Развит метод, позволяющий по данным рентгеновской дифрактометрии высокого разрешения выявить структурный механизм формирования низкоразмерных слоев и границ раздела в многослойных системах. (ИКАН)
Оптика. Квантовая электроника
Спектроскопия. Показано, что использование метода когерентного охлаждения атомов в высокодобротном резонаторе, позволяет получить существенное уменьшение минимальных температур при лазерных методах охлаждения атомных пучков. При технически реализуемых параметрах резонатора достигаемые температуры могут быть
в 102 раз меньше температуры доплеровского предела лазерного охлаждения атомов. (ИСпРАН)
Создан комплекс измерительной аппаратуры по управлению и детектированию холодных атомов цезия. Полученное на эксперименте значение температуры облака охлажденных атомов 1-2 мкК согласуется с предсказаниями теории и соответствует мировому уровню. (Институт метрологии времени и пространства ВНИИФТРИ)
Предложен метод и создана установка для спектроскопии молекул с нанометровым пространственным разрешением, основанные на локальном возбуждении флуоресценции пучком электронов, испускаемых нанозондом за счет полевой эмиссии. (ИСпРАН)
Разработана методика измерения в диапазоне температур 1,6-40 К спектров возбуждения флуоресценции одной выбранной хромофорной молекулы, внедренной в неупорядоченную твердотельную матрицу в качестве спектрального микрозонда. В результате удается разделить вклады в формирование спектра одиночной примесной молекулы от двухуровневых систем и квазилокальных низкочастотных мод. (ИСпРАН)
Когерентная и нелинейная оптика. Теоретически предсказано и подтверждено экспериментально образование новых квазичастиц – волноводно-плазмонных поляритонов – в фотонно-кристаллических слоях, содержащих наноструктурированные металлы, что позволяет создавать фотонно-кристаллические слои с большими фотонными запрещенными зонами. (ИОФАН, Институт М.Планка, Германия)
Предложен единый подход к расчету рассеяния волновых полей на поверхностных и объемных диэлектрических структурах типа оптических решеток и фотонных кристаллов, открывающий широкие возможности для расчета оптических элементов и решения задач оптики ближних полей в фотонике. (ИРЭ РАН, ИПТМ РАН)
Разработана система фокусировки выходного излучения полупроводникового лазера с распределенным брэгговским зеркалом за счет искривления штрихов дифракционной решетки (и-РБЗ). Созданы AlGaAs/GaAs одночастотные и-РБЗ лазеры с подавлением боковых мод 35 дБ и фокусировкой излучения на расстоянии 0,2-0,8 мм от выходного зеркала. и-РБЗ лазер является эффективным и простым решением проблемы фокусировки излучения полупроводниковых лазеров с высокой апертурой. (ФТИ РАН)
Методом экструзии получены нанокристаллические оптические световоды из галогенидов серебра, имеющие в 5-10 раз меньший уровень рассеяния в области спектра 2-15 мкм, чем обычные световоды этого типа. Повышенный порог оптического пробоя и более высокая прозрачность в видимой и ближней ИК области делает эти световоды перспективными для медицинских применений, а их уникальная фоточувствительность может быть использована в датчиках облучения. (НЦВО ИОФАН, ИПТМ РАН)
Разработана концепция построения мощных импульсных лазеров со сферическим волновым фронтом для целей ЛТС, позволяющая решить проблемы согласования системы лазер-мишень и достижения высокой однородности облучения. При апертуре пучка 45 мм достигнут уровень выходной энергии 150 Дж и близкое к предельному на сегодня значение плотности потока излучаемой энергии 9,3 Дж/см2. (ФИАН)
В трехкаскадном тераваттном параметрическом усилителе на кристалле DKDP при инжекции сопряженного по частоте излучения достигнут насыщенный коэффициент преобразования кристалла 108. Усиленный сигнал был скомпрессован до 80 фс. Показано, что при масштабировании таких параметрических усилителей, возможно создание источников мультипетаваттной мощности. (ИПФ РАН)
Впервые в лазерном керамическом материале (Y2O3: Yb3+) получена фемтосекундная генерация с непрерывной накачкой излучением полупроводникового лазера. Полученный результат открывает путь создания мощных крупноаппертурных лазеров ультракоротких импульсов. (ИКАН, Токийский университет)
Обнаружено явление активирования биологических систем малыми дозами оптического излучения (светокислородный эффект) и выявлен канал информационного обмена между клетками и растворенными белками (гидроконформационное взаимодействие). Эффект может быть использован для интенсификации биохимических процессов. (ФИАН)
Предложен и реализован эффективный метод разрушения помещенных в жидкость непрозрачных диэлектриков с помощью двухчастотного лазерного воздействия. На его основе создан лазерный литотриптор, фрагментирующий камни любого химического состава и любой локализации в организме человека, независимо от их размера за время действия 10-80с без повреждения окружающих камень тканей. (ИОФАН)
Впервые созданы четырехуголковые отражающие системы на многослойных структурах для фокусировки излучения квазиточечных источников жесткого рентгеновского излучения, светосила которых многократно превосходит светосилу наиболее эффективных из известных на сегодняшний день систем. (ИФМ РАН)
Выявлены нелинейно-оптические свойства J-агрегатов полиметиновых красителей 4950у и 4924у в тонких пленках и реализовано их использование в качестве малоинерционных насыщающихся поглотителей для синхронизации мод твердотельного лазера. В результате на порядок понижена интенсивность насыщения поглотителя, в несколько раз увеличена глубина модуляции потерь резонатора. (ИАиЭ СО РАН)
Разработан гибридный принцип усиления импульсов в тераваттной фемтосекундной лазерной системе оптического диапазона, основанный на применении последовательного нелинейно-оптического и лазерного методов усиления. (ИЛФ СО РАН)
Радиофизика и электроника. Акустика
Нелинейная динамика. Численными методами исследована нелинейная стадия неустойчивости ударной волны в термодинамически неидеальной среде. Расчеты проведены для твердого дейтерия и для модельной среды со специально подобранным уравнением состояния. Впервые изучен случай распада неустойчивой ударной волны на устойчивую и акустически неустойчивую.
Исследована функция распределения уровня ошибок при передаче сигнала по оптоволоконным линиям связи, которые порождаются шумом усилителей и случайным двулучепреломлением, ведущим к дисперсии поляризованных мод. Показано, что вероятность аномально высокого уровня ошибок гораздо больше оценки в рамках гауссовой статистики. Изучено влияние на эту вероятность различных схем компенсации дисперсии поляризованных мод. (ИТФ РАН)
Показана возможность наблюдения в нелинейной среде с аномальной дисперсией обращенного эффекта Доплера. Построена теория распространения видеоимпульса в такой среде с преобразованием энергии видеоимпульсов в ВЧ сигнал, которое может составлять до 60-80%, а электронная перестройка частоты заполнения радиоимпульса - до 20%. Основные выводы теории подтверждены наблюдением обращенного эффекта Доплера в экспериментах в линиях передач с ферритом. (ИФМ РАН)
Обнаружено новое явление – автогенерация нелинейных мод, нарушающих принцип симметрии. Явление имеет фундаментальное значение для физики нелинейных колебаний и обнаружено при исследовании процесса параметрической генерации последовательностей солитонов огибающей спиновых волн в активных кольцах на основе ферромагнитных пленок. (СПб ГЭТИ, ТУ г. Кайзерслаутерн, Германия)
Проанализировано сильно нелинейное движение жидкости, ограниченной свободной поверхностью, в вертикальных, наклонных и горизонтальных трубах. Построена новая теория движения крупных пузырей в трубах. Численным моделированием исследованы течения со свободной границей в наклонных трубах – случай, практически важный для транспорта газа, нефти и воды. (ИТФ РАН)
Распространение радиоволн. Разработан новый метод определения высотных зависимостей амплитуды и фазы внутренних атмосферных гравитационных волн по данным измерений амплитудных мерцаний радионавигационных спутников. Метод будет применяться для глобального наблюдения за такими волнами, что важно для контроля процессов переноса энергии и кинетического момента на высотах от 5 до 100 км. (ИРЭ РАН, совместно с организациями Тайваня, Японии, Германии)
Методом спутниковой радиотомографии в направлении геомагнитного поля обнаружены искусственные квазипериодические крупномасштабные (50-100км) возмущения плотности плазмы, генерируемые мощным радиоизлучением среднеширотного нагревного стенда «Сура», которые занимают интервал высот от уровня отражения волны накачки до 500-600 км. (НИРФИ при ННГУ, ПГИ КНЦ РАН)
Зафиксирован приход внутренних атмосферных гравитационных волн и инфразвука от удаленного взрыва Витимского метеорита 24 сентября 2002 г. Подтверждена гипотеза о волноводном распространении инфразвука на большие расстояния. (ПГИ КНЦ РАН)
В северо-восточном регионе России организована диагностическая сеть для исследования ионосферы и распространения радиоволн, включающая в себя 5 цифровых автоматических ионозондов и трассу наклонного зондирования Норильск-Иркутск. (ИСЗФ СО РАН, ИКФИА СО РАН)
Физическая электроника. При возбуждении сильноточным электронным пучком в релятивистских лампах обратной волны достигнута в миллиметровом диапазоне на гигаваттном уровне 1,5-кратная конверсия мощности электронного пучка в микроволновое излучение. Длительность СВЧ-импульса составляла около десятка периодов колебаний. (ИЭФ УрО РАН, ИСЭ СО РАН)
Предложен новый тип эффективного источника ионов газов без накаливаемого катода. Широкий рабочий диапазон давлений газов, большой ток ионного пучка, минимальное его загрязнение делают этот ионный источник перспективным для использования в промышленных ионно-лучевых технологиях. (ИЭФ УрО РАН)