Відділ оптичних носіїв інформації

В тому числі: Ужгородська лабораторія матеріалів оптоелектроніки та фотоніки.

‍

‍Завідувач відділу:
Крючин Андрій Андрійович, Лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки, член-кореспондент НАН України, доктор технічних наук, професор

‍

‍

Наукові напрями досліджень відділу

• Фізичні основи, принципи, методи та системи реєстрації і перетворення інформації, створення технології довгострокового зберігання цифрової інформації.
• Створення систем відтворення інформації з раритетних носіїв.
• Розробка методів створення системи комп’ютерних мереж банків даних, баз даних та баз знань.

‍

Основні наукові задачі

• Проведення фундаментальних досліджень з створення перспективних інформаційних та вимірювальних систем:
  • дослідження та розроблення технологій створення перспективних технічних засобів інформаційних систем ( лазерні проекційні системи, носії довготермінового зберігання інформації, спеціальні датчики);
  • дослідження та розроблення перспективних методів вимірювань нанопереміщень з використанням лазерних інтерферометрів;
  • дослідження та розроблення методів створення метаматеріалів для систем трнсформації оптичних зображень та наноструктурованих і аморфних матеріалів для датчиків різного призначення;
  • дослідження та розроблення перспективних типів наноматеріалів для інформаційних і вимірювальних систем;
  • дослідження технологій формування плазмонних структур на основі металічних наночастинок з різним ступенем упорядкування;
  • дослідження новітніх механізмів оптичного запису дифракційних елементів без хімічної обробки на одно- та багатошарових структур з аморфних халькогенідних склоподібних напівпровідників, як чистих, так і з включеннями металів та інших матеріалів у наноструктурованому стані.
  • розроблення методів проведення наукометричних досліджень з використанням реферативних баз даних.

• Проведення прикладних досліджень та розробок новітніх вимірювальних систем та елементів оптоелектронних пристроїв :
  • розроблення новітніх лазерних геофізичних приладів (сейсмометрів, нахиломірів, відносних гравіметрів) для проведення мікросейсмічних досліджень.
  • розроблення методів створення елементів оптоелектроніки, фотоніки і наноплазмоніки, призначених для роботи в інфрачервоному діапазоні (дифракційні гратки, оптичні покриття, сенсори для потреб медицини, біології, контролю оточуючого середовища ) на основі аморфних халькогенідів та наноструктурованих матеріалів.

‍

Основні наукові досягнення

• Розроблені методи виготовлення оптичних носіїв для довготермінового зберігання даних з використанням підкладок з високостабільних матеріалів.
• Розроблені високоефективні п'єзоелектричні системи автоматичного фокусування лазерного випромінювання на оптичні носії.
• Розроблені методи формування мікрорельєфних структур на поверхні сапфірових підкладок.
• Розроблена технологія виготовлення нікелевих штампів для тиражування дифракційних оптичних елементів та світлоповертальних елементів.
• Розроблені методи зменшення спеклових шумів при формувані зображень когерентним освітленням у лазерних проекторах , у системах ультразвукової діагностики , лідарних і радарних системах.
• Проведено теоретичні і експериментальні дослідження методу зменшення рівня спеклових шумів при застосуванні неперервного зміщення дифракційного оптичного елемента створеного на основі M-послідовності з довжиною коду N = 15 і при стрибкоподібному зміщенні на одну елементарну одиницю структури. Розроблена загальна теорія зменшення рівня спеклових шумів дифракційними оптичними елементами з допомогою рухомого дифракційного оптичного елементу (ДОЕ), який дозволяє ефективно зменшувати спеклові шуми у всьому оптичному діапазоні.
• Розроблено метод зменшення спеклових шумів з використанням ДОЕ на гнучкій прозорій стрічці згорнутої у вигляді петлі, що дозволило створити ефективний метод зменшення спеклових шумів.
• Розроблено, виготовлено і впроваджено в експлуатацію двохкоординатну прецизійну широкосмугову геофізичну метрологічну віброплатформу із вимірювальною системою на основі методів лазерної цифрової інтерферометрії і приводом рухомої частини на основі керованих силових п'єзоактюаторів. У якості вимірювальної системи по вертикальній і горизонтальній осям використано створений в Інституті цифровий інтерферометр на основі напівпровідникового лазера. (спільно з відділом 101).
• Проведено теоретичний аналіз роботи оптичного плазмонного наносмужкового зонду; визначено характеристики ультракоротких імпульсів при проходженні крізь наносмужковий зонд, що показали доцільність його використання для цілей ультра швидкісної нанофотоніки. Показана можливість застосування наносмужкового зонду для проведення спектроскопії нанооб’єктів в реальному часі.
• Побудовані математичні моделі близькопольових оптичних фокусуючих систем з високим оптичним пропусканням. Розроблені методи виготовлення близькопольового наносмужкового зонду. Показана можливість виготовлення ближньопольових зондів методами нанолітографії.

‍

‍

• З використанням методів кореляційного аналізу розроблено теоретичні основи локації та ідентифікації важких рухомих об'єктів, важкої військової техніки, потягів, руйнівних процесів у спорудах і техногенних подій на основі сейсмології і цифрової лазерної інтерферометрії. (спільно з відділом 101).
• Розроблені комбіновані геофізичні прилади на основі цифрової лазерної інтерферометрії. Розроблені прецизійні вертикальні і горизонтальні сейсмометри подвійного використання (вертикальний сейсмометр – дельта-гравіметр, горизонтальний сейсмометр-нахиломір). Створені лазерні сейсмометри були використані для аналізу стану аварійно- небезпечних об’єктів у місті Києві (спільно з відділом 101).
• Розроблено систему контролю якості дифузорів для трансформації оптичних зображень, у тому числі систему контролю індикатриси гомогенізованого пучка. Розроблено алгоритм та програму для верстата з числовим програмним керуванням по виготовленню матриць оптичних дифузорів-гомогенізаторів. (спільно з відділом 101).
• Розроблена технологія формування масивів металічних наночастинок.
• Створено вебсайт www.audio.ipri.kiev.ua , на якому розміщено інформацію та аудіозаписи з 10 компакт-дисків «Historical Collection of Jewish Musical Folklore 1912-1947». Завдяки створеному вебресурсу стало можливим донесення музичної культурної спадщини до широкого кола як науковців, так і шанувальників народного мистецтва у всьому світі. Поєднання цифрових аудіофайлів із відповідними текстовими файлами сприятиме подальшому дослідженню та поширенню цих унікальних матеріалів. (спільно з відділом 101).
• Досліджені процеси і розроблені методи формування поверхневих рельєфних структур в аморфних плівках ХСН методом фотоіндукованого мас-транспорту. Встановлено, що як напрямок, так і величина мас-транспорту в аморфних плівках систем германій-селен, миш’як-сірка і миш’як-селен залежать від хімічного складу плівок і схеми запису. Розроблений метод прямого оптичного запису поверхневого рельєфу на халькогенідних аморфних плівках для виготовлення елементів різного функціонального призначення – мікролінз, мікро- та нанограток. Запропонований новий підхід до теоретичного опису моделі фотоіндукованого мас-транспорту в плівках ХСН на основі анізотропної фотодифузії носіїв заряду, генерованих поглинаючим світлом .( дослідження виконані в Ужгородської лабораторії матеріалів оптоелектроніки та фотоніки)
• Розроблені методи та технологічні умови формування масивів наночастинок (НЧ) благородних металів(Au, Ag) різної геометрії та ступеню упорядкування, визначені умови і способи збудження поверхневого плазмонного резонансу в них. Розроблена технологія та методика картографування поля поверхневих плазмонів. ( дослідження виконані в Ужгородської лабораторії матеріалів оптоелектроніки та фотоніки)
• Розроблені та виготовлені фото чутливі структури на основі масивів НЧ благородних металів та плівок ХСН, досліджені процеси взаємодії поверхневих плазмонів НЧ з аморфною матрицею ХСН. Встановлено, що в умовах перекриття спектру поверхневого плазмонного резонансу наночастинок золота і срібла та смуги фундаментального поглинання аморфного халькогеніду швидкість фотоіндукованого мас-транспорту речовини плівки суттєво зростає (у 2-3 рази). ( дослідження виконані в Ужгородської лабораторії матеріалів оптоелектроніки та фотоніки)
• Проведені дослідження аморфних плівок халькогенідів сурми і германію, в яких відбуваються фазові перетворення «аморфна фаза↔кристалічна фаза». Одержані матеріали можуть бути використані для створення активних елементів систем енергонезалежної фазової пам’яті та порогових датчиків температури. Визначені технологічні режими синтезу халькогенідних стекол і напилення плівок та режими їх відпалу і лазерної засвітки, в результаті яких одержані нано- і мікроструктуровані композитні матеріали з контрольованими характеристиками на основі одно-(SbS(Se)I), дво-(TlInS(Se)₂) та тривимірних (Sn₂P₂S₆) сегнетоелектриків. Одержані результати можуть бути використані при створенні сегнетоситалів. сегнетоелектричних елементів пам’яті і датчиків різного призначення. ( дослідження виконані в Ужгородської лабораторії матеріалів оптоелектроніки та фотоніки)
• Створена система реферування наукових періодичних видань України, організовано формування бази даних рефератів наукових періодичних видань України та видання паперової і комп'ютерної версії Українського реферативного журналу Джерело (спільно з Національною бібліотекою України ім. В.І.Вернадського).

‍

‍

• Запропоновано алгоритм пошуку перспективних наукових напрямів з використанням реферативної бази даних “Україника наукова” на основі використання мереж співавторів та термінів. Використання алгоритму дозволить корегувати напрями досліджень в Україні для розвитку міжнародної співпраці, збільшення використання публікацій та підвищення авторитету вітчизняних наукових досліджень. (спільно з відділом 104)