EN

И.о. заведующего кафедрой

доцент Королев Анатолий Федорович

Кафедра фотоники и физики микроволн является одним из самых крупных подразделений физического факультета. Кафедра ведет подготовку бакалавров и магистров по нескольким направлениям: фотоника, плазмоника, физика микроволн, обработка и передача сигналов, акустооптика. Она располагает 15 научно-исследовательскими лабораториями. В ее составе работают 9 докторов наук, более 15 кандидатов наук, из которых 4 – лауреаты государственных премий. Всего на кафедре работает более 50 сотрудников. На кафедре обучаются 30 студентов и 9 аспирантов. Кафедра имеет Филиалы в Институте радиотехники и электроники РАН, Институте общей физики РАН и Научном центре волоконной оптики РАН, сотрудничает с другими кафедрами физического факультета в рамках Научно-образовательного центра по лазерной физике и оптической спектроскопии при МГУ и аналогичными кафедрами других учебных заведений страны.

Кафедра была создана в конце 1946 года, когда в ряде университетов и ВУЗов страны началась масштабная подготовка специалистов в области радиолокации и радиофизики, и сначала именовалась кафедрой физики сверхвысоких частот. Первым заведующим кафедрой был выдающийся ученый и организатор науки профессор Самсон Давидович Гвоздовер (1907—1968). Он был также первым заведующим Отделением радиофизики и электроники физического факультета МГУ. В 1958 г. под его руководством была образована проблемная лаборатория квантовой радиофизики, одна из первых такого рода в стране. В этой лаборатории под руководством профессора С.А. Ахманова и доцента А.И. Ковригина впервые в МГУ (1962 г.) был создан твердотельный импульсный лазер.

gvozdover.jpg







Профессор С.Д.Гвоздовер (1907-1968),
основатель кафедры радиофизики СВЧ, 
организатор проблемной лаборатории 
квантовой радиофизики

В период 1967—1988 гг. кафедрой руководил видный ученый в области СВЧ электроники ученик С.Д. Гвоздовера профессор Владимир Михайлович Лопухин (1921—1995). По его инициативе были развернуты работы по микроволновой релятивистской электронике и космической СВЧ энергетике. В этот период кафедра называлась кафедрой радиофизики СВЧ.

lopukhin.jpgПрофессор В.М.Лопухин (1921-1995), 
зав. кафедрой радиофизики СВЧ 
с 1967 по 1988 г.




С 1988 г. по 2014 г. кафедру возглавлял лауреат Ленинской, Государственной и Ломоносовской премий профессор Анатолий Петрович Сухоруков, который до этого работал профессором на кафедре общей физики и волновых процессов и заведовал Отделением радиофизики и электроники. С 1989 г. по 1992 г. А.П. Сухоруков работал деканом физического факультета МГУ.

sukhorukov.jpgЗав. кафедрой фотоники и 
физики микроволн, 
профессор А.П. Сухоруков.







В связи с расширением научной тематики кафедра в 1990 г. получила название «кафедра радиофизики», а в 2008 г. - «кафедра фотоники и физики микроволн».

Определяющий вклад в развитие кафедры внесли доктора физ.-мат. наук А.С. Горшков (нелинейные волны), М.Н. Девятков (спектроскопия), Ю.С. Константинов (ЯМР-спектроскопия), В.А. Ванке (космическая энергетика), А.Н. Сандалов (релятивистская электроника), заведующие лабораториями А.И. Пильщиков (ферромагнитный резонанс) и А.И. Костиенко (квазиоптическая электроника). До 1965 г. на кафедре работали лауреат Ленинской премии профессор С.А. Ахманов и лауреат Государственной премии СССР профессор Д.Н. Клышко. Под руководством докторов физико-математических наук, профессоров А.П. Сухорукова, В.И. Канавца, А.В. Козаря, Ю.А. Пирогова, ведущего научного сотрудника Т.И. Арсеньян и доцента В.И. Белотелова были созданы новые направления научных и прикладных исследований. Сформировавшаяся на кафедре научная школа по физике волновых взаимодействий в нелинейных и неоднородных средах, которой руководил профессор А.П. Сухоруков, входила в число ведущих научных школ страны.

laboratory.jpg




Лаборатории и научные группы кафедры проводят исследования по нелинейной оптике, фотонике, магнитооптике, акустооптике, плазмонике, микроволновой электронике, распространению и дифракции электромагнитных волн, спектроскопии, физике метаматериалов, биофизике и другим актуальным проблемам. Научные исследования, проводимые на кафедре, можно разделить на 3 группы:


Фотоника и физика нелинейных волн (доценты В.И. Белотелов, Г.А. Князев, В.Ф. Марченко, И.Г. Захарова)

В научных группах выполняются исследования новых методов управления светом в пространстве и во времени; разрабатываются нелинейно-оптические методы переключения; выявляются механизмы локализации волн в наноструктурах, магнитных, фотонных, фононных и плазмонных кристаллах, метаматериалах с отрицательной рефракцией; изучаются свойства поверхностных плазмон-поляритонных волн, эффекты взаимодействия оптических и акустических волн. Исследуется дифракция волн на индуцированных непрозрачных неоднородностях и решетках. Рассматриваются способы генерации и особенности распространения предельно коротких импульсов, состоящих из малого числа осцилляций поля. Экспериментальные работы ведутся по физике терагерцовых волн, магнитооптике, плазмонике, акустооптике, акустической томографии, физике метаматериалов.

Физика микроволнового излучения, спектроскопия и диагностика вещества, взаимодействие излучения с веществом (профессор Ю.А. Пирогов, доценты Ю.К. Алешин, М.Г. Гапочка, В.Л. Саввин)

По этому направлению в лабораториях исследуются: параметрические явления в микроволновой электронике, поперечно-волновые взаимодействия электронных потоков с циркулярно поляризованными электромагнитными полями, методы экологически чистой беспроводной передачи энергии микроволнами. Разрабатываются и внедряются в практику новые методы достижения сверхразрешения в системах радиовидения и микроволнового зондирования; новые методы магнитно-резонансной томографии, метода пьезокварцевого взвешивания для определения концентраций веществ в жидких средах и пленочных покрытиях. Изучается поведение дефектов в сегнетоэлектриках при микроволновом облучении; механизмы воздействия низкоинтенсивного микроволнового излучения на биообъекты и водные растворы.

Распространение электромагнитных волн, прием, передача и обработка сигналов (профессор А.В. Козарь, в.н.с. Т.И. Арсеньян, доценты А.Ф. Королев, Н.А. Сухарева)

На кафедре проводятся теоретические и экспериментальные исследования систем цифровой радиосвязи в условиях многолучевого распространения радиоволн в урбанизированных средах (в т. ч. внутри зданий); новых методов создания помехоустойчивых каналов радиосвязи и радиолокации с помощью адаптивных систем, характеристик природных каналов связи; методов мониторинга состояния каналов передачи данных для разработки и внедрения систем телекоммуникаций нового поколения; дальнего распространения многочастотного терагерцового излучения в дискретных окнах прозрачности воздуха и других сред.

Лаборатории кафедры выиграли большое число грантов и проектов Российского фонда фундаментальных исследований, грантов Президента РФ по поддержке молодых ученых и ведущих научных школ, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», программ «Университеты России», «Интеграция», ФЦП «Физика микроволн», а также ряда Международных фондов.

Среди крупных научных результатов, полученных сотрудниками кафедры за последние годы, можно назвать следующие достижения:

  1. Теоретически и экспериментально исследован ряд новых эффектов в нелинейных средах с управляемой дифракцией и дисперсией. Предсказано явление полного внутреннего отражения при взаимодействии волновых пучков и импульсов разных частот.
  2. Открыт новый тип фазовых дислокаций - пространственно-временные дислокации. Выполнены пионерские работы по теории локализации коротких волновых пакетов в средах с управляемой дисперсией, генерации одно- и полупериодных солитонов и стабильных периодических решеток в нелинейных средах, динамики сверхуширения частотного спектра излучения и т.д.
  3. Разработана теория многокомпонентных пространственных и временных солитонов в однородных средах, периодических решетках, фотонных кристаллах, волноводах и резонаторах. Описано взаимодействие солитонов и предложены методы управления оптическими пучками на этой основе.
  4. Теоретически и экспериментально выявлено резонансное усиление магнитооптических эффектов, связанных с управлением интенсивностью и поляризацией света, на порядок величины в периодических плазмонных структурах по сравнению с однородной магнитной средой.
  5. Развита теория релятивистских микроволновых генераторов и умножителей частоты, включающая селекцию мод и нелинейные эффекты при группировании электронов в сверхразмерных структурах, волноводное формирование дифракционного излучения.
  6. Реализованы активные и пассивные системы миллиметрового радиовидения с разрешением лучше рэлеевского предела при использовании адаптивных антенн и алгоритмов оптимальной обработки сигналов.
  7. Разработаны методы моделирования распространения радиоволн и характеристик радиоканала в городской среде и лабиринтах зданий.

Кафедра поддерживает широкие научные связи с университетами и институтами России, Белоруссии, Украины, Германии, Великобритании, Испании, Италии, Китая, США, Франции, Японии, Индии, Австралии и других стран. Сотрудники, аспиранты и студенты кафедры проходят стажировку в зарубежных университетах, принимают участие в международных научных школах и конференциях.

С 1987 года кафедра ежегодно организует и проводит в пансионате «Университетский» в Подмосковье Всероссийские школы-семинары «Волновые явления в неоднородных средах» и «Физика и применение микроволн». На школы приезжают студенты, аспиранты, молодые ученые и специалисты из разных городов России (всего около 180 участников). Доклады участников публикуются в специальном номере журнала «Известия РАН. Серия физическая», а также в других журналах.

На кафедре выполняется большой объем учебно-методической работы. Студенты изучают 16 кафедральных курсов, охватывающих современные разделы фотоники, микроволновой электроники и радиофизики, оптики и теории волн. Читаются лекции по теории линейных и нелинейных волн; основам фотоники; физике микроволн; численным методам в физике; терагерцовой фотонике; нелинейным квантовым явлениям в оптике; динамике нелинейных колебаний и волн; магнитооптике и фотонным кристаллам; теории сигналов; когерентному излучению электронов; твердотельной электронике; электромагнитным свойствам веществ; волнам в слоистых средах; распространению радиоволн в атмосфере; физике наноструктур; методам моделирования в нелинейной фотонике. В рамках отделенческих курсов студенты слушают лекции по теории колебаний, колебаниям и волнам в плазменных средах и статистической радиофизике. Кафедра обеспечивает чтение лекций и проведение семинарских занятий по общему курсу «Теория волн» для всех групп радиофизического отделения. По ряду спецкурсов написаны учебные пособия. На кафедре работают научные семинары кафедры и лабораторий, научный семинар для аспирантов.

На кафедре работают практикумы по микроволновой радиофизике и фотонике, численным методам и компьютерным технологиям. Сотрудники кафедры обеспечивают работу современного факультетского практикума по радиофизике для студентов 3 курса физического факультета. Студенты изучают основы аналоговой и цифровой техники, проектируют радиосхемы, создают микроплаты и тестируют их работу с помощью аппаратуры.

Выдающиеся научные достижения ряда сотрудников отмечены высокими премиями и наградами. Лауреатом Ленинской премии, Государственной премии СССР и Ломоносовской премии в области науки стал профессор А.П. Сухоруков, лауреатом Государственной премии России и Ломоносовской премий - профессор В.И. Канавец, лауреатом Ломоносовской премии – профессор А.В. Козарь. Почетное звание «Заслуженный деятель науки Российской Федерации» присвоено А.П. Сухорукову, «Заслуженный профессор Московского университета» - А.П. Сухорукову и В.И. Канавцу, «Заслуженный научный работник Московского университета» – Т.И. Арсеньян, «Заслуженный работник Московского университета» – вед. инженеру В.В. Балинову. Сотрудникам кафедры присуждались гранты Президента РФ для молодых ученых, премии конкурсов молодых ученых МГУ и физического факультета, стипендии Ректора МГУ для талантливых молодых ученых и персональные гранты фонда «Династия» и О.В. Дерипаска, а также международные гранты и стипендии. Ряд сотрудников входит в состав различных научных Советов, редколлегий физических журналов, программных и организационных комитетов Всероссийских и Международных конференций. Лучшие студенты и аспиранты награждались именными стипендиями Президента РФ, Правительства РФ, Ректора МГУ и другими; персональными грантами (фонда «Династия», фонда содействия развитию МП НТС по программам «У.М.Н.И.К.» и «Старт», фонда В. Потанина), стипендией компании «Токио Боэки», были удостоены Дипломов конкурса студенческих научных работ имени Р.В. Хохлова и отмечены другими наградами