ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 2 0 1 3 О работе ИПФ РАН в 2008 – 2012 гг. А. Г. Литвак. - презентация

1 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ О работе ИПФ РАН в 2008 – 2012 гг. А. Г. Литвак

2 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Основные направления исследований в ИПФ РАН (постановление Президиума РАН от ) Физика конденсированных сред Оптика и лазерная физика Радиофизика и электроника, акустика Физика плазмы Астрономия и исследования космического пространства Физические процессы в океане Физические и химические процессы в атмосфере

3 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Общая колебательно-волновая проблематика, объединяющая все эти направления, обеспеченность прикладных работ фундаментальным научным заделом, прочная связь науки с системой вузовского образования, высокие критерии подготовки научной молодежи – главные составляющие модели крупного академического института, реализованные в ИПФ, и обеспечивающие успешность его работы в отчетный период.

4 Программы фундаментальных исследований Президиума РАН (2012 год) Программа 29. Проблемы импульсной сильноточной электроники 13. Экстремальные световые поля и их приложения 21.Нестационарные процессы в объектах Вселенной 4.Природная среда России: адаптационные процессы в условиях изменяющегося климата и развития атомной энергетике 19.Фундаментальные проблемы нелинейной динамики 24. Фундаментальные основы технологий наноструктур и наноматериалов 20.Квантовые мезоскопические и неупорядочные структуры

5 Программы фундаментальных исследований Президиума РАН (2012 год) Программа 12.Фундаментальные проблемы физики высокотемпературной плазмы с магнитной термоизоляцией 5.Фундаментальные проблемы медицине 6.Молекулярная и клеточная биология 23. Фундаментальные проблемы океанологии: физика, геология, биология, экология 22. Фундаментальные проблемы исследования и освоения Солнечной системы Программа международных исследований РАН в рамках проекта EraNet.ru

6 Программы фундаментальных исследований Отделения физических наук РАН (2012 год) Программа 12.Современные проблемы радиофизики 11.Электродинамика атмосферы, радиофизические методы исследований …. 13.Радиоэлектронные методы в исследованиях окружающей среды и человека 15.Плазменные процессы в космосе и лаборатории 17.Активные процессы в галактических и внегалактических объектах 7.Физические и технологические исследования полупроводниковых лазеров… 10.Фундаментальные основы акустической диагностики искусств. и природных сред 6.Нелинейно-оптические методы и материалы для создания лазерных систем…

7 Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» ( г.г.) Всего Кол.гр. 41 В том числе: НОЦ10 Исследование под руководством докторов наук9 Исследование под руководством кандидатов наук7 Исследования молодыми учеными-кандидатами наук5 Исследования целевыми аспирантами8 Исследования под руководством приглашенных исследователей 2 Гранты Президента РФ ( г.г.) Поддержка ведущих научных школ7 Поддержка молодых ученых-докторов наук2 Поддержка молодых ученых-кандидатов наук27 Стипендии Президента РФ для молодых ученых и аспирантов (2012 г.) 22

8 Гранты РФФИ Кол.гр. Всего В том числе исслед. гранты В том числе: инициативные (а) 8683 инициативные ориентированные (офи-м) 1113 РФФИ-Поволжье 33 РФФИ-страны зарубежья 167 Региональные гранты 4 под руководством молодых ученых 4 мой первый грант 44

9 Численность сотрудников ИПФ РАН в 2012 году Общая численность Среднесписочная численность В том числе: научные сотрудники487 академики РАН4 члены-корреспонденты РАН7 доктора наук83 кандидаты наук192 научные сотрудники без степени201 Средний возраст научных сотрудников 45,9 Научные сотрудники моложе 35 лет183 (асп.- 40) из них кандидаты наук53 Научные сотрудники в возрасте 30 – 39 лет96 (21,4%) Аспирантура 2008 – 2012 г.г. Число аспирантов окончивших аспирантуру в 2008 – 2012 г.г.71 Из них зачислены на работу в институт68

10 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ В список важнейших научных достижений РАН за период 2008–2012 гг. включены 46 результатов Института. 1.Впервые зарегистрирован в миллиметровом диапазоне длин волн разрешенный вращательный спектр димера воды (H 2 O) 2 в водяном паре при комнатной температуре, что доказывает существование димера в этих условиях. Анализ спектра позволил подтвердить значение константы димеризации, рассчитанное методами квантовой химии. Наблюдение дискретного спектра димера важно для определения его истинной роли в радиационном балансе Земли и формировании климата. Авторы: М.Ю. Третьяков, А.Ф. Крупнов, М.А. Кошелев, Е.А. Серов, В.В. Паршин, Г.М. Бубнов, В.Ф. Вдовин, Д.В. Коротаев. 2. Сделан существенный шаг в освоении ТГц диапазона: разработан компактный генератор (гиротрон) с рабочей частотой 0.67 ТГц, предназначенный, в частности, для инициации точечного разряда в газах и основанных на этом приложений, например, дистанционного обнаружения радиоактивных источников. В режиме разовых импульсов длительностью 30 микросекунд получены рекордные значения мощности (210 кВт) и эффективности (20%). Авторы: М.Ю. Глявин, А.Г. Лучинин, М.В. Морозкин, А.А. Богдашов, Г.Г. Денисов совместно с университетом Мэриленда (США) 5 лучших результатов 2012 г.

11 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Создан спектральный эндоскопический оптический когерентный томограф с быстродействием 20 кадров в секунду, динамическим диапазоном 45 дБ, продольным разрешением 8 мкм при глубине сканирования 2 мм. Благодаря созданию оптического спектрометра с прецизионной эквидистантностью по частоте и разработке новых методов обработки исходных данных в приборе устранен эффект уменьшения продольного разрешения с глубиной, а ложные автокорреляционные сигналы подавлены с рекордной эффективностью в 30…50 дБ. Авторы: Г.В. Геликонов, С.Ю. Ксенофонтов, В.Н. Ромашов, Д.А. Терпелов., П.А. Шилягин, В.М. Геликонов 4.Разработана уникальная гиро-ЛБВ, предназначенная для работы в импульсно- периодическом режиме с высоким (до 15 кВт) уровнем средней мощности. Получена импульсная выходная мощность до 160 кВт на частоте около 34 ГГц при рекордной ширине полосы (более 2 ГГц) и коэффициенте усиления около 20 дБ. Авторы: С.В. Самсонов, А.А. Богдашов, И.Г. Гачев, Г.Г. Денисов, В.Ю. Иванов, В.В. Маслов, С.В. Мишакин, Е.В. Соколов, Е.А. Солуянова, Е.М. Тай, совм. с ЗАО НПП «Гиком»

12 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Впервые показано, что в германо-силикатных световодах рамановская перестройка частоты фемтосекундного солитонного импульса может быть осуществлена в сверхшироком (до 1000 нм) диапазоне длин волн. На основе этого эффекта создан полностью волоконный лазерный источник, генерирующий перестраиваемые оптические импульсы длительностью фс в диапазоне длин волн 1.6…2.5 мкм, а также суперконтинуум в диапазоне 1…2.6 мкм. Авторы: Е.А. Анашкина, А.В. Андрианов, М.Ю. Коптев, С.В. Муравьев, А.В. Ким

13 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Статьи, препринты, монографии и доклады Статьи в российских журналах опубликованные направленные в печать Статьи в зарубежных журналах опубликованные направленные в печать Статьи в росс. сборниках и трудах конференций Статьи в заруб. сборниках и трудах конференций Монографии Препринты Приглашенные доклады российские конференции зарубежные конференции Инициативные доклады российские конференции зарубежные конференции

14 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Диссертации Число защищенных диссертаций Всего кандидатских докторских Докторские диссертации (2012 год) Зайцев Н.И., Коновалов И.Б., Турлапов А.В. Кандидатские диссертации (2012 год) Барышев В.Р., Гинзбург В. Н., Железнов Д. Е., Кирсанов А.В., Кислякова К.Г., Костин В.А., Неруш Е.Н., Половинкин А. В., Силин Д. Е., Соловьев А. А., Фикс И. И.

15 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Научные конференции и школы, международное сотрудничество Международная конференция "Strong Microwave and Terahertz Wave: Sources and Applications" – 2011 ( ,..., 2008, 2011) Международная конференция «Topical Problems of Nonlinear Wave Physics" – 2008 (2003, 2005, 2008) 4-ая Международная конференция "Frontier of Nonlinear Physics" – 2010 (2001, 2004, 2007, 2010) Международная конференция "Topical Problems of Biophotonic" – 2011 (2007, 2009, 2011) Международная конференция в Суздале, посвященная 50-летию нелинейной оптики EAST-WEST REUNION: NLO50 – Всероссийская школа "Нелинейные волны" – 2012 (2008, 2010, 2012) Российские конференции "Нелинейная динамика в когнитивных системах (2009, 2011) 24 Российско-Германский семинар "Гиротроны и ЭЦ нагрев плазмы" – 2012 (2008, 2010, 201

16 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Система подготовки кадров науки (НОЦ РАН) базовый факультет ННГУ "Высшая школа общей и прикладной физики филиалы кафедр радиофизического факультета ННГУ (специализация "Фундаментальная радиофизика") аспирантура ИПФ РАН (40 человек) специализированные 10 и 11 классы физического и биофизического профиля в физико-математическом лицее – школе 40 летняя физ.-мат. школа на базе детского спортивно-оздоровительного лагеря ИПФ школа юного исследователя тесная интеграция с ННГУ (объединенный УНЦ).конкурсы работ молодых ученых

17 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Награды за 2008 – 2012 год 2008 –Медаль К. Д. Батона – А. Г. Литвак 2009 –Премия имени Л.И.Мандельштама – В. Ю. Зайцев, В. Е. Назаров, Л. А. Островский 2010 –Премия имени Д.С. Рождественского – Л. С. Долин, А. Г. Лучинин 2012 –Премия имени А.А. Андронова – В. И. Некоркин 2012 –Премия имени Л.И.Мандельштама – Г.М. Фрайман 2011 – Премия им. Джона Пирса за выдающийся вклад в вакуумную электронику – М. И. Петелин 2011 – Инновационный приз Европейского физического общества в области физики плазмы – А. Г. Литвак 2012 – Почетный член ФТИ РАН им. А. Ф. Иоффе – А.Г. Литвак Медаль РАН для молодых ученых: 2008 – А. Г. Шалашов 2009 – Д.А.Сергеев 2011 – Е.Д. Господчиков, В.А. Скалыга 2012 – С.Б. Бодров, И.Е. Иляков, Д.А. Фадеев 2012 –Премия Правительства РФ в области науки и техники за разработку непрерывных мегаваттных гиротронов – А. Г. Литвак, Г. Г. Денисов, В. Е. Запевалов, Е. В. Соколов 2013 – Премия Правительства РФ в области науки и техники за создание мегаваттных лазеров – Е.В. Катин, В.В. Ложкарев, А.К. Потемкин, А.М. Сергеев, Е.А. Хазанов, А.А. Шайкин Избрание Е.А. Хазанова, Е.А. Мареева и Г. Г. Денисова членами-корреспондентами РАН Штандарт правительства Нижегородской области – лидер года 2010, 2011, 2012

18 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Загран.командировки в 2012 году Ц.О.IIIIIIIVVIIДирекция Всего 0/069/10748/10553/831/33/45/12179/314 Количество сотрудников / количество командировок

19 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Научно-организационная деятельность Изменение структуры института: - создание отделения геофизических исследований и центра гидроакустики - создание отделов нелинейной электродинамики (N 170), геофизической электродинамики (N 260) и отдела элементной базы лазерных систем (N 390) Изменение состава руководителей отделений (Г.Г.Денисов, Е.А.Мареев, Е.А.Хазанов, П.И.Коротин). Введение позиции первого заместителя директора по науке (А.М.Сергеев) Прогноз программы научных исследований института до 2020 года и подготовка предложений по развитию материально-технической базы Хозяйственная деятельность Завершение строительства корпуса в Безводном – 3500 кв. м. (за счет собственных средств ~ 15 млн. руб. ) Ремонт помещений общего пользования и энергосетей. Обновление парка легковых автомобилей Восстановление помещений детского сада (4 группы) и изменение источника его финансирования (прибыль института)

20 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Фирмы инновационного пояса ИПФ РАН НПП «ГИКОМ» Мощные микроволновые приборы, комплексы аппаратуры, измерительной техники ИТЦ «Мониторинг» Виброакустические комплексы для технической диагностики, сложные гидроакустические комплексы БиоМедТех Приборы медицинского назначения, лазерная диагностика и хирургия КВАНТРОН-НН Сложные сверхмощные оптические комплексы для научных исследований и создания новых материалов МЕДУЗА Средства ультразвуковой диагностики для медицинских и технических приложений НПЦ «СКАДА» Системы автоматизации технологических процессов, измерительных приборов и комплексов ГРАН Гидроакустические излучатели и излучающие комплексы В 2011 г. созданы 4 малых предприятия по ФЗ 217.

21 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Проект по созданию международного Центра исследований экстремальных световых полей Exawatt Center for Extreme Light Studies (XCELS) (Exawatt = Wt)

22 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Инфраструктура XCELS

23 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Приложения экстремальных оптических полей Генерация когерентного эл.м. излучения в рентгеновском и γ-диапазонах «Настольные» лазерные ускорители заряженных частиц ГэВ уровня Лабораторная астрофизика Практические приложения – протонография, позитронно-эмиссионная томография и адронная терапия Рекордно большие поля – наблюдение пробоя вакуума, генерация мини черных дыр в лаборатории Физика сильных полей Физика высоких энергий

24 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Электроника больших мощностей Мегаваттные гиротроны и гиротронные комплексы – ИТЭР, гироусилители для создания РЛС спутниковой визуализации, мощные гиротроны терагерцового диапазона (токамак «ИГНИТОР», спектроскопия ядерного магнитного резонанса), приборы релятивистской электроники (суперколлайдеры, медицина, радиолокация)

25 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Информационные квантовые технологии и процессы в ультрахолодных атомных системах Лазерное пленение и охлаждение атомов-фермионов (температура 20 нано- кельвинов = 2·10-8ºК ), реализация базовых элементов квантовых вычислений, прецезионное измерение времени для космических навигационных систем

26 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ х мерное изображение кожной ткани, полученное с помощью спектральной ОКТ Схема интерферометра для оптической когерентной томографии Гастроскоп с введенным ОКТ-зондом Биофотоника. Оптическая диагностика процессов в живых системах Многоуровневый оптический имиджинг, направленная доставка наночастиц к клеткам, акустотермометрия Control (before injection) 5 min60 min Lymph nodes Tumor Excitation light 532 nm Detection nm Компактный оптический томограф на основе полностью оптоволоконной конструкции In vivo эксперименты с квантовыми точками Примеры ОКТ изображений ДоброкачественноеЗлокачественное Диффузионная флуоресцентная томография биотканей

27 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Акустическая томография океана Информационно-измерительные и излучательные комплексы низкочастотной гидроакустики Приемная кабельная антенна из цифровых гидрофонов

28 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Акустическое проектирование (Расчетно-экспериментальный метод проектирования конструкций с заданными акустическими характеристиками: совместное использование масштабных и конечно-элементных моделей для изучения виброакустических характеристик и проектирования конструкций по критериям акустического качества)

29 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Экстремальные (катастрофические) явления: мониторинг, моделирование, прогноз ураганы цунами, волны-убийцы оползневые, эрозионные и карстовые явления загрязнения водной поверхности грозы, ливни, град пожары озонные дыры, спрайты и джеты высыпания быстрых частиц

30 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Совершенствование методов мониторинга, моделирования и прогноза опасных быстроразвивающихся геофизических явлений средства дистанционного мониторинга мезомасштабные (в том числе химическо- транспортные) модели эмпирические прогностические модели фрактальные динамические модели методы обратного моделирования химико-климатические модели

31 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Взаимодействие геосферных оболочек: натурные эксперименты, лабораторное моделирование планетарные пограничные слои (верхний слой океана, пограничный слой атмосферы), турбулентность тропосфера и средняя атмосфера глобальная электрическая цепь магнитное поле и его возмущения нижняя ионосфера

32 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Прецизионная молекулярная спектроскопия и радиоастрономия мм- и субмм-диапазонов Широкодиапазонная спектрометрия высокого разрешения, прецизионные резонаторные измерения, матричные супергетеродинные приемники, исследования атмосферного поглощения и фундаментальных свойств Вселенной на основе прецизионной спектроскопии молекул

33 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Мегагранты 2013г. James Butler (USA) Полупроводниковый CVD алмаз для мощных и высокочастотных электронных приборов Keniti Ueda (Japan)Диагностика новых оптических материалов для перспективных лазеров Владимир Раков Молнии и грозы: физика и эффекты ННГУ Александр Пухов Суперкомпьютерные технологии в нелинейной оптике, физике плазмы и астрофизике НГМА Илья Виткин Разработка новых технологий оптической когерентной томографии для задач индивидуальной терапии рака

34 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Проблемы Острая необходимость обновления экспериментальной и производственной базы (программа развития мат.-тех. базы). Развитие инициативы по созданию Инновационного комплекса ННЦ РАН Реализация первого этапа проекта XCELS, включая правительственные соглашения о международном участии в сооружении, инженерное проектирование и создание прототипа. Пуск установки PEARL-10 Целевая поддержка фундаментальных и поисковых проектов, обеспечивающая баланс фундаментальных и прикладных исследований Активизация инновационных проектов с передачей малосерийного производства специализированным промышленным предприятиям Образовательная и молодежная кадровая политика. Освоение загородной лаборатории «Безводное» Строительство служебного жилья (2014г.) и жилищного кооператива (в рамках ННЦ РАН) Строительство современного корпуса в спортивно-оздоровительном детском лагере им. Талалушкина