Основные направления работ:

• Лазерное напыление пленок, в том числе ВТСП.
• Исследование оптических и нелинейно-оптических свойств фрактальных кластеров.
• Исследование нелинейно-оптических явлений в мощных лазерных полях.
• Спектроскопия комбинационного рассеяния кристаллов.
• Исследования верхней атмосферы Земли методом касательного зондирования в ультрафиолетовом диапазоне.
• Разработка и исследование оптических и электрооптичсских свойств жидкокристаллических композиционных материалов.
• Ударно-волновой синтез и исследование оптических свойств ультрадисперсных порошков рубина.
• Физико-химические свойства ультрадисперсных материалов.
• Диагностика глаукомы методами спектральной и нейрокомпьютерной технологий.

Основные результаты работ:

• На базе установки УВН-2М-2 и неодимового лазера создана система для напыления пленок ВТСП методом лазерной абляции. Отработана технология получения регулируемых по толщине пористых слоев на образцах монокристаллического кремния для последующего нанесения на них нанофазных углеродных материалов. Оптическими и спектральными методами исследованы форма, размеры, распределение пор по поверхности образца и выявлены характерные для пористого слоя кремния валентные колебания типа S_i-H_x (x = 1-3) в области 2300-2500 см^-1 и маятниковые колебания S_i-H_x (x = 1-3) в области 600-800 см^-1. На основе этих исследований разработана технология получения алмазоподобных пленок на пористой поверхности кремния и исследованы свойства этих пленок методами ренгеноструктурного и электронно-микроскопического анализа.
• Разработана математическая модель, которая позволяет рассчитывать время агрегации в зависимости от температуры и вязкости среды, концентрации частиц, а также их размеров и величины заряда. В отличие от существующих теорий коагуляции, предложенная модель позволяет рассчитывать полное время агрегации, что облегчает задачу экспериментальной проверки результатов. Проведены экспериментальные исследования величины и знака нелинейной рефракции гидрозолей серебра в зависимости от степени агрегации. Обнаружено, что величина нелинейной рефракции меняет знак в начальной стадии агрегации. Предложен физический механизм, объясняющий подобное поведение и приведены оценки согласующиеся с экспериментальными данными.
• В адиабатическом приближении исследованы особенности пространственно-временной динамики двух мощных коротких лазерных импульсов в поглощающей трехуровневой среде. Рассмотрены случаи когерентного пленения населенности (КПН) и адиабатического переноса населенности (АПН). Получено аналитическое решение, которое хорошо совпадает с численным, когда выполняются условия адиабатичности. Разработан эффективный пакет программ для численного решения подобного рода задач.
• Методом спектроскопии комбинационного рассеяния выполнены исследования изменений колебательного спектра недавно синтезированного кристалла Rb₂КSсF₆ в широком температурном интервале (50-500 К), включающем точки двух фазовых переходов. Впервые наблюдалась конденсация мягких фононных мод в этом кристалле. На основании анализа температурного хода частот и полуширин линий низкочастотного спектра выдвинуто предположение, что причиной возникновения нестабильности одновременно двух колебательных мод является их сильное нелинейное взаимодействие.
• Восстановлены параметры аэрозольного рассеяния на высотах 50-100 км по данным исследования верхней атмосферы Земли с помощью телескопа космической астрофизической станции (АС) "Астрон" методом касательного зондирования в ультрафиолетовом диапазоне на длинах волн 273, 280 нм. При восстановлении параметров аэрозольного рассеяния в данной работе использована методика решения обратной задачи дистанционного зондирования атмосферы с учетом пространственного аппаратного сглаживания яркости по высоте. Исследованы влияния пусков МТКК "Спейс Шаттл" на аэрозоль и озон верхней атмосферы Земли. Наблюдения выполнены с помощью телескопа космической астрофизической станции "Астрон" методом касательного зондирования в ультрафиолетовом диапазоне длин волн 255-280 нм. В предыдущих работах обсуждались наблюдения запуска "Спейс Шаттл" с мыса Канаверал 6 апреля 1984 г. В настоящее время результат дополнен наблюдениями запуска 12 апреля 1985 г. Полученные данные подтверждают, что после запуска МТКК образуется обширный долгоживущий аэрозольный слой на высотах в окрестности 100 км. В отличие от предыдущих наблюдений точки касания при зондировании располагались поперек активного участка трассы запуска Это позволило сделать заключение, что характерный поперечный размер антропогенного аэрозольного слоя ~900 км, хотя эффекты возмущения выявляются для области с поперечным размером до 1500 км.
• Теоретически рассмотрены особенности прохождения света через полимерную пленку с капсулированным в ней ансамблем монослойно упорядоченных биполярных капель нематика, находящихся под действием электрического поля Для дисперсных структур с однорядным расположением рассеивающих частиц характерно сильное проявление интерференционных эффектов. На основании расчетных данных внутренней ориентационной структуры биполярных капель нематика и ее изменения под действием электрического поля теоретически предсказан и экспериментально реализован эффект интерференционного гашения прямо проходящего через пленку монохроматического когерентного излучения. Весьма важен прикладной аспект полученных результатов. Проведенные исследования открывают перспективу разработки монослойных композитных пленок меньшей толщины, имеющих высокий контраст и низковольтное управление. Не менее интересным представляется разработка на основе исследуемого эффекта цветофильтров с возможностью варьирования спектральной селекции оптического сигнала под действием электрического поля. Разработан низковольтный электрооптический материал на основе композитной пленки сегнетоэлектрических жидких кристаллов и эпоксидных компаундов. Разработаны специальное технологическое оборудование и методика капсулирования жидких кристаллов в фотополимеризующейся матрице, позволяющая изготавливать низковольтные КПЖК пленки с заданными морфологическими параметрами.
• Разработка новых методов получения оптических материалов является перспективным научным направлением. Большой интерес представляют порошковые материалы, допированные ионами химических элементов, которые широко используются в качестве активаторов при изготовлении люминофоров, в синтезе активированных лазерных кристаллов. В лаборатории исследованы порошки, полученные ударно-волновым методом. Экспериментальная сборка представляла собой заряд взрывчатого вещества (BB) цилиндрической формы, окруженный слоем смеси алюминиевой пудры с допирующей добавкой. Исследование порошка, при получении которого в качестве добавки использовались металлический порошок хрома или окиси хрома, показало, что внедрение атомов хрома в решетку Аl₂О₃ не происходит. В связи с этим нами было предложено использовать в качестве допирующей добавки смесь алюминиевой пудры и хромата аммония.
• Были исследованы спектры люминесценции синтезированных материалов при оптической накачке излучением второй гармоники Nd³⁺:YAG лазера(λ= 0,530 мкм).
• Исследована зависимость агрегативной устойчивости гидрозолей ультрадисперсных алмазов детонационного синтеза от концентрации твердой фазы. Агрегативное поведение низкоконцентрированных водных дисперсий определяется преимущественно наличием гидрофобно-гидрофильной мозаичности поверхности алмазных частиц. Показано, что наличие участков с повышенным межфазным натяжением на границе с водной средой обусловливает возможность ориентации частиц в поверхностном слое дисперсий на границе с воздухом. Установлено, что условия синтеза и химической очистки ультрадисперсных алмазов влияют на степень гидрофильности поверхности частиц, и соответственно, на процесс образования агрегатов в водных дисперсиях. Исследованы и отработаны новые методы допирования при ударно-волновом синтезе ультрадисперсного материала. Данным методом синтезирован новый ультрадисперсный материал - окись алюминия, допированная ионами хрома и экспериментально исследованы их спектры люминесценции, полученные при накачке второй гармоникой излучения неодимового лазера. В спектрах люминисценции ультрадисперсного материала при относительно больших концентрациях атомов хрома обнаружены дополнительные новые линии, отсутствующие в массивных образцах рубина. Появление новых линий, предположительно, связано с поверхностными эффектами. На основе оптических и спектральных исследований установлено, что при ударно-волновом синтезе ультрадисперсный материал из окиси алюминия, допированный ионами хрома, возникает в двух модификациях: α- и δ-фазы.
• Актуальность изучения кровоснабжения глаз и головного мозга у больных первичной открытоугольной глаукомой обусловлена тяжестью заболевания и социальной значимостью этой проблемы. С помощью метода реоэнцефалографии были изучены особенности гемодинамики головного мозга у 60 пациентов (110 примеров реоэнцефалограмм (РЭГ)), из них 32 пациента - с первичной открытоугольной глаукомой (46 примеров реоэнцефалограмм) и 28 здоровых (64 примера реоэнцефалограмм).

В 1999-2000 учебном году в Объединенной лаборатории прошли научно-исследовательскую практику 32 студента ИФФ КГТУ, выполнили 12 выпускных квалификационных работ бакалавра и 6 магистерских диссертаций. В лаборатории работают 9 аспирантов и 2 докторанта, защитили в отчетный период 2 кандидатских и 1 докторскую диссертации. За год с участием студентов, магистров и аспирантов опубликовано 98 тезисов докладов.

Заведующий лабораторией - В. В. Слабко, д.ф.-м.н., профессор (КГТУ).