НИЦ 6. «Оптические и лазерные системы»

• Цели и задачи
• Руководитель
• Структура
• План внедрения прикладных исследований
• Достижения
• Контакты

Цели и задачи:

Научно-исследовательский центр «Оптические и лазерные системы» (НИЦ ОиЛС) создан для:

• повышения эффективности работы существующих научных и научно-педагогических школ НИУ ИТМО в области создания оптических и лазерных систем («Оптико-электронное приборостроение», «Оптические технологии», «Квантовая электроника», «Оптика лазеров»);
• создания условий для эффективного воспроизводства научных и научно-педагогических кадров и закрепления молодежи в сфере науки, образования и высоких технологий;
• сохранения преемственности поколений в науке и образовании, достижения высоких научных результатов по широкому спектру научных исследований в указанной области.

Для достижения указанных целей решаются следующие взаимосвязанные задачи:

• расширение тематики фундаментальных и прикладных исследований, а также опытно-конструкторских работ в области создания оптических и лазерных систем как составной части сферы высоких технологий;
• создание условий для улучшения качественного состава научных и научно-педагогических кадров
• стимулирования притока молодежи (студентов, аспирантов, молодых ученых) в область создания оптических и лазерных систем и закрепления ее в этой области
• реализация непрерывного цикла воспроизводства и закрепления научных и научно-педагогических кадров;
• расширение связей между НИУ ИТМО, ОАО «ЛОМО», ФГУП «НПК «ГОИ им. С.И. Вавилова» как субъектами научной, образовательной и производственной деятельности, активное использование механизмов интеграции науки, образования и производства;
• оснащение научных лабораторий НИЦ ОиЛС современным специальным измерительным, аналитическим и технологическим оборудованием
• приведение учебно-исследовательской базы НИУ ИТМО, в соответствие с современными требованиями подготовки ученых и специалистов для организаций оборонно-промышленного комплекса и предприятий высокотехнологичных секторов экономики.

наверх

Руководитель

Коротаев Валерий Викторович, декан Факультета оптико-информационных систем и технологий, руководитель Научно-образовательного центра оптико-электронного приборостроения, зав. Кафедрой оптико-электронных приборов и систем, доктор технических наук, профессор.
Биография В.В. Коротаева на сайте НИУ ИТМО

Структура

В состав НИЦ ОиЛС входят следующие структурные подразделения.

1. Научно-образовательный центр оптико-электронного приборостроения;
2. Лаборатория оптических технологий;
3. Научно-образовательный центр «Информационные и лазерные технологии в медицине»;
4. Научно-исследовательский институт лазерной физики.

1. Научно-образовательный центр оптико-электронного приборостроения

НОЦ ОЭП выполняет научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию видеоинформационных и информационно-измерительных приборов различного назначения, высокоточных приборов для измерения линейных, угловых и других физических величин в промышленности, энергетике, на транспорте, а также систем технического зрения и обработки видеоинформации.

Научно-образовательный центр является активным участником Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы. К выполнению научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ широко привлекаются студенты, аспиранты, молодые специалисты, молодые кандидаты наук.

В состав НОЦ ОЭП входят:

• научно-исследовательская лаборатория «Оптико-электронные системы»;
• учебно-научно-исследовательская лаборатория измерительных оптико-электронных приборов;
• учебно-научно-исследовательская лаборатория видеоинформационных систем.

Для реализации целей и задач НОЦ ОЭП привлекает материальные и кадровые ресурсы кафедры оптико-электронных приборов и систем (ОЭПиС).
 

Текущие разработки

Фундаментальные исследования: разработка теории распределенных оптико-электронных систем анализа совокупностей изображений информационного пространства для исследования многоканальных оптико-электронных систем мониторинга состояния объектов.
Прикладные исследования:
1. Создание оптико-электронных приборов измерения параметров линейной и угловой ориентации элементов крупногабаритных конструкций и инженерно-технических сооружений:

• систем контроля деформаций зданий, плотин, плавающих доков, морских платформ и других сооружений с целью обеспечения безопасности их эксплуатации;
• систем контроля положения  элементов зеркальной системы и опорно-поворотного устройства радиотелескопов;
• систем контроля качества сборки энергетических установок большой единичной мощности (турбоагрегатов атомных, тепловых и гидроэлектростанций);
• систем контроля качества железнодорожного полотна, в том числе для высокоскоростных магистралей.

2. Создание тепловизионных приборов и комплексированных оптико-электронных пассивных и полуактивных систем инфракрасного и терагерцового диапазона.

Планируемые разработки

1. Продолжение текущих исследований.
2. Исследования по созданию колориметрических приборов и систем промышленного применения.
3. Исследования по разработке многоспектральных (псевдоцветовых) тепловизоров различного назначения (для систем экологического мониторинга, геологоразведки и т.д.).

Руководитель

Коротаев Валерий Викторович, доктор технических наук, профессор, декан факультета оптико-информационных систем и технологий, заведующий кафедрой оптико-электронных приборов и систем (ОЭПиС).
 

2. Лаборатория оптических технологий

Направления исследований

• получение новых видов интерференционных покрытий для лазерной техники (широкополосных зеркал, фазокомпенсирующих покрытий), обладающих высокой лучевой прочностью и корригирующих работу лазерных систем;
• определение влияния процесса диффузии красителя в поверхностных слоях полимерных материалов в зависимости от времени окрашивания и концентрации красильного раствора при постоянной температуре на параметры очковых линз и остроту зрения пациентов;
• разработка возможности получения сверхглатких поверхностей для повышения лучевой стойкости оптических элементов и уменьшения светорассеивания на их поверхностях;
• расширение возможности использования алмазного точения при формировании оптических поверхностей.

Для реализации целей и задач Центр привлекает материальные и кадровые ресурсы кафедры оптических технологий.
 

Текущие разработки

1. Создание покрытий, позволяющих формировать асферические поверхности с большим градиентом асферичности.
2. Разработка системы контроля толщины тонких слоёв в процессе их формирования.
3. Разработка методики создания сверхгладких поверхностей на кристаллах одного вида.

Планируемые разработки

1. Получение оптических покрытий на основе нанокомпозитных материалов на подложках различного типа.
2. Создание покрытий, позволяющих формировать асферические поверхности.
3. Разработка методов корректировки оптических свойств полимеров, используемых в офтальманологии.
4. Разработка системы контроля параметров (толщина, показатель преломления, коэффициент поглощения) тонких слоёв в процессе их формирования.
5. Разработка методики получения сверхгладких (микронеровности меньше 1 нм) на различных видах оптических материалов (различные типы стёкол, кристаллы).
6. Математическое моделирование процесса алмазного точения, что позволит создавать оптические поверхности различного профиля.

Руководитель

Губанова Людмила Александровна, доктор технических наук, профессор, заместитель заведующего кафедрой оптических технологий (ОТ).
 

3. Научно-образовательный центр «Информационные и лазерные технологии в медицине»

Цель НОЦ ИЛТМ - развитие фундаментальных и прикладных исследований по взаимодействию лазерного и оптического излучения с биотканями, включая силовые, нелинейно-оптические, фототерапевтические и диагностические методы и технологии, создание лазерных систем нового поколения для инновационных медицинских комплексов, проведение научно-образовательного процесса на основе передовых научных исследований для подготовки бакалавров, магистров, специалистов и кадров высшей квалификации, содействие в признании Университета как мирового лидера по приоритетным областям лазерной стоматологии и лазерной хирургии.

В состав НОЦ ИЛТМ входят.

• Лаборатория микро- и нанотехнологий в лазерной медицине.
• Лаборатория лазерных информационных и технологических систем.
• Лаборатория по когерентной и нелинейной оптике.
• Межкафедральная учебная лаборатория по компьютерному моделированию физико-технических процессов.

Для реализации целей и задач Центр привлекает материальные и кадровые ресурсы кафедры лазерной техники и биомедицинской оптики.

Текущие разработки

1. Разработка принципов многочастотной генерации лазеров среднего ИК- диапазона, определение влияния параметров активных сред на процессы генерации.
2. Разработка и исследование компьютерных моделей твердотельных лазеров с диодной накачкой в режиме многочастотной генерации.
3. Исследование взаимодействия лазерного излучения с кожей и слизистой тканью.
4. Изучение закономерностей воздействия ультрафиолетового излучения на организм человека.

Планируемые разработки

1. Исследование взаимодействия лазерного излучения с твердыми биотканями (ткани зуба, костные ткани и т.д.).
2. Исследование взаимодействия лазерного излучения с мягкими биотканями (кожа, слизистая и т.д.).
3. Разработка лазерных медицинских систем различных применений и систем доставки излучения к биообъекту.
4. Разработка систем обратных связей для лазерных медицинских систем на основе анализа акустического, теплового или оптического сигналов, сопровождающих взаимодействие лазерного излучения с биотканью.
5. Изучение закономерностей взаимодействия оптического излучения с биологическими тканями и системами организма человека.
6. Разработка принципов построения оптических систем для облучения человека с целью достижения лечебно-профилактического эффекта.
7. Разработка и исследование лазерных дифракционных систем измерительного типа с малой погрешностью измерения.
8. Разработка компьютерных моделей резонатора твердотельных лазеров.
9. Исследование процессов многочастотной генерации малогабаритных твердотельных лазеров среднего ИК-диапазона с диодной накачкой.

Руководитель

Храмов Валерий Юрьевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой лазерной техники и биомедицинской оптики (ЛТиБМО).
 

Научно-исследовательский институт лазерной физики

Коллектив ученых института активно работает в следующих областях:

• твердотельные лазеры (импульсно-периодические и квазинепрерывные с диодной накачкой, мощные, в т.ч. с предельно малой расходимостью излучения);
• газовые лазеры (СО2, химические и йодные);
• динамическая коррекция аберраций в лазерах и оптических системах;
• проблемы доставки лазерного излучения (угловая расходимость, точное наведение, распространение в атмосфере);
• взаимодействие лазерного излучения с веществом;
• теория оптических солитонов;
• применение лазеров в медицине, экологии, технологии, связи и др.
• нанофотоника.

Текущие разработки

1. Разработка двухступенчатых лазеров безопасного для глаз диапазона с диодной накачкой для систем точного наведения.
2. Разработка и создание опытных образцов нелинейно-оптических модулей для устройств защиты органов зрения от лазерного излучения в наблюдательных приборах военной техники.

Планируемые разработки

1. Разработка и создание опытных образцов мощных твердотельных лазеров, построенных на модульном принципе, для систем локации и дальнометрии.
2. Разработка и создание опытных образцов ультраспектральных лидаров для поиска полезных ископаемых, утечек в магистральных газо- и нефтепроводах, обнаружения загрязнения окружающей среды.
3. Разработка и создание опытных образцов нелинейно-оптических композитных сред для защиты электро-оптических устройств и органов зрения операторов от мощного широкополосного излучения, разработка антибликовых покрытий для оптических устройств.
4. Разработка и создание опытных образцов медицинских приборов для дезактивации вирусов в плазме крови на основе фуллереноподобных наноструктур.

Директор ИЛФ

Серебряков Виктор Анатольевич, известный ученый в области лазерной физики, доктор физико-математических наук (1990 г.), профессор (1993 г.), автор более 150 научных трудов, многих изобретений и патентов; член Коллегии национальных экспертов стран СНГ по лазерам и лазерным технологиям от РФ на 2008-2010 г.г.; в течение многих лет член редколлегии “Оптического журнала”.

Научный руководитель ИЛФ

Мак Артур Афанасьевич, доктор физико-математических наук (1968 г.), профессор (1971 г.), лауреат Государственной премии СССР (1974 г.), лауреат Ленинской премии (1982 г.), лауреат премии правительства Российской федерации в области науки (1997 г.), заслуженный деятель науки РФ (1993 г.). С 1977 по 1993 год - профессор кафедры оптики Ленинградского Государственного Университета, в настоящее время - заведующий филиалом кафедры квантовой электроники СПбГУ ИТМО. Автор двух монографий и более 200 статей. Награжден орденом Ленина (1978 г.) и орденом Трудового Красного Знамени (1971 г.). Удостоен юбилейной медали им. Д.С. Рождественского (2003 г.) и медали А.А. Лебедева (1995 г.) Международного Оптического общества им. Д.С. Рождественского, медалей М.В. Келдыша (2005 г.) и К.Э. Циолковского (2008 г.) Федерации космонавтики РФ. Награжден орденами «За заслуги перед Отечеством» ιV степени (2001 г.), «За заслуги перед Отечеством» ιιι степени (2007 г.).
наверх

План внедрения прикладных исследований

Достижения

В настоящее время коллектив НОЦ ОЭП выполняет более десятка научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ ежегодно, в том числе, в рамках федеральных целевых программ различного уровня.

Только в 2009 г. НОЦ ОЭП как победитель конкурсов получил право заключить госконтракты на выполнение следующих работ:
1. НИР «Исследование и разработка многопараметрических измерительных преобразователей, приборов и комплексов многофункционального приборостроения для промышленных систем управления» (ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг., в рамках реализации мероприятия 1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров);
2. НИР «Исследование оптико-электронных систем предупреждения техногенных катастроф» (ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг., в рамках реализации мероприятия № 1.2.2 Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук);
3. В рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг., в рамках реализации мероприятия № 1.3.1 Проведение научных исследований молодыми учеными – кандидатами наук:
- НИР «Исследование и разработка многофункциональной оптико-электронной системы высокоточного позиционирования элементов крупногабаритных конструкций в промышленных системах управления технологическими процессами»;
- НИР «Исследование многокоординатных оптико-электронных измерительных систем пространственного положения движущегося объекта относительно реперных точек»;
- НИР «Исследование структур распределенных оптико-электронных систем долговременного контроля состояния сооружений по пространственному положению их элементов»;
4). НИР «Развитие теории оптико-электронных информационно-измерительных и видеоинформационных распределенных систем анализа совокупности изображений» (АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы»).

Результаты научных исследований НОЦ ОЭП опубликованы в журналах «Известия вузов «Приборостроение», Оптическом журнале, научно-техническом вестнике СПбГУ ИТМО и представлены на внутрироссийских и международных конференциях, в том числе: Радиоастрономической конференции «Повышение эффективности и модернизация радиотелескопов» (Нижний Архыз, Карчаево-Черкесия); The 5th International Symposium on Instrumentation Science and Technology (Shenyang, China); SPIE Optics & Photonics 2009 (San Diego, California, US), The 9th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments (Санкт-Петербург, Россия).

Кроме того, в 2009 г. молодые сотрудники НОЦ ОЭП отметились следующими личными достижениями:

1. Сборная команда НОЦ ОЭП - 1 место в командном первенстве в рамках 1-го (внутривузовского - Рыжов Антон, Кулешова Екатерина, Жуков Дмитрий) и 2-го (регионального - Рыжов Антон, Кулешова Екатерина, Ковалева Анна) туров V Всероссийской студенческой олимпиады 2009 г. по «Оптотехнике».
2. Анисимов А.Г., м.н.с.:
   победитель конкурса персональных грантов-2009 для аспирантов вузов и академических институтов Санкт-Петербурга с проектом «Анализ влияния свойств зеркально-призменных отражательных элементов на погрешность измерительных оптико-электронных систем»;
   лауреат премии для поддержки талантливой молодежи 2009 г. (Министерство образования РФ);
   победитель конкурса грантов SPIE Student Chapter Travel Grant-2009 г.;
   лауреат открытого конкурса (Министерство образования и науки РФ, Федеральное агентство по образованию) на лучшую научную работу студентов вузов по естественным, техническим и гуманитарным наукам, медаль «За лучшую научную работу» студентов, слушателей и курсантов вузов Российской Федерации и стран СНГ.
   1 место в 14 всероссийском конкурсе выпускных квалификационных работ специалистов, бакалавров и магистров (магистерских диссертаций) по «Приборостроению, Оптотехнике, Фотонике и оптоинформатике».
3. Араканцев К.Г., м.н.с. — победитель конкурса персональных грантов-2009 Правительства Санкт-Петербурга для аспирантов вузов и академических институтов Санкт-Петербурга с проектом «Оптико-электронная система геометрического типа с нарушенной пространственной симметрией для контроля проектного положения железнодорожного пути».
4. Богатинский Е.М., м.н.с. — победитель конкурса персональных грантов-2009 для аспирантов вузов и академических институтов Санкт-Петербурга с проектом «Исследование пространственно-спектрального распределения энергии в планарной оптической равносигнальной зоне».
5. Горбунова Е.В., м.н.с. — победитель конкурса персональных грантов-2009 Правительства Санкт-Петербурга для аспирантов вузов и академических институтов Санкт-Петербурга с проектом «Исследование влияния условий идентификации объектов на качество определения их цветовых характеристик».
6. Жуков Д.М., инженер — победитель конкурса персональных грантов-2009 для студентов вузов и академических институтов Санкт-Петербурга с проектом «Компенсация параметрической чувствительности распределенных измерительных систем машинного зрения».
7. Кулешова Е.Н., инженер:
   2 место в индивидуальном зачете в рамках 1-го (внутривузовского) тура V Всероссийской студенческой олимпиады 2009 г. по «Оптотехнике»;
   стипендиат ученого совета Университета-2009.
8. Пантюшин А.В., инженер — лауреат открытого конкурса (Министерство образования и науки РФ, Федеральное агентство по образованию) на лучшую научную работу студентов вузов по естественным, техническим и гуманитарным наукам, медаль «За лучшую научную работу» студентов, слушателей и курсантов вузов Российской Федерации и стран СНГ.
9. Рыжов Антон — 1 место в индивидуальном зачете в рамках 1-го (внутривузовского) и 2-го (регионального) туров V Всероссийской студенческой олимпиады 2009 г. по «Оптотехнике»;
10. Чертов А.Н., с.н.с. — победитель конкурса персональных грантов-2009 Правительства Санкт-Петербурга для молодых кандидатов наук вузов и академических институтов Санкт-Петербурга с проектом «Организация позиционно-чувствительной регистрации сигналов рентгенолюминесценции с элементами анализа изображений».

Контакты