Лаборатория когерентной оптики

Заведующий лабораторией: д.ф-м.н. Н. В. Чернега

Ключевые сотрудники

  • д.ф.-м.н. Н.В. Чернега
  • к.ф-м.н А.Д. Кудрявцева
  • к.ф-м.н. М.А. Шевченко
  • к.т.н. М.А. Карпов
  • к.ф.-м.н. С.Ф. Уманская

Основные направления научной деятельности лаборатории

  • Исследования фундаментальных и прикладных аспектов взаимодействия систем наноразмерных и субмикронных частиц, с импульсным лазерным излучением видимого диапазона.
  • Практическая деятельность направлена на создание высокоэффективных устройств, позволяющих получать оптическое излучение, модулированное частотой в гига и терагерцовом диапазонах, а также генерацию в СВЧ диапазоне.
  • Разработка новых методов и подходов в спектроскопии лазерного пробоя (LIBS) для повышения чувствительности метода.
  • Разработка новых методов синтеза систем нано и субмикронных частиц, в том числе трехмерных фотонных кристаллов на основе синтетических опаловых матриц.

Наиболее яркие научных результаты последних лет

  • Получена генерация электромагнитного излучения СВЧ диапазона при оптической накачке в нанакомпозитах на основе синтетических опаловых матриц.
  • Экспериментально реализован источник когерентного излучения наносекундного диапазона длительности с заданным спектральным распределением на основе низкочастотного комбинационного рассеяния света.
  • Создана установка, позволяющая контролировать процесс фазового перехода в гетерогенных средах с использованием вынужденного комбинационного рассеяния света.
  • Предложен и реализован  новый метод модуляции добротности с использованием в качестве пассивного модулятора добротности систем субмикронных частиц.
  • Экспериментально реализована схема случайно распределенной обратной связи, создаваемой ультразвуком, позволяющая более чем на порядок увеличить эффективность процесса вынужденного комбинационного рассеяния света в жидких средах.

Избранные статьи последних лет

  • А. Д. Кудрявцева, Т. В. Миронова, М. А. Шевченко, Н. В. Чернега, С. Ф. Уманская «Некоторые фундаментальные и прикладные аспекты случайной лазерной генерации (Миниобзор)» Письма в ЖЭТФ, 2025, том 122, вып.10, с.627–639
  • М.А.Карпов, А.Д.Кудрявцева, Т.В.Миронова, А.Б.Надыкто, М.А.Шевченко, Н.В.Чернега, С.Ф.Уманская «Усиление вынужденного комбинационного рассеяния под действием ультразвука», Письма в ЖЭТФ, 2025,  том 121, вып.12, с.932–937
  • M.A. Shevchenko , A.N. Maresev , M.O. Astafurov , N.V. Tcherniega , S.O. Klimonsky , S.G. Dorofeev , S.F. Umanskaya , V.V. Voronova «Ordered substrate based on gold film over SiO2 microspheres for increasing the sensitivity of the laser-induced breakdown spectroscopy method in the study of nanoparticles», Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 2025,Volume 226, 107159
  • Characteristics of Electromagnetic Radiation from Quartz, Lithium Niobate, and Polymethyl Methacrylate Samples Subjected to Impact Loading / A. D. Kostyukov, M. A. Karpov // JETP Letters. – 2024. – Vol. 119, No. 5. – P. 413-419. – DOI 10.1134/s002136402460023x.
  • Characteristics of a neutron source based on an electron accelerator LINAC-200 / V.V. Bleko, Yu.B. Bazarov, A.A. Baldin, V.V. Bleko, M.A. Karpov, V.V. Marmyshev, A.A. Khristenko, V.V. Kobets, D.S. Korovkin and N.V. Tcherniega // Journal of Instrumentation. – 2024. – Vol. 19, No. 08. – P. C08004. – DOI 10.1088/1748-0221/19/08/c08004.
  • A. N. Maresev, M. A. Shevchenko, N. V. Tcherniega, S. F. Umanskaya, M. A. Karpov, A. D. Kudryavtseva, V. V. Voronova, and G. V. Lisichkin, « LIBS Efficiency Increase via Plasmonic Nanoparticles in the Study of Synthetic Opal Matrices», Physics of Wave Phenomena, 2024, Vol. 32, No. 2, pp. 164–170. DOI: 10.3103/S1541308X24700110
  • M. A. Shevchenko, S. F. Umanskaya, K. I. Zemskov, N. V. Tcherniega and A. D. Kudryavtseva, “Freezing the Suspension of Laser Microcrystals—A New Way for Increasing the Luminescence Efficiency Response,” in IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. 60, no. 2, pp. 1-5, April 2024, Art no. 3100105, doi: 10.1109/JQE.2024.3366470.
  • V. A. Babenko, N. F. Bunkin, A. A. Sychev, “Plasmonic Resonance of Low-Frequency Stimulated Raman Scattering During Water Optical Breakdown”,Physics of Wave Phenomena 31(3), 180-188 (2023) DOI: 10.3103/S1541308X23030032
  • A. V. Skrabatun, S. F. Umanskaya, M. A. Shevchenko, A. A. Matrokhin, A. N. Maresev, and N. V. Tcherniega, “Synthetic Opals in Laser-Induced Breakdown Spectroscopy Problems”. Physics of Wave Phenomena, 31(1), 51-58 (2023). https://doi.org/10.3103/S1541308X23010077
  • I.A. Rakhmatullaev, A.K. Kurbonov, Kh.Z. Botirov, S.F. Umanskaya, M.A. Shevchenko, A.N. Maresev, A.D. Kudryavtseva, A.Yu. Pyatyshev, N.V. Tcherniega, “Spectral and temporal properties of 5-phenyl-2-[4-(5-phenyl-1,3-oxazol-2-yl)phenyl]-1,3-oxazole (POPOP) multiphoton-excited luminescence”, Journal of Luminescence, Volume 263, November 2023, 120098.
  • M.A. Shevchenko, K.I. Zemskov, M.A. Karpov, A.D. Kudryavtseva et al. Raman random lasing — Extremely high conversion efficiency and temperature dependence. // Optics Communications. – 2022. – Vol. 508. – P. 127795. – DOI: 10.1016/j.optcom.2021.127795.
  • M.A. Karpov, A.D. Kudryavtseva, M.A. Shevchenko, N.V. Tcherniega, S.F. Umanskaya. Stimulated low-frequency Raman light scattering in systems of nano- and submicron-sized particles. // Quantum Electronics. –  2022. – Vol. 52 (6). – P. 580. – DOI: 10.1070/QEL18060.
  • S.M. Pershin, A.I. Vodchits, I.A. Khodasevich, V.A. Orlovich et al. Backward SRS suppression of picosecond pulses in water upon moving the pump beam caustic from the water volume through the surface. // Quantum Electronics. – 2022. – Vol. 52 (3). – P. 283. DOI: 10.1070/QEL18005
  • D. Bi, M. Wu, M.A. Karpov et al. Stimulated low-frequency Raman scattering of light: An effective way of laser Q-switching. // Optics and Laser Technology. – 2022. – Vol. 156. – No. – 7. – P. 108559. – DOI: 10.1016/j.optlastec.2022.108559
  • V.S.Gorelik, N.V. Tcherniega, M.A. Schevchenko, A.V. Skrabatun, Dongxue Bi, A.N. Baranov, A.D.Kudryavtseva, A.N. Maresev, “Stimulated Raman scattering of light in suspension of diamond microparticles in ethanol and in water”, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 237, 118418 (1-7) (2020). DOI: 10.1016/J.SAA.2020.118418
  • M.A. Shevchenko, L.L. Chaikov, N.V. Tcherniega, “Coherent Stokes and anti-Stokes high-order components generation by biharmonic pumping via stimulated low-frequency Raman scattering”, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 15 January 2021, 118902, https://doi.org/10.1016/j.saa.2020.118902
  • M.A. Shevchenko, M.A. Karpov, A. D. Kudryavtseva, D.V. Rozinskii, N.V.Tcherniega and S. F. Umanskaya, “Electromagnetic microwave generation by acoustic vibrations gives rise to nanoradiophotonics”,  Sci Rep 11, 7682 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-87389-3
  • M. N. Kirichenko, A. V. Shkirin, L. L. Chaikov, A. V. Simakin, N. V. Tcherniega, and S. V. Gudkov.  Structure and refractive index of fibrin protofibril aggregates according to laser phase microscopy accompanied by DLS and AFM. Biomedical Optics Express Vol. 12 No. 5 pp. 2938-2951 (2021) https://doi.org/10.1364/BOE.420261
  • V.S. Gorelik, N.V. Tcherniega, M.A. Shevchenko, A.Yu. Pyatyshev, S.F. Umanskaya, A.V. Voropinov  and  D. Bi Stimulated boson-peak light scattering in an aqueous suspension of spherical nanoparticles of amorphous SiO2 of similar sizes, Soft Matter, 2020, 2020,16, 8848-8853

Студенты, аспиранты, молодые научные сотрудники лаборатории

  • Антон Матрохин – аспирант второго года обучения МФТИ, Rафедра квантовой радиофизики
  • Александр Маресев – аспирант четвертого года обучения МФТИ, кафедра квантовой радиофизики
  • Артур Саларидзе – студент 5 курса МФТИ
  • Мусса Баллуев студент 4 курса МФТИ
  • Валентина Воронова – аспирантка первого года обучения ФИАН
  • Михаил Алдушонков студент 4 курса МФТИ
  • Андрей Лазарев студент 4 курса МИРЭА

Темы магистерских, бакалаврских и кандидатских диссертаций студентов и аспирантов МФТИ и МГТУ им. Н.Э. Баумана

  • «Исследование процесса вынужденного комбинационного рассеяния света в гетерогенных системах на основе синтетических опалов»
  • «Вынужденные рассеяния света в условиях резонанса Ми»
  • «Внутрирезонаторное низкочастотное комбинационное рассеяние света как спектральный метод»
  • «Модуляция добротности и синхронизация мод при внутрирезонаторном низкочастотном комбинационном рассеянии»
  • «Спектроскопия лазерного пробоя при исследовании наноразмерных и субмикронных систем»
  • «Управление спектральными и временными характеристиками излучения вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна»
  • «Использование нелинейного поглощения в нано и субмикронных системах для пассивной модуляции добротности в твердотельных лазерных источниках»
  • «Использование нелинейного поглощения в нано и субмикронных системах для создания оптических ограничителей в видимом и ближнем ИК диапазонах»

Основные направления выполняемых в настоящее время работ

  • «Повышение эффективности вынужденного комбинационного рассеяния света при создании распределенной обратной связи ультразвуком»
  • «Случайная лазерная генерация в комбинационно-активных гетерогенных системах»
  • «Генерация излучения СВЧ диапазона в синтетических опалах при оптической накачке»
  • «Обращение волнового фронта при вынужденном низкочастотном комбинационном рассеянии света»
  • «Разработка новых методов повышения эффективности спектроскопии лазерного пробоя»

Защиты диссертаций в последние 2 года

Защита кандидатских диссертаций

«Спектроскопия отражения и рассеяния света в исследованиях пьезоэлектрических и фотонных кристаллов», Санутуло Абдурахмонов, 2024 год.

«Увеличение эффективности вынужденного комбинационного рассеяния – влияние локального поля и обратной связи», Александр Скрабатун, 2024 год.

«Повышение эффективности взаимодействия импульсного лазерного излучения с порошками и суспензиями», Софья Уманская, 2024 год.

«Взаимодействие электромагнитного излучения с суспензиями нано- и субмикронных частиц – фундаментальные и прикладные аспекты», У Мэнюань, 2024 год.

Фотогалерея

Сборка вакуумной камеры для экспериментов по регистрации излучения СВЧ диапазона при воздействии на образец мощным лазерным импульсом

Настройка лазерной системы
Идет эксперимент по исследованию процесса вынужденного комбинационного рассеяния света в нанокомпозитах на основе синтетических опалов

Сборка установки для исследования рассеяния света в неоднородной системе

Работа с осциллографом

Идет процесс измерения распределения частиц по размерам методом динамического рассеяния света

Обработка экспериментальных результатов

а) Экспериментальная схема для измерения конуса обратного когерентного рассеяния; б) Конус обратного когерентного рассеяния для порошка Ba(NO3)2 при использовании излучения на длине волны 532 нм.
Температурная зависимость относительной интенсивности ВКР компонент при пико и наносекундной накачке в порошке Ba(NO3)2.
Демонстрация обнаруженного эффекта наличия управляемой временной задержки импульса случайной лазерной ВКР генерации относительно импульса накачки. (a) Форма импульсов лазерного и рассеянного в ВКР активной среде излучения; (b) зависимость временной задержки импульса первой стоксовой компоненты ВКР от энергии накачки; (c) Форма и задержка импульса ВКР при различных энергиях лазерного импульса.
(а) Спектры люминесценции микрокристаллов сапфира титана после замораживания суспензии при различных энергиях накачки; (б) Зависимость интенсивности люминесценции от энергии накачки для двух концентраций частиц в суспензии.
а) Спектры люминесценции суспензии микрокристаллов рубина после замораживания при различных энергиях накачки; (б) Зависимость интенсивности люминесценции от энергии накачки для различных концентраций частиц в суспензии.
Зависимость интенсивности люминесценции от концентрации рубиновых частиц в водной суспензии для двух скоростей движения ледяного фронта.

Контакты

Email: tchera@sci.lebedev.ru Phone: 84991326551