Кафедра радиофизики

Основные научные направления

• Физика нелинейных волн. В лаборатории ведутся исследования фундаментальных проблем физики нелинейных волновых явлений. Научные работы выполняются по нескольким направлениям, представляющим большой интерес для нелинейной оптики, акустики, электроники, физики плазмы и т.д. Сотрудники, аспиранты и студенты изучают динамику нелинейной локализации волн в пространстве и во времени в средах с различной нелинейностью, частотной и пространственной дисперсией. Особое внимание уделяется анализу свойств многоцветных векторных солитонов в средах с квадратичной нелинейностью. С помощью оригинальных подходов исследуется устойчивость, взаимодействие и переключение солитонов в объемных средах, резонаторах и фотонных кристаллах. Выявлены свойства асимметричных мод, возбуждаемых при нарушении соосности пучков солитона. Создана модель слияния, рассеивания и спирального движения солитонов. Выполнено моделирование генерации периодической решетки солитонов при модуляционной неустойчивости параметрически связанных эллиптических пучков. В фотонном кристалле с периодической модуляцией нелинейной квадратичной восприимчивости рассматриваются гибридные трехволновые взаимодействия при наличии двойного квазисинхронизма. Получены важные результаты по динамике каскадного преобразования частоты вверх или вниз. Развита теория захвата трех гармоник в гибридный параметрический пространственный солитон. В фотонном кристалле с периодической модуляцией линейного показателя преломления изучаются свойства медленных и неподвижных щелевых солитонов, эффект нелинейного туннелирования импульсов и др. Разрабатывается непараксиальная теория сверхузких пространственных солитонов с учетом нелинейной дифракции. Найдены параметры периодических одномерных структур в квадратичной среде, в частности, зависимость их контрастности от пространственного периода. В связи с бурным прогрессом нелинейной оптики фемтосекундных импульсов развивается теория самовоздействия и взаимодействия импульсов с малым числом периодов осцилляций электромагнитного поля. Эффекты локализации волн рассматриваются также в фоторефрактивных кристаллах, в атомных конденсатах Бозе-Эйнштейна и др. В квадратичных средах без дисперсии исследуются двухкомпонентные диссипативные солитоны, образующиеся при формировании ударных волн. Рассчитываются профили связанных ударных волн при разных величинах их нелинейностей, моделируется динамика обострения и рассасывания фронтов. Большой интерес связан с исследованием различных волновых структур, таких как винтовые фазовые дислокации, бесселевы пучки, волновые структуры с перепутанными пространственно-временными состояниями. Исследуется динамика взаимодействия параметрически связанных винтовых фазовых дислокаций. Анализируется рождение новых и слияние старых дислокаций, а также их миграция в поперечном сечении пучка. В лаборатории разрабатываются и применяются различные методы анализа и решения нелинейных волновых уравнений: метод медленно меняющихся амплитуд, метод медленно изменяющегося профили, вариационный метод, методы теории подобия, метод среднего поля, метод встречных волн, теория бифуркаций и катастроф. Численное моделирование выполняется с помощью спектральных методов и различных разностных схем.
• Физика миллиметровых волн и радиовидение. В лаборатории микроволновой радиометрии изучаются закономерности формирования тепловых излучений объектами окружающей среды и разрабатываются методы их измерений. Создаются радиометры сверхвысокой чувствительности - измерители тепловых излучений в инфракрасном и микроволновом диапазонах, применяемые для исследования свойств атмосферы и океана с организацией радиогеофизических экспедиций для проведения измерений в натурных условиях. Разработанные модели теплового излучения взволнованной поверхности океана применяются для выявления характеристик волнения. Развиваются аэрокосмические методы изучения Земли - всепогодного радиовидения с высоким и сверхвысоким разрешением, с применением современных математических методов распознавания образов. Экспериментальные исследования теплового излучения в миллиметровом диапазоне выполняются с помощью автоматизированных радиометров с применением фазированных антенных решеток. Изучается физика опто-микроволновых взаимодействий. Разработаны физические основы радиометрической резонансной спектроскопии, которая используется для изучения физических свойств водосодержащих сред и биологических объектов. Разрабатываются методы электродинамических расчетов неоднородных элементов в волноводах и дифракционные модели шероховатых поверхностей проводящих сред. Проводятся радиометрические измерения содержания озона и других малых газовых компонент в атмосфере для целей глобального и локального экологического мониторинга.
• Релятивистская микроволновая электроника/ В лаборатории исследуются новые методы генерации электромагитного излучения с помощью релятивистских электронов. Изучается воздействие микроволнового излучения большой мощности на сложные среды (теория и численное моделирование). Ведутся работы в области физики многоволнового электромагнитного взаимодействия, взаимодействия электронных потоков с полями вблизи границ полос прозрачности электродинамических структур, комбинированного черенковского взаимодействия, черенковско - циклотронного взаимодействия, пучково - плазменных систем, нестационарных процессов в устройствах релятивистской сильноточной электроники. Развиваются методы теоретического описания и численного моделирования генерации и усиления электромагнитных полей в открытых и сверхразмерных электродинамических структурах, физики процессов в средах с конечной проводимостью при воздействии мощного микроволнового излучения.
• Распространение электромагнитных волн в ионосфере. В лаборатории исследуются проблемы современной радиосвязи с использованием космического, ионосферного и тропосферного каналов. Разрабатываются методы оптимизации передачи и приема информации с помощью адаптивных систем, учитывающих электромагнитную обстановку в канале связи, создаются адаптивные антенные решетки с угловой и поляризационной селекцией радиоволн, изучаются вопросы применения селективного возбуждения электромагнитных волн в анизотропной ионосфере Земли для создания новых систем радиосвязи и локации, в том числе загоризонтной радиолокации. В экспериментальных работах используется современная техника радиолокации и радиосвязи. Натурные физические эксперименты сопровождаются численным моделированием физических процессов при излучении, распространении и приеме радиоволн, распространяющихся в природных каналах связи.
• Микроволновая оптоэлектроника и квазиоптика . В лаборатории проводятся исследования разнообразных квазиоптических резонансных систем с целью использования их в устройствах миллиметрового - субмиллиметрового диапазонов. На автоматизированной установке с применением персонального компьютера исследуются спектры и распределения полей типов колебаний, измеряется добротность резонансных систем с различными включениями (диэлектрическими телами, линзами, отражающими или пропускающими дифракционными решетками и т.п.). Проводятся исследования влияния материалов зеркал на характеристики систем. Ведутся работы по диагностике новых материалов в миллиметровом - субмиллиметровом диапазонах. На автоматизированной установке с туннельным микроскопом изучаются тонкопленочные структуры.
• Микроволновая электроника и передача энергии . В лаборатории ведутся теоретические и экспериментальные исследования высокоэффективных механизмов энергообмена электромагнитных колебаний с электронными пучками при поперечной пространственной группировке электронов. Разрабатываются микроволновых усилители, генераторы и электронных преобразователей микроволновой энергии в промышленный ток. Лаборатория ведет исследования радиофизических проблем беспроводной передачи и приема энергии с помощью направленного микроволнового излучения в наземных и космических условиях, изучению оптимальных условий формирования направленного микроволнового луча, снижению уровня фонового излучения до экологически безопасного уровня. Лаборатория участвует в разработке международных проектов по беспроводной передаче энергии микроволновым пучком в наземных условиях и между космическими аппаратами.
• Ферриты на СВЧ. В лаборатории ведутся теоретические и экспериментальные исследования микроволновых свойств магнитных диэлектриков - материалов для создания невзаимных устройств низкого и высокого уровня СВЧ мощности. Изучаются спектры магнитостатических колебаний и спиновых волн в магнетиках, механизмы затухания и взаимодействия с акустическими волнами. Проводятся эксперименты по параметрическому возбуждению спиновой системы. В этих экспериментах основное внимание уделяется изучению влияния свойств материала, неоднородностей и границ системы на условия возбуждения спиновых волн. Ведутся работы по моделированию параметрических процессов в твердых телах.
• Сегнетоэлектричество . Исследования, проводимые в лаборатории, направлены на изучение с помощью микроволн сегнетоэлектрического фазового перехода и его окрестностей в водородо-связанных сегнетоэлектриках, так как в этой области обнаружено наличие нанометровых образований, которые изменяются под действием микроволнового излучения. Эти исследования позволяют сделать определенные заключения о механизме микроволнового воздействия на водородо-связанные системы, к которым относятся живые объекты, и целенаправленно изменять их микроструктуру на наноразмерном уровне. Развивается модель каналов биологических мембран по типу сегнетоэлектрического фазового перехода.
• Распространение электромагнитных волн в тропосфере. Группа тропосферного распространения электромагнитных волн ведет изучение статистических свойств вариаций параметров микроволн и оптического излучения на различных трассах. Весьма перспективным представляется перенесение идеи интерференционных и теневых методов оптики в проблему исследования сред со случайными неоднородностями. Большой интерес представляют особенности распространения микро- и оптических радиоволн на наклонных трассах, в условиях города, при малых углах места, а также методы компенсации искажений, вносимых турбулентными неоднородностями канала передачи информации. Сотрудниками лаборатории проводятся эксперименты на уникальной наклонной тропосферной трассе в различных погодных условиях. Изучение вносимых каналом искажений сигнала позволяет, кроме того, решать вопросы, связанные с возникновением и развитием случайных неоднородностей в тропосферном канале распространения излучения.

Специальные курсы лекций

• Бифуркации и катастрофы
• Взаимодействие электронного потока и электромагнитного поля
• Волоконная оптика
• Дифракционные и дисперсионные явления в нелинейных средах
• Квантовые явления в радиофизике
• Микроволновая твердотельная электроника
• Миллиметровые волны
• Нелинейная микроволновая электроника
• Нелинейные волны
• Радиоспектроскопия
• Распространение электромагнитных волн в тропосфере
• Распространение радиоволн в ионосфере земли
• Субмиллиметровая радиоспектроскопия
• Теория волн
• Физика микроволн
• Цифровые системы и процессы
• Численное моделирование в нелинейной электродинамике
• Численные методы в радиофизике

Расписание занятий
физфака МГУ

Положение об аттестациях, зачетах, экзаменах и защитах учебных и научных работ студентов

Правила внутреннего распорядка

Положение о стипендиальном обеспечении