в достаточно большом диапазоне (от 240 мкм до 30 мкм), что открывает дорогу новым перспективным исследованиям, недоступным обычным лазерам. Ускоритель-рекуператор Новосибирского ЛСЭ является первым (и по состоянию на 2009 год единственным) в мире многодорожечным ускорителем-рекуператором.
Сооружение источника терагерцового излучения с перестраиваемой длиной волны открыло возможности для проведения в терагерцовом спектральном диапазоне исследований различных биологических объектов, исследований нанообъектов и развития методов нанодиагностики, а также для изучения различных физических, фотохимических и биохимических процессов.
Н. Винокуров принимал и принимает участие в разработке и реализации ряда зарубежных проектов. Под его руководством созданы компактный субмиллиметровый лазер на свободных электронах для Корейского института атомной энергии, ондулятор оригинальной конструкции с изменяемой поляризацией общей длиной около 12 м для университета Дюка (США) и другие ондуляторы. Н. Винокуровым была предложена и теоретически обоснована общепринятая сейчас схема рентгеновского лазера на свободных электронах с секционированным ондулятором. Его метод характеризации ошибок магнитного поля был применён при создании первого в мире рентгеновского лазера на свободных электронах в Стэнфорде (США), успешный запуск которого прошёл в 2009 году.
Награды
- международная премия за изобретение модификации ЛСЭ-оптического клистрона (1991)
- Государственная премия РФ в области науки и техники за достижения в области разработки и создания лазеров на свободных электронах (2009)
- орден Дружбы (2007)
- премия им. А. Комптона за разработку ондуляторов на постоянных магнитах, являющихся одним из основных элементов ЛСЭ и источников синхротронного излучения (1995)
