2013 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ О работе ИПФ РАН

2013 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ О работе ИПФ РАН в 2008 – 2012 гг. А. Г. Литвак

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 2013 Основные направления исследований в ИПФ РАН (постановление Президиума РАН от 26. 02. 2008) - 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

2013 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.

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

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 Era. Net. ru

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…

Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (2008 -2012 г. г. ) Кол. гр. 41 Всего В том числе: НОЦ 10 Исследование под руководством докторов наук 9 Исследование под руководством кандидатов наук 7 Исследования молодыми учеными-кандидатами наук 5 Исследования целевыми аспирантами 8 Исследования под руководством приглашенных исследователей 2 Гранты Президента РФ (2008 -2012 г. г. ) Поддержка ведущих научных школ 7 Поддержка молодых ученых-докторов наук 2 Поддержка молодых ученых-кандидатов наук 27 Стипендии Президента РФ для молодых ученых и аспирантов (2012 г. ) 22

Гранты РФФИ 2011 2012 Кол. гр. Всего 207 232 В том числе исслед. гранты 146 184 инициативные (а) 86 83 инициативные ориентированные (офи-м) 11 13 РФФИ-Поволжье 33 33 РФФИ-страны зарубежья 16 7 В том числе: Региональные гранты 4 под руководством молодых ученых 4 мой первый грант 44

Численность сотрудников ИПФ РАН в 2012 году Общая численность Среднесписочная численность В том числе: научные сотрудники 1204 1043 487 академики РАН 4 члены-корреспонденты РАН 7 доктора наук 83 кандидаты наук 192 научные сотрудники без степени 201 Средний возраст научных сотрудников 45, 9 Научные сотрудники моложе 35 лет из них кандидаты наук 183 (асп. - 40) 53 Научные сотрудники в возрасте 30 – 39 лет 96 (21, 4%) Аспирантура 2008 – 2012 г. г. Число аспирантов окончивших аспирантуру в 2008 – 2012 г. г. 71 Из них зачислены на работу в институт 68

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 2013 5 лучших результатов 2012 г. 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. 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 к. Вт) и эффективности (20%). Авторы: М. Ю. Глявин, А. Г. Лучинин, М. В. Морозкин, А. А. Богдашов, Г. Г. Денисов совместно с университетом Мэриленда (США)

2013 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 3. Создан спектральный эндоскопический оптический когерентный томограф с быстродействием 20 кадров в секунду, динамическим диапазоном 45 д. Б, 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 д. Б. 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 импульснопериодическом режиме с высоким (до 15 к. Вт) уровнем средней мощности. Получена импульсная выходная мощность до 160 к. Вт на частоте около 34 ГГц при рекордной ширине полосы (более 2 ГГц) и коэффициенте усиления около 20 д. Б. 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»

2013 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 5. 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 80 -160 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

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 2013 Статьи, препринты, монографии и доклады 2008 2009 2010 2011 2012 опубликованные 163 176 195 201 147 направленные в печать 131 121 117 102 70 опубликованные 124 150 149 151 173 направленные в печать 71 78 79 60 71 Статьи в росс. сборниках и трудах конференций 132 119 148 124 125 Статьи в заруб. сборниках и трудах конференций 135 184 163 196 198 Монографии 7 12 10 13 8 Препринты 25 4 15 6 6 Приглашенные доклады 98 92 111 79 103 российские конференции 26 24 33 27 37 зарубежные конференции 72 68 78 50 66 Инициативные доклады 637 556 651 572 522 российские конференции 295 228 243 215 167 зарубежные конференции 342 328 408 356 355 Статьи в российских журналах Статьи в зарубежных журналах

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 2013 Диссертации 2008 2009 2010 2011 2012 Всего кандидатских 7 10 13 15 10 55 докторских 5 5 1 9 3 23 Число защищенных диссертаций 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.

2013 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Научные конференции и школы, международное сотрудничество Международная конференция "Strong Microwave and Terahertz Wave: Sources and Applications" – 2011 (1993. 1996, . . . , 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: NLO 50” – 2011 22 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

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 2013 Система подготовки кадров науки (НОЦ РАН) l l l l 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)

2013 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Награды за 2008 – 2012 год • • • 2008 – 2009 – 2010 – 2012 – • • 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 К. Д. Батона – А. Г. Литвак Премия имени Л. И. Мандельштама – В. Ю. Зайцев, В. Е. Назаров, Л. А. Островский Премия имени Д. С. Рождественского – Л. С. Долин, А. Г. Лучинин Премия имени А. А. Андронова – В. И. Некоркин Премия имени Л. И. Мандельштама – Г. М. Фрайман • 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

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 2013 Загран. командировки в 2012 году Ц. О. I II IV VII Дирекция Всего 0/0 69/107 48/105 53/83 1/3 3/4 5/12 179/314 Количество сотрудников/количество командировок

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 2013 Научно-организационная деятельность l 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) l 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) l Прогноз программы научных исследований института до 2020 года и подготовка предложений по развитию материально-технической базы Хозяйственная деятельность l Завершение строительства корпуса в Безводном – 3500 кв. м. (за счет собственных средств ~ 15 млн. руб. ) l Ремонт помещений общего пользования и энергосетей. l Обновление парка легковых автомобилей l Восстановление помещений детского сада (4 группы) и изменение источника его финансирования (прибыль института)

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 2013 Фирмы инновационного пояса ИПФ РАН НПП «ГИКОМ» Мощные микроволновые приборы, комплексы аппаратуры, измерительной техники ИТЦ «Мониторинг» Виброакустические комплексы для технической диагностики, сложные гидроакустические комплексы Био. Мед. Тех 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.

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 2013 Проект по созданию международного Центра исследований экстремальных световых полей Exawatt Center for Extreme Light Studies (XCELS) (Exawatt = 1018 Wt)

2013 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Инфраструктура XCELS

2013 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Приложения экстремальных оптических полей Генерация когерентного эл. м. излучения в рентгеновском и γ-диапазонах «Настольные» лазерные ускорители заряженных частиц Гэ. В 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

2013 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)

2013 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Информационные квантовые технологии и процессы в ультрахолодных атомных системах Лазерное пленение и охлаждение атомов-фермионов (температура 20 нанокельвинов = 2· 10 -8ºК), реализация базовых элементов квантовых вычислений, прецезионное измерение времени для космических навигационных систем

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 2013 Биофотоника. Оптическая диагностика процессов в живых системах Многоуровневый оптический имиджинг, направленная доставка наночастиц к клеткам, акустотермометрия Диффузионная флуоресцентная томография биотканей Схема интерферометра для оптической когерентной томографии Примеры ОКТ изображений In vivo эксперименты с квантовыми точками Lymph nodes Tumor Доброкачественное Злокачественное 3 -х мерное изображение кожной ткани, полученное с помощью спектральной ОКТ Компактный оптический томограф на основе полностью оптоволоконной Гастроскоп с введенным ОКТ-зондом конструкции Control (before injection) 5 min Excitation light 532 nm Detection 575 -640 nm 60 min

2013 ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ Акустическая томография океана Информационно-измерительные и излучательные комплексы низкочастотной гидроакустики Приемная кабельная антенна из цифровых гидрофонов

2013 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)

2013 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

2013 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

2013 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

2013 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

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 2013 Мегагранты 2013 г. James Butler (USA) Keniti Ueda (Japan) Владимир Раков Полупроводниковый CVD алмаз для мощных и высокочастотных электронных приборов Диагностика новых оптических материалов для перспективных лазеров 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

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ 2013 Проблемы l l l l 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 (2014 г. ) и жилищного кооператива (в рамках ННЦ РАН) Строительство современного корпуса в спортивно-оздоровительном детском лагере им. Талалушкина