Відділ квантової та плазмової електроніки



Завідувач - доктор фізико-математичних наук, професор, лауреат премії ім. К.Д. Синельникова НАН України Кельман В.А.

Співробітники - академік НАН України, іноземний член Угорської академії наук, доктор фізико-математичних наук, професор, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки, заслужений діяч науки і техніки України Шпеник О.Б., провідний науковий співробітник доктор фізико-математичних наук, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки Завілопуло А.М., кандидати фізико-математичних наук, старші наукові співробітники Гомонай О.І., Жменяк Ю.В., Контрош Є.Е., кандидати фізико-математичних наук, наукові співробітники Чернишова І.В., Попик Т.Ю., Генерал А.А. ; провідні інженери Улусова С.П., Світличний Є.А., Аксенович В.Д., Звенигородський В.В ; інженер 1 категорії Ортіков Р.О. Аспірант – Пилипчінець О.В. В.В.,

          У листопаді 1992 року одночасно із утворенням самостійного Інституту електронної фізики НАН України створено окремий відділ квантової електроніки. Чисельний склад відділу на даний час становить 9 чоловік. До серпня 2001 року у складі відділу на посаді головного наукового співробітника працював почесний громадянин м. Ужгорода, доктор фізико-математичних наук, професор, Заслужений діяч науки України, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки, лауреат премії ім. К.Д. Синельникова НАН України, Державний стипендіат, засновник всесвітньо відомої Ужгородської наукової школи із атомної фізики, фізичної та квантової електроніки Запісочний Іван Прохорович.


Основні наукові напрямки діяльності відділу:

  •     джерела когерентного і спонтанного випромінювання на основі парів металів та їх хімічних сполук: фізичні процеси, діагностика, кінетика збудження і релаксації, практичні застосування;
  •   нелінійна взаємодія лазерного випромінювання із атомами у вільному стані: фундаментальні аспекти фізики багатофотонних процесів, нелінійна резонансно-іонізаційна спектроскопія складних атомів.

Найважливіші досягнення відділу протягом останнього десятиріччя

Вперше показано, що основні закономірності багатофотонної іонізації атомів ітербію та лужноземельних елементів є подібними. Однак наявність f-підоболонки в атома ітербію призводить до появи нового ефективного каналу резонансної іонізації, включення якого, проте, суттєво не впливає на величину багатофотонних перерізів (Гомонай О.І.).

На основі детального вивчення процесу трифотонної іонізації атома самарію методом резонансної багатофотонної іонізаційної спектроскопії уперше ідентифіковано 16 парних зв'язаних станів атома - енергії та повні моменти (Гомонай О.І., Плекан О.І.).

Вперше реалізовано ексилампи на парогазових сумішах Xe-NaCl та Xe-KCl, що не містять токсичних компонент. Показано, що ефективність ексиламп корелює із величиною дефектів реакцій заміщення, які призводять до утворення ексимерних молекул (Кельман В.А., Шпеник Ю.О., Жменяк Ю.В., Рійвес Р.Б.).

На основі експерименту та числового моделювання вивчено вплив домішки срібла на вихідні характеристики лазера на парі міді. Показано, що покращення характеристик лазера обумовлено передачею енергії від резонансних станів срібла на резонансні стани атома міді (Кельман В.А., Шпеник Ю.О., Жменяк Ю.В., Рійвес Р.Б.).

Визнанням заслуг вчених відділу стало присудження за 1995 рік професору Запісочному І.П. на чолі авторського колективу Державної премії України в галузі науки і техніки за цикл робіт "Елементарні процеси та резонансні явища в парних зіткненнях електронів, атомів і іонів". В 1994 році головному науковому співробітнику, професору Запісочному І.П., завідувачу відділу Кельману В.А. та старшому науковому співробітнику Шпенику Ю.О. присуджено премію ім. К.Д. Синельникова НАН України за цикл праць "Фізичні процеси та механізми збудження когерентного випромінювання в лазерах на парах вісмуту з електророзрядним і оптичним способами накачки".

Молоді вчені відділу відзначалися стипендіями Президента України (Шпеник Ю.О., Плекан О.І., Рійвес Р.Б., Генерал А.А.) та Національної академії наук України (Рибак А.С., Плекан О.І., Немет А.М., Світличний Є.А.).

У 1993 році Кельман В.А. отримав грант фонду ім. Дж.Сороса.

У 2001 році ст.н.с. Шпеник Ю.О. отримав грант фонду ім. Фулбрайта для проходження стажування в університеті Лос-Анджелеса із проблем екології навколишнього середовища.


Головні зусилля колективу відділу нині зосереджено в таких напрямках

Розпочато дослідження впливу домішок атомів цинку на властивості і генераційні параметри лазера на парі міді. Мета роботи полягає у збагаченні кінетики збудження генерації в цьому лазері за рахунок резонансних оптичних процесів. Передбачаєься, що поглинання метастабільними атомами міді резонансного випромінювання цинку сприятиме як спустошенню нижнього, так і додатковому заселенню верхнього лазерних рівнів міді.

Провадиться цілеспрямований пошук, що має на меті створення ефективного лазера на самообмеженому переході у синій області спектра. Такий лазер був би корисним для створення кольорових лазерних проекційних пристроїв із когерентним підсиленням яскравості зображень, оскільки в зеленій (мідь) та червоній (золото) спектральних смугах такі лазери вже давно існують. Із цією метою вивчаються активні середовища на основі парів індію та його сполук.

Створено установку з імпульсним отриманням нестаціонарних парів металів лазерними імпульсами з енергією кілька Дж і тривалістю 2 мс з їх подальшим збудженням імпульсно-періодичним розрядом. Це відкриває можливості широкого пошуку нових активних середовищ на основі парів металів тугоплавких елементів.

Продовжуються дослідження емісійних властивостей ексиламп низького тиску на основі парогазових сумішей. Цінним є поєднання в цих об'єктах очевидної практичної цінності із таким фундаментальним фізичним аспектом, як створення неперервних ексимерних лазерів. Розпочато також всебічне вивчення УФ випромінювача на парі води.

Продовжуються систематичні експериментальні дослідження, спрямовані на вивчення закономірностей та особливостей багатофотонної іонізації рідкісноземельних атомів. Характерною ознакою елементів цієї групи, яка визначає особливості їх електронної будови і виділяє з поміж інших груп атомів, є наявність субвалентної f-підоболонки, яка добудовується. Такі дослідження дозволять суттєво доповнити картину взаємодії лазерного випромінювання з складними багатоелектронними атомами та вивчити вплив особливостей електронної будови атомів, зокрема наявності f-підоболонки.