Приоритетные исследования — Институт физических исследований и технологий РУДН

Булейко Алла Борисовна ст.преподаватель ИФИТ РУДН; старший научный сотрудник ГНЦ РФ ТРИНИТИ;
Андреев Виктор Викторович зам. директора ИФИТ РУДН;
Чупров Денис Викторович ст.преподаватель ИФИТ РУДН;
Донец Александра Евгеньевна; студентка ИФИТ РУДН;
Рогожин Василий Ильич; студент ИФИТ РУДН

Плазменные мазеры являются уникальными источниками мощного (~108 Вт и более) импульсного излучения – автогенераторами, усилителями внешнего сигнала и усилителями шума. Их уникальность заключается в наличии электронной перестройки спектра излучения в очень широком диапазоне, недоступном для их вакуумных аналогов. Частоту излучения можно менять от импульса к импульсу в диапазоне до 3 октав, а ширину спектра от <1% от центральной частоты почти до 200%. Целью работ является создание семейства импульсно-периодических (с частотой повторения от 1 Гц до 100 Гц) плазменных мазеров – самостоятельных источников сверхширокополосных шумовых импульсов с длительностью 3…7 наносекунд в полосе 2-3 октавы, а также усилителей внешнего сигнала с разницей граничных частот диапазона не менее октавы. Излучение с такими параметрами может использоваться для воздействия на самые разные объекты, например, на ДНК, обладающие резонансными частотами в диапазоне 2-9 ГГц. Резонансное воздействие на определенных частотах может осуществлять селективную «холодную» импульсную стерилизацию, напр., подавление только избранных микроорганизмов в общей колонии без нагрева более 0.1 градуса. Экономия энергии при такой стерилизации по сравнению со стерилизацией нагревом в автоклаве или СВЧ-печке может быть в 100 – 1000 раз.

Исследуются резонансные и авторезонансные механизмы взаимодействия заряженных частиц с электромагнитными волнами, распространение электромагнитных волн в слоисто-неоднородных средах. Выполняются разработки в области источников частиц и излучения различного назначения, в том числе, для диагностических, космических и технологических нужд.

Чупров Денис Викторович, старший преподаватель ИФИТ РУДН;
Барыков Иван Анатольевич, старший преподаватель ИФИТ РУДН;
Новицкий Андрей Александрович, заведующий лабораторией ИФИТ РУДН;
Калашников Андрей Владимирович, ведущий инженер ИФИТ РУДН;
Степин Вячеслав Владимирович, аспирант ИФИТ РУДН;
Артемьев Андрей Владимирович, аспирант ИФИТ РУДН;
Шевцов Евгений Александрович, аспирант ИФИТ РУДН

Разрабатываются и исследуются ЭЦР-источники многозарядных и отрицательных ионов, ЭЦР-источники нейтральных атомов и радикалов, ЭЦР-источники тормозного и синхротронного излучений. Анализируются, моделируются и разрабатываются методы ускорения заряженных частиц и потоков плазмы мощным импульсным и квазипериодическим излучением в широком диапазоне длин волн в присутствии внешнего магнитного поля. Ведутся разработки генераторов потоков частиц различного назначения, позволяющих модифицировать электро-оптические характеристики полупроводниковых материалов и структур на их основе, формировать покрытия со специфическими свойствами. Выполнены и продолжают развиваться пионерские работы по созданию микроволновых плазменных рентгеновских генераторов мягкого тормозного излучения с перестраиваемым спектром, а также жёсткого тормозного излучения. Разработки основываются на фундаментальных эффектах, связанных с параметрическими резонансами, неоднородностью внешнего магнитного поля и характеристиками электромагнитного излучения, повышающих эффективность ускорения частиц в различных конкретных условиях.

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»;
Всероссийский научно исследовательский институт оптико-физических измерений Госстандарта РФ;
Институт прикладной физики РАН;
Московский физико-технический институт;
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Основные направления деятельности:

создание распределенных измерительных систем и систем управления для научных исследований и технологических процессов на базе инновационной архитектуры виртуальных приборов с возможностью оперативной реконфигурации системы и удаленным телекоммуникационным доступом;
программно-техническое обеспечение структурно-сложных процессов управления и систем автоматизации.

Ведется разработка испытательного оборудования с широким спектром применения (Свидетельство Госстандарта RU.C. 34.004.А № 19324 (2004 — 2009 гг.) на утверждение типа, разработанного средствами измерений), с использованием передовых технологий виртуальных приборов, позволяющих автоматизировать процессы: контроля, измерения, формирования баз данных, что серьезно меняет подходы и методы функционирования обучающих тренажеров, проведения исследований, обеспечения технологических процессов.

Государственный научный центр РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»;
Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом»;
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»;
Открытое акционерное общество «ЯрегаРуда»;
ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей»;
«Научно-исследовательский центр Келдыша»;
Институт металлургии РАН.

Фундаментальные исследования:

исследование спектров поглощения молекул, молекулярных ионов и комплексов в спектральном диапазоне от видимого до среднего ИК диапазонов;
точное измерение спектроскопических параметров отдельных линий поглощения исследуемых молекул и интерферирующих газов в целях высокочувствительного и высокоточного анализа;
разработка методов и алгоритмов высокочувствительного и высокоточного лазерного спектрального анализа.

Прикладные исследования (спектральный анализ):

атмосферных газов в физике и химии атмосферы, экологическом мониторинге;
высокочистых веществ и смесей;
компонент низкотемпературной плазмы;
изотопического состава газов;
молекул-биомаркеров в выдыхаемом воздухе в диагностике заболеваний.

Разработки:

Оптические системы высокоточного спектрального анализа молекулярных газовых смесей.
Программно-аппаратные платформы спектрометров.
Лазерные системы метрологического обеспечения национальных газовых стандартов и газовых смесей.

Андреев Виктор Викторович, доцент, заместитель директора ИФИТ РУДН;
Чупров Денис Викторович, старший преподаватель ИФИТ РУДН;
Коновальцева Людмиоа Владимировна, доцент, заместитель директора ИФИТ РУДН;
Кравченко Николай Юрьевич, доцент, заместитель директора ИФИТ РУДН

Разработки новых методов и алгоритмов оценки интегральных параметров очень протяженных (несколько лет) временных рядов концентраций атмосферных газов.
Разработки новых методов определения долговременных трендов физико-химических параметров атмосферы.
Комплексные исследования основных закономерностей временных и пространственных вариаций приземного озона и его прекурсоров в мегаполисах, далеких и близких пригородах мегаполиса и фоновом регионе.
Разработка лазерных аналитических систем с повышенными аналитическими характеристиками

Федеральный исследовательский центр «Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН»;
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, г. Томск;
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, г. Москва;
Институт физического материаловедения СО РАН, г. Улан-Удэ;
Гидрометцентр России, г. Москва;
Карадагская научная станция им. Т. И. Вяземского – природный заповедник РАН– филиал Института биологии южных морей им. А. О. Ковалевского РАН, г. Феодосия;
ГПБУ «Мосэкомониторинг», г. Москва;
Приборостроительное предприятие АО «ОПТЭК», г. Санкт-Петербург;
Научно-производственное объединение «Тайфун», г. Обнинск.

Хорошо известны солитонные решения в нелинейном уравнении Шредингера, которые описывают возбуждения в нелинейной оптической среде. Если следовать известной программе Эйнштейна, в которой частицы представляются сгустками некоторого нелинейного поля, т. е. трехмерными солитонами, то разумно поставить вопрос о поведении солитонов под влиянием некоторого внешнего потенциального поля. Соответствующие уравнения были рассмотрены в 60-ые годы прошлого века в работах Гросса и Питаевского, которые изучали эффект Бозе – Эйнштейновской конденсации при низких температурах.

Разработка перспективных многоцелевых систем управления требует проведения фундаментальных исследований по аналитическому моделированию процессов динамики и разработки эффективных подходов к решению задач управления динамическими системами. Область использования результатов исследований охватывает технические системы и может быть значительно расширена с использованием современных динамических аналогий. Проект направлен на разработку методов математического моделирования процессов динамики и решения задач управления системами различного назначения. Предусмотрена модификация способов построения и численного решения уравнений динамики управляемых систем, основанная на методах классической механики, прикладной математики,

современных достижениях теории управления и информационных технологий. Предполагается разработка общих подходов к решению проблемы построения уравнений динамики замкнутой системы управления, соответствующей заданным целям, и разработка методов компьютерного моделирования с требуемой точностью.

Развитие фотоники и оптоэлектроники предполагает улучшение характеристик и расширение функциональных возможностей базовых элементов, предназначенных для использования в системах связи, сенсорике, гелиоэнергетике, для создания фотонных аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и др. Для повышения эффективности их работы необходимо использование новых технологий и материалов, а также новых подходов к структурной конфигурации таких устройств.

Пико- и фемтосекундные лазеры с гигагерцовой частотой повторения импульсов применяются в качестве оптических частотных гребенок, эталонов времени и частоты, высокостабильных генераторов тактовых импульсов в фотонных АЦП и др. Подобные лазеры строятся по гибридной технологии, на основе активного оптического волновода с внешними элементами обратной связи или на основе оптического волокна. Преимуществами планарных волноводных систем являются малые габариты, высокая стабильность параметров, высокая пространственная локализация поля. Малые поперечные размеры волноводов позволяют осуществлять стабильную генерацию в одномодовом режиме. Дальнейшего улучшения характеристик можно достичь при построении монолитного лазера по интегральной технологии при объединении всех элементов лазера на единой подложке.

Создание базовых элементов интегральной оптики, фотоники и оптоэлектроники.
Создание волноводов для планарных субпикосекундных лазеров на основе фосфатных и силикатных стёкол, легированных редкоземельными элементами для высокостабильных генераторов СВЧ-диапазона.
Создание и диагностика многослойных оптических структур для устройств фотоники с расширенной функциональностью.