Квантовые стандарты частоты и магнитометры

Научный руководитель — Ермак Сергей Викторович, кандидат физико-математических наук, доцент, докторант

Коллектив: 

Семёнов Владимир Васильевич, доктор физико-математических наук, профессор

Баранов Алексей, аспирант

Направления работы

  1. Исследование и создание квантовых стандартов частоты и атомных магнитометров космического базирования

DSC_0859

  • Исследование и оптимизация характеристик квантового стандарта частоты на рубидиевой (цезиевой) ячейке с лазерной накачкой (исследование и минимизация световых и ориентационных сдвигов частоты, исследование и улучшение долговременной стабильности, изготовление макетного образца);
  • Исследование возможности создания высокостабильных квантовых стандартов частоты с лазерной накачкой на ячейке с антирелаксационным покрытием стенок в парах Rb87 и Cs133 (исследование различных антирелаксационных покрытий, характеристик резонансных сигналов двойного радиооптического резонанса и когерентного пленения населённости, кратковременной и долговременной стабильностей частоты);
  • Исследование и создание миниатюрных квантовых стандартов частоты и магнитометров на интегральных рубидиевых и цезиевых ячейках с накачкой лазером с вертикальным резонатором для миниатюрных спутниковых систем (исследование характеристик ячеек, оптимизация технологии изготовления, исследование и оптимизация режимов накачки и индуцирования КПН-сигналов, оптимизация режимов работы лазера с вертикальным резонатором, изготовление макетного образца)
  1. Исследование и создание квантовых устройств для высокоточного оружия и беспилотных систем воздушного, наземного и подводного применения
  • Исследование возможности создания миниатюрной системы наведения, содержащей квантовый стандарт частоты, атомный магнитометр и ядерный гироскоп (исследование оптимальных методов индуцирования резонансных сигналов, доработка методов, оптимизация характеристик элементов физического блока и электронных узлов)
  • Исследование и оптимизация характеристик бортового атомного магнитометра с улучшенной долговременной стабильностью для поиска объектов различного происхождения (исследования, создание и оптимизация макетного образца, исследование долговременной стабильности характеристик).
  1. Исследование и создание квантовых устройств для биомедицинских применений

DSC_0892

  • Исследование и создание атомной магнитометрической системы с лазерной накачкой для исследования магнитных полей биообъектов (исследование и оптимизация характеристик накачки, режимов рабочих ячеек, методов индуцирования резонансных сигналов, создание макетного образца)
  • Исследование и создание устройств на эффекте ядерного магнитного резонанса для измерения расхода и состава конденсированных сред (разработка конструкции устройства по заданным требованиям под исследуемые вещества, создание макетного образца, исследование и оптимизация его характеристик)

Лабораторная база

Лаборатория оснащена прецизионными универсальными лазерными системами, универсальными лабораторными установками и измерительным оборудованием, что позволяет научной группе проводить широкий спектр научных исследований и разработок в области оптической спектроскопии, квантовых стандартов частоты, атомных магнитометров и ядерных гироскопов.

В лаборатории могут проводится исследования по проблематике квантовых стандартов частоты, атомных магнитометров и ядерных гироскопов с изготовлением макетных образцов.

Текущие НИОКР и проекты

  • Участие научной группы в проекте по созданию отечественных лазеров с вертикальным резонатором «Создание перспективной элементной базы» в рамках программы «5-100» совместно с ФТИ им.Иоффе и лабораторией микросистемной техники СПбГПУ.
  • Участие научной группы в инициативном проекте Российского института радионавигации и времени (концерн Алмаз-Антей) по созданию миниатюрного квантового стандарта частоты на эффекте когерентного пленения населённости в парах щелочных атомов, созданию интегральных парощелочных ячеек и лазеров с вертикальным резонатором.
  • Участие членов научной группы в подготовке и продвижении заявок на проекты, поданные в Фонд Перспективных Исследований совместно с РИРВ (Санкт-Петербург), Электроприбор (Санкт-Петербург), ФТИ им.Иоффе (Санкт-Петербург), ОНТИ (СПбГПУ) по созданию миниатюрного квантового стандарта частоты на эффекте когерентного пленения населённости и малогабаритного ядерного гироскопа.
  • Участие членов научной группы в подготовке и продвижении заявок на проекты, поданные в Министерство Обороны РФ совместно с Центром перспективных исследований СПбГПУ по созданию малогабаритного самогенерирующего квантового стандарта частоты.
  • Участие научной группы в подготовке заявки на участие в конкурсе, подаваемой в Минпромторг совместно с РИРВ.
  • Планируемое участие научной группы в проектах по оптимизации цезиевых пучковых стандартов в РИРВ.
  • Участие членов группы в конкурсе на получение грантов правительства Санкт-Петербурга в 2014, 2013, 2011гг. (лауреаты 2013 и 2011гг.).