Преподаватели кафедры проводят экспериментальные и теоретические исследования по различным научным направлениям, включая физическую оптику и квантовую электронику, лазерную физику, акустооптоэлектронику и физику конденсированного состояния. Ряд НИР, выполняемых на кафедре, поддержан федеральными и международными грантами.
В выполнении поисковых и прикладных исследований в областях акустооптики и акустоэлектроники принимают активное участие сотрудники НПФ «Пьезон», одновременно являющиеся преподавателями кафедры «Физика» (доцент Е.Л. Никишин, ассистент С.В. Заварин). Результаты проводимых фундаментальных и прикладных исследований активно внедряются в учебный процесс в части разработки новых специальных курсов лекций и постановки учебно-исследовательских работ в спецпрактикум для бакалавров направления «Техническая физика», обучающихся на кафедре (профиль «Физическая оптика и квантовая электроника»), а также учитываются при разработке учебных планов и учебно-методических комплексов по специальным дисциплинам для вновь открываемой магистратуры по направлению «Техническая физика» и бакалавриата по направлению «Физическая оптика и квантовая электроника».
На кафедре осуществляется активная деятельность по вовлечению студентов в научно-исследовательскую работу по принципу создания творческих мини-коллективов по схеме «1 аспирант – 2-3 студента» для решения какой-либо частной фундаментальной или прикладной задачи в рамках одного из научных направлений кафедры. Преподаватели кафедры активно публикуют результаты научных исследований в высокорейтинговых отечественных и зарубежных журналах, а также регулярно представляют их на российских и международных конференциях высокого уровня.
Заведующий кафедрой профессор Д.А. Зимняков развивает научно-образовательное направление: исследование фундаментальных особенностей взаимодействия на мезоскопическом уровне электромагнитного излучения ультрафиолетового, видимого и ближнего инфракрасного диапазона с дисперсными системами и разработка на данной основе новых методов диагностики случайно-неоднородных сред со сложной структурой и динамикой и синтеза пассивных и активных дисперсных сред со специфическими оптическими свойствами.
Сотрудники, аспиранты и студенты СГТУ, работающие по данному научно-образовательному направлению:
Зимняков Д.А., д.ф.-м.н., профессор, зав. кафедрой «Физика»;
Павлова М.В., к.ф.-м.н., доцент кафедры «Физика»;
Беляев И.В., к.т.н., доцент кафедры «Физика»;
Ушакова О.В., к.ф.-м.н., доцент кафедры ТКИ;
Здражевский Р.А., ассистент кафедры ПБС;
Исаева А.А. – аспирант кафедры «Физика»;
Исаева Е.А. – аспирант кафедры «Физика»;
Алонова М.В. – доцент кафедры ФИЗ.
В настоящее время в рамках данного направления выполняются следующие научно-исследовательские работы:
- исследование резонансных явлений при формировании пространственно-модулированных световых полей (лазерных спеклов) в многократно-рассеивающих случайно-неоднородных средах и развитие на данной основе методов локального лазерного нагрева композитных сред и биотканей и методов управления процессами индуцированного излучения в активных случайно-неоднородных средах (random lasing);
- развитие методов оптической многопараметрической диагностики случайно-неоднородных динамических сред, включая биоткани, на основе активной лазерной термографии в комбинации со спекл-корреляционным анализом динамики рассеивающих центров в зондируемой среде (совместно с Отделением перспективных лазерных технологий Института проблем лазерных и информационных технологий РАН, г. Троицк Московской области);
- развитие оптических и акустических методов зондирования дисперсных систем, содержащих сверхкритические компоненты (совместно с Отделением перспективных лазерных технологий Института проблем лазерных и информационных технологий РАН, г. Троицк Московской области, и Международным лазерным центром Московского государственного университета).
Последние научные достижения:
D.A. Zimnyakov, A.I. Zemlyanukhin, S.A. Yuvchenko, A.V. Bochkarev, I.O. Slavnetskov, S.A. Gavrilov, D.D. Tumachev, “Self-similarity of bubble size distributions in the aging metastable foams,” Physica D - Nonlinear Phenomena, V. 398, p. 171-182 (2019); Doi: 10.1016/j.physd.2019.03.008.
D.A. Zimnyakov, S.A. Yuvchenko, A.A. Isaeva, E.A. Isaeva, D.V. Tsypin, “Growth/collapse kinetics of the surface bubbles in fresh constrained foams: Transition to self-similar evolution,” Colloids and Surfaces A - Physicochemical and Engineering Aspects, V. 579, Ar. 123693 (2019), Doi: 10.1016/j.colsurfa.2019.123693.
D.A. Zimnyakov, S.A. Yuvchenko, S.S. Volchkov, “Effective dielectric function of laser-pumped anatase nanoparticles: influence of free carriers trapping and depletion of valence band, Optics Express, V. 26, p. 32941-32957 (2018), Doi: 10.1364/OE.26.032941.
D.A. Zimnyakov, S.A. Yuvchenko, A.A. Isaeva, E.A. Isaeva, O.V. Ushakova, “Anisotropy of light scattering by foamed liquids,” Optics and Spectroscopy, V. 125, p. 795-802 (2018), Doi: 10.1134/S0030400X18110371.
D.A. Zimnyakov, M.Y. Vasilkov, S.A. Yuvchenko, A.S. Varezhnikov, M. Sommer, V.V. Sysoev, “Light-tuned DC conductance of anatase TiO2 nanotubular arrays: features of long-range charge transport,” Nanomaterials, V. 8, Ar. 915 (2018), Doi: 10.3390/nano8110915.
D.A. Zimnyakov, S.A. Yuvchenko, M.V. Pavlova, M.V. Alonova, “Reference-free path length interferometry of random media with the intensity moments analysis,” Optics Express, V. 25, p. 13953-13972 (2018), Doi: 10.1364/OE.25.013953.
D.A. Zimnyakov, I.A. Asharchuk, S.A. Yuvchenko, A.P. Sviridov, “Stochastic interference of fluorescence radiation in random media with large inhomogeneities,” Optics Communications, V. 387, p. 121-127 (2017), Doi: 10.1016/j.optcom.2016.11.045.
D.A. Zimnyakov, S.A. Yuvchenko, “Effective dielectric function of TiO2 nanoparticles under laser pumping in the fundamental absorption band,” Quantum Electronics, V. 47, p. 547-552 (2017), Doi: 10.1070/QEL16278.
D.A. Zimnyakov, A.V. Sevrugin, S.A. Yuvchenko, F.S. Fedorov, E.V. Tretyachenko, M.A. Vikulova, D.S. Kovaleva, E.Y. Krugova, A.V. Gorokhovsky, “Data on energy-band-gap characteristics of composite nanoparticles obtained by modification of the amorphous potassium polytitanate in aqueous solutions of transition metal salts,” Data in Brief, V. 7, p. 1383-1388 (2016), Doi: 10.1016/j.dib.2016.04.015.
D.A. Zimnyakov, I.A. Asharchuk, S.A. Yuvchenko, A.P. Sviridov, “Speckle spectroscopy of fluorescent randomly inhomogeneous media,” Quantum Electronics, V. 46, p. 1047-1054 (2016), Doi: 10.1070/QEL16193.
D.A. Zimnyakov, S.P. Chekmasov, O.V. Ushakova, V.N. Bagratashvili, “Relaxation of strains in fibrillar porous carbon dioxide saturated media near their critical point,” Russian Journal of Physical Chemistry B, V. 9, p. 1095-1102 (2015), Doi: 10.1134/S1990793115070167.
D.A. Zimnyakov, S.A. Yuvchenko, O.V. Ushakova, D.A. Tyagnibedin, V.N. Bagratashvili, “The optical immersion effect in disperse systems with supercritical components,” Technical Physics Letters, V. 41, p. 383-385 (2015), Doi: 10.1134/S1063785015040318.
D.A. Zimnyakov, R.A. Zdrajevsky, S.A. Yuvchenko, O.V. Ushakova, O.V. Angelsky, S.B. Yermolenko, “Enhancement of light depolarization by random ensembles of titania-based low-dimensional nanoparticles,” Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, V. 152, p. 37-44 (2015), Doi: 10.1016/j.jqsrt.2014.11.001.
D.A. Zimnyakov, O.V. Ushakova, S.A. Yuvchenko, V.N. Bagratashvili, “Control of optical transport parameters of 'porous medium -supercritical fluid' systems,” Quantum Electronics, V. 45, p. 1069-1074 (2015), Doi: 10.1070/QE2015v045n11ABEH015824.
Bobkov A, Varezhnikov A., Plugin I., Fedorov F. S., Trouillet V., Geckle U., Sommer M., Goffman V., Moshnikov V., Sysoev V. The multisensor array based on grown-on-chip zinc oxide nanorod network for selective discrimination of alcohol vapors at sub-ppm range // Sensors.- 2019.- V. 19.- 4265.
Zimnyakov D. A., Vasilkov M. Yu., Yuvchenko S. A., Varezhnikov A. S., Sommer M., Sysoev V. V. Light-tuned dc conductance of anatase TiO2 nanotubular arrays: features of long-range charge transport // Nanomaterials. - 2018. – V. 8.- 915 (17 pp.).
Мельников А. Г., Сысоев В. В., Варежников А. С., Мельников Г. В., Коваленко А. В., Ефремова В. К., Куенбаева В. Р. Способ селективного определения ионов тяжелых металлов в водных средах с помощью люминесцентной мультизондовой системы. Патент РФ на изобретение № 2696824, заявка № 2018107123, приор. от 26.02.2018 г.; зарег. в гос. реестре изобретений РФ 06.08.2019. Фед. cлужба РФ по интеллектуальной собственности. Опубл. 06.08.2019, бюл. № 22.
Лашков А. В., Кочетков А. В., Васильков М. Ю., Сысоев В. В., Беляев И. В., Варежников А. С., Плугин И. А., Федоров Ф. С. Одноэлектродный газовый сенсор на основе окисленного титана, способ его изготовления, сенсорное устройство и мультисенсорная линейка на его основе. Патент РФ на изобретение № 2686878, заявка № 2018124722, приор. от 05.07.2018 г.; зарег. в гос. реестре изобретений РФ 06.05.2019. Фед. cлужба РФ по интеллектуальной собственности. Опубл. 06.05.2019, бюл. № 13.
Федоров Ф.С., Сысоев В. В., Подгайнов Д. В., Варежников А. С., Васильков М. Ю., Гороховский А. В. Способ изготовления газового мультисенсора кондуктометрического типа на основе оксида олова. Патент ЕАПО на изобретение № 032236, заявка № 201700083, приор. от 21.11.2016, зарег. 26.02.2019. Опубл. 30.04.2019, бюл. № 4.
Статьи
Патенты
Профессор Гестрин С.Г.
Профессор Горбатенко Б.Б.
Профессор Мельников Г.В. успешно работает в направлении Люминесцентно-кинетическая спектроскопия микрогетерогенных самоорганизующихся сред, в том числе и биологического происхождения.
Сотрудники, аспиранты и студенты СГТУ, работающие по данному научно-образовательному направлению:
Профессор Сысоев В.В.
Научные достижения
Ежегодно (как правило, дважды в год) на кафедре проводятся студенческие олимпиады по физике.
Кафедра и НПФ «Пьезон» неоднократно принимали участие в конкурсах и выставках, где научные разработки подразделений получали заслуженное признание.
В последние годы кафедра успешно выигрывает научные гранты федерального уровня, в том числе и РФФИ.
В начале 1980-х годов, с приходом в СПИ Ю.А. Зюрюкина, на кафедре активно стали развиваться исследования в области акустооптоэлектроники.
Школа по молекулярной спектроскопии к настоящему времени выполнила большой спектр научно-исследовательских работ в области акустооптоэлектроники, что существенно обогатило возможности практического развития этой области знаний и техники на их основе. В результате этих работ кафедра имеет выдающиеся научные разработки как по части теорий акустооптоэлектронных приборов, так и по части новых принципиальных, конструктивных и технологических их решений. В частности, имеются оригинальные результаты по теории распространения и пьезоэлектрического преобразования ВЧ и СВЧ упругих волн в кристаллах, по теории дифракции когерентного оптического излучения на этих волнах, по теории акустооптической визуализации, по электродинамике.
На кафедре «Физика», в ее научных лабораториях и в НПФ «Пьезон» разработаны новые принципы создания таких базисных элементов акустооптоэлектроники, как акустооптические дефлекторы и модуляторы лазерного излучения с СВЧ-управлением, акустоэлектронные линии задержки СВЧ-радиосигналов. Эти принципы определились в свою очередь оригинальными предложениями профессора Ю.А. Зюрюкина и его учеников по многоэлементным пьезоэлектрическим преобразователям бегущей волны, не имеющим как отечественных, так и зарубежных аналогов, включая настоящий момент развития акустооптоэлектроники.
Научная работа Мельникова Г.В. в области люминесцентной спектроскопии поддерживалась
Студенты, занимающиеся в научном кружке в лаборатории спектрального анализа, дважды побеждали в конкурсах по программе У.М.Н.И.К.
Многообещающими являются также принципы мультисенсорных систем распознавания газов в смесях, разработанные на кафедре профессором В.В. Сысоевым.
Совместно с субподразделениями кафедра «Физика» строит свою научную и научно-производственную деятельность в тесном сотрудничестве с рядом институтов Российской академии наук, с предприятиями Министерства обороны Российской Федерации, с некоторыми вузами и промышленными предприятиями России, с рядом зарубежных партнеров.
Исаева А.А. в период 2016 - 2019 гг. являлась исполнителем следующих НИР:
Исаева А.А. является обладателем стипендии президента Российской Федерации для молодых ученых и аспирантов, осуществляющих перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики 2017 г. СП-4086.2016.4
Руководитель проекта для молодых ученых СГТУ «Разработка оптической рефлектометрии случайно-неоднородных сред применительно к задачам биомедицины и материаловедения» (СГТУ-292).
Являлась руководителем гранта РФФИ мол_а «Новые методы когерентно-оптической рефлектометрии случайно-неоднородных сред: применение в биомедицинской диагностике и материаловедении» № 18-32-00584, 2018-2019 гг.
Исаева Е.А. в период 2016 - 2019 гг. являлась исполнителем следующих НИР:
Исаева А.А. за период 2017-2020 участвовала в следующих международных и всероссийских конференциях:
Исаева Е.А. за период 2017-2020 участвовала в следующих международных и всероссийских конференциях:
Зимняков Д.А. за период 2018-2020 участвовал в следующих международных и всероссийских конференциях: