Научная деятельность

Стратегическими направлениями развития научно-исследовательской деятельности Института ЛаПлаз являются:

  • Лазерные, плазменные и радиационные технологии в промышленности, энергетике, медицине;
  • Фотоника, квантовая метрология, оптическая обработка информации;
  • Новые функциональные материалы, метаматериалы, «умные» сплавы и квантовые системы;
  • Сверхсильные оптические поля, мощные лазеры, Mega Science установки;
  • Физика высокотемпературной плазмы, экологически безопасная энергетика на основе управляемого термоядерного синтеза;
  • Спектроскопические синхротронные, нейтронные, лазерные методы исследований, квантовомеханические расчеты и компьютерное моделирование конденсированных сред и наноструктур.

Высокая техновооруженность и наличие уникального оборудования позволяют решать широкий спектр научно-исследовательских задач в области критических технологий, имеющих большой инновационный потенциал:

  • лазерные технологии на основе энергоэффективных волоконных, дисковых и гибридных лазеров;
  • новые микро-нанотехнологии обработки материалов и создания элементов и устройств механотроники, электроники, медицины;
  • технологии исследования материалов для условий сверхвысоких температур и давлений (аэрокосмические, ядерные технологии);
  • технологии синтеза новых материалов на основе резонансного возбуждения атомов и молекул лазерным излучением, недоступные для других методов.
  • новые лазерные методы модификации и обработки сверхпроводящих токонесущих слоев с целью обеспечения передачи электроэнергии без потерь;
  • высокоэффективные накопители энергии на основе новых технологий плазменно-лазерной модификации электродов суперконденсаторов;
  • разработка радиационных технологий с использованием ускорителей;
  • разработка радиационных технологий с использованием мощных потоков СВЧ излучения.

Исследования в области перспективных лазерных, плазменных и радиационных технологий проводятся совместно с научными центрами, такими как ФИАН, ИОФ РАН, ТРИНИТИ, НИЦ «Курчатовский институт», ОИВТ РАН, Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), (Germany), University of Lyon (France), Fraungofer Institute for Laser Technology ILT, (Germany), NCC (Япония), Pilkington glass (Велибритания), Fon Ardenne (Германия).

В области мощных лазеров и сверхсильных оптических полей, физики высокотемпературной плазмы, диагностики вещества в экстремальных состояниях и экологически безопасной энергетики на основе управляемого термоядерного синтеза научно-исследовательская деятельность Института ЛаПлаз опирается на большой теоретический и экспериментальный задел в этих областях, на развитые интеграционные связи с российскими и международными научными центрами в области термоядерных исследований: РФЯЦ ВНИИЭФ, ИПФ РАН, ТРИНИТИ, ФИАН, ИОФРАН, НИЦ «Курчатовский институт», GSI Darmstadt Germany, FZJ Uelich,Germany, НЯЦ Республики Казахстан, международная организация ИТЭР (Франция).

В последнее десятилетие традиционные информационные технологии, основанные на электронной технике, достигли физических и технических ограничений при продолжающемся росте потребительского спроса на скорость и объем передаваемой информации. Ключевым решением данной проблемы явилось объединение оптических и информационных технологий. Первое десятилетие XXI в. характеризуется стремительным прогрессом в области разработки и внедрения технологий, основанных на фотонике, а именно радиофотонные системы, лазерно-оптические информационные технологии, лазерно-оптические измерения, лазерно-оптические технологии для медицины и наук о жизни.

Основываясь на большом теоретическом и экспериментальном заделе Институт «ЛаПлаз» позиционирует себя как ведущий научный центр в области фотоники, оптической обработки информации, оптической, лазерной и квантовой метрологии. Приоритетными направлениями исследований в этих областях являются:

  • радиофотонные системы обработки широкополосных сигналов
  • прецизионные лазерные и квантовые измерения;
  • оптические, атомные, ядерные стандарты частоты и времени;
  • квантовые явления в физике твердого тела;
  • дистанционный экологический мониторинг и очистка окружающей среды на основе лазерных и плазменных технологий.

Эта деятельность опирается на развитые интеграционные связи с российскими и международными научными центрами в области квантовой метрологии: ВНИИФТРИ, ФИАН, ОИВТ РАН, PTB (Германия), MPQ (Германия), NIST (США)

Инфраструктурное обеспечение Института ЛаПлаз

Институт ЛаПлаз имеет большой материально-технический потенциал, отличительными особенностями которого являются высокая техновооруженность, наличие уникального оборудования, в частности:

  • Автоматизированные лазерные технологические комплексы на основе непрерывных и импульсных волоконных, твердотельных и газовых лазеров средней мощностью до 10 кВт, осуществляющих все основные технологические операции (резка, сварка, наплавка, гравировка, микрообработка, 3D-прототипирование);
  • Линейный симулятор с продольным магнитным полем со стационарной мощностью в плазменном потоке 50кВт; Установка предназначена для исследований в области плазмохимических реакторов нового типа, ускорителей потоков частиц для плазменных движителей, имитации процессов воздействия частиц и радиационных потоков на обращенные к плазме элементы термоядерных реакторов;
  • Уникальный комплекс ионно-пучковых и плазменных исследовательских установок, генерирующих потоки в диапазоне от единиц до 105эВ и плотностей мощности до 10 ГВт/м2;
  • Линейные ускорители электронов на энергию от 2 до 30 МэВ, ускоритель протонов на 2,5 МэВ, ионные источники, нейтронные генераторы;
  • Сверхвысоковакуумный комплекс, реализованный на основе системы Multiprobe MXPS VT AFM (Omicron, Германия), предназначен для экспериментальных исследований в области сверхпрецизионных стандартов времени и частоты нового поколения, лазерного охлаждения и спектроскопии квантовых состояний ионов тория;
  • Широкий спектр аналитического, измерительного оборудования, включающий как стандартное оборудование – электронные и оптические микроскопы, оптические, рентгеновские и масс-спектрометры и др. так и оригинальное, разработанное в «ЛаПлаз» лазерные интерферометры, энергоанализаторы, спектрометры ионного рассеяния, термодесорбционные стенды и др.
  • Аналитическое оборудование Центра технологий композитов и материалов фотоники ИАТЭ НИЯУ МИФИ для комплексного анализа структуры, механических, электрофизических, магнитных и оптических свойств материалов.
English