«Микроволновая электроника»

Студенты и аспиранты, специализируясь в этом направлении, получают углубленные знания в перспективных областях микроволновой электроники в области частот практически всего спектра электромагнитных волн. Особое внимание уделяется преподаванию основ компьютерной техники и программирования. Все это делает выпускников данной специальности чрезвычайно конкурентоспособными в современных сложных условиях рынка труда. Студенты получают хорошую подготовку в области фундаментальных наук: высшей и прикладной математики, общей физики, вычислительных методов, электродинамики, теории колебаний и волн. Изучают основы современных телекоммуникационных спутниковых систем и радиолокации, исследуют физические процессы взаимодействие «активной» среды в мазерах и лазерах на свободных электронах и других микроволновых приборах и устройствах. Значительное внимание уделяется вопросам применения микроволновых сигналов в бытовой технике, в медицине для создания диагностических и терапевтических комплексов.
Профессорско-преподавательский состав, работающий в области этого направления, обладает высоким научным и педагогическим уровнем. Они щедро делятся со студентами своими научными достижениями, имеющими мировой уровень. Это касается научных работ в области трехмерных микроволновых схем, в новой схемотехнике сверхбыстрой обработки сигналов для перспективных суперкомпьютеров, в компьютерном моделировании процессов взаимодействия мазеров и лазеров на свободных электронах. Полученные студентами знания и квалификация позволяют им работать в области современных телекоммуникаций, в компьютерной инженерии, в программировании, в медицинском приборостроении и других отраслях, испытывающих и сегодня, и в будущем острый спрос на специалистов данного направления.

На кафедре Лазерных и микроволновых информационных систем также проводятся интенсивные научные исследования в области новейших электронных и оптических информационных систем. Наибольшие результаты достигнуты в разработке объемных микроволновых интегральных схем, применяющихся в аэрокосмической технике гражданского и военного назначения, и представляющих компактные трехмерные устройства минимальных размеров с расширенными функциональными возможностями, в том числе и в плане оптико-микроволновой обработки сигналов. Новой и успешно развивающейся тематикой на кафедре является сверхбыстрая обработка электромагнитных сигналов для перспективной компьютерной техники. Разработаны и теоретически исследованы субпикосекундные переключающие устройства, позволяющие обрабатывать сигналы с субпикосекундными временными задержками. Работы ученых кафедры в этом направлении были отмечены премиями Правительства Российской Федерации и Ленинского Комсомола.
Другим важным направлением является исследование физических, технических и технологических принципов построения интегральных схем (ИС) миллиметрового диапазона длин волн, включая монолитные ИС. Разработан набор базовых и функциональных элементов для ИС на основе диэлектрических и металлодиэлектрических волноведущих структур, модели для их расчета.
На кафедре успешно развивается новое научное направление, связанное с численным моделированием и исследованием импульсных нестационарных процессов в микроволновых электронных приборах и устройствах. Разработаны линейная и нелинейная нестационарная теории взаимодействия электромагнитного излучения с активными средами в резонансных замедляющих структурах и информационных системах. Развитые математические модели и методы, алгоритмы и программы расчёта применимы для решения совместных задач импульсной радиотехники и нелинейной релятивистской электроники больших и сверхбольших мощностей. Исследование импульсной генерации и импульсных процессов в мощных микроволновых приборах и устройствах (включая мазеры и лазеры на свободных электронах), позволило разработать сверхширокополосные радиолокационные и информационные системы нового поколения.
Еще одно важное направление работы кафедры связано с разработкой и исследованиями физических процессов и устройств на замедленных электромагнитных волнах. На основании анализа физических свойств, разработанных методов расчета и компьютерного моделирования предложен и внедрен ряд измерительно-информационных устройств СВЧ, электродинамических замедляющих структур электровакуумных СВЧ приборов, пассивных элементов твердотельной электроники.

«Лазерные информационные системы»
 

Выпускники кафедры по этому направлению способны решать широкий спектр задач, связанных с разработкой новых типов лазеров, лазерных систем и комплексов, находящих свое применение во всех областях человеческой деятельности. В настоящее время лазерные информационные системы (ЛИС) широко применяют в авиационно-космической технике, системах управления, навигационных стабилизирующих системах, в современных компьютерах (запоминающих устройствах, принтерах и т.д.), в медицинских и экологических системах, в строительстве (системы позиционирования), в системах связи (оптиковолоконные линии связи, беспроводные линии связи и т.д.), а также в других областях науки и техники. Подготовку студентов по специализации ЛИС проводит сложившийся коллектив опытных преподавателей и специалистов Гос. предприятия ФТУП НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха, которые ведут спецкурсы по оптике, физике и технике лазеров, лазерной технологии, математическом моделировании лазеров, лазерным информационным системам, их проектированию, автоматизированным методам их испытаний и лазерному мониторингу в экологии. Во время обучения, а также при работе над дипломным проектом студенты специализируются в направлении разработок твердотельных лазеров и их применениях в спектроскопии, дальнометрии, лазерной медицине, участвуют в работах по исследованию и разработке полупроводниковых лазеров и их применений для линий оптической связи, систем накачки твердотельных лазеров, всевозможных технологических и метрологических установках и устройств, а также лазерной гироскопии. Находясь непосредственно в лабораториях НИИ «Полюс», студенты получают навыки высоких технологий, знания в области электроники и прецизионной метрологии. НИИ «Полюс» является прекрасной экспериментальной базой не только для проведения учебного процесса при подготовке студентов, но и обеспечивает им широкие возможности для научной деятельности как в процессе обучения, так и после окончания МИЭМ. Это предопределяется тем, что НИИ «Полюс» является ведущим научным центром России в области лазерной и квантовой электроники, имеющим комплексную производственно-технологическую и научно-экспериментальную базу. В НИИ «Полюс» работает 5 академиков, 17 докторов наук (в том числе 6 профессоров), более 100 кандидатов наук.
Высокая квалификация научных кадров, современный уровень экспериментальной базы и конкурентоспособность продукции НИИ «Полюс» способствует активному научно-техническому и коммерческому сотрудничеству с фирмами США, Германии, Франции, Южной Кореи, Китая, Японии и других стран. В этой связи обеспечивается участие студентов в проведении работ, находящихся на современном международном уровне. Успешному процессу обучения студентов и их научному росту в немалой степени способствует тот факт, что за более чем 10-летнее существование филиала кафедры ЛМИС в НИИ «Полюс» вырос контингент его специалистов, бывших студентов кафедры, что создает уникальную «домашнюю» атмосферу для научного роста молодых специалистов и их взаимному обогащению. Конкретная специализация студентов проходит по следующим основным направлениям:

• системы и приборы с использованием полупроводниковых лазеров;
• системы и приборы с использованием твердотельных лазеров, в том числе с полупроводниковой накачкой;
• лазерная дальнометрия;
• лазерная гироскопия;
• лазерная медицинская техника;

По направлению полупроводниковой лазерной техники студенты проходят практику и выполняют курсовые и дипломные проекты по проектированию ВОЛС для городских и магистральных коммуникаций и организации компьютерных сетей, по разработке МОЗУ, компакт-дисков принтеров и сканеров, открытой атмосферной линии связи, участвуют в процессе проектирования лазерного медицинского терапевтического оборудования, а также систем накачки для твердотельных лазеров с различными уровнями мощности (на уровне десятка ватт). По направлению твердотельных лазеров на основе АИГ: Nd, AuNd и ГСГГ: Gr, Nd в диапазоне от 0,26 до 1,3 мкм с мощностью излучения в непрерывном режиме до 1 Вт и энергии в импульсе до 10 Дж в ИК-диапазоне. Студенты специализируются как по разработке лазеров, так и приборов и систем в интересах экологии, дальнометрии, топографии и геодезии. Студенты участвуют в разработке скоростемеров, высотомеров, локаторов. Все работы находятся на мировом уровне. Так, например, по дальнометрии измеряются расстояния ~ 20 км с точностью на уровне единиц сантиметров. По направлению лазерной гироскопии конкретная специализация студентов проходит как при разработке систем навигации БИНС, так и систем стабилизации, в том числе и при проектировании трехосных и одноосных лазерных гироскопов. При этом студенты специализируются при разработке двух достаточно самостоятельных типов систем и приборов: малогабаритных средней точности (0,1-1,0 ^о/час) и высокоточных систем, а также систем стабилизации с точностью измерения угловой скорости не хуже 10^{-4 о}/сек. Самостоятельное направление при разработке гироскопов представляет разработка прецизионных угломерных установок, систем позиционирования в пространстве, а также направление работ по разработке прецизионной метрологической аппаратуры для контроля систем, датчиков и их компонентов. По направлению лазерной медицинской техники специализация студентов проходит по разработке широкого спектра медицинских терапевтических и ветеринарных аппаратов с использованием полупроводниковых, твердотельных и гелий-неоновых лазеров. Наибольшее участие студенты принимают в разработке хирургических, офтальмологических, онкологических и диагностических установок. Широкий тематический спектр работ с участием студентов при их подготовке по специализации «Лазерные информационные системы» на филиале кафедры в НИИ «Полюс» обеспечивает выпуск специалистов по квантовой электронике на уровне мировых стандартов.

«Электронные медицинские приборы»
 

Направление обеспечивает подготовку высококвалифицированных специалистов по проектированию и эксплуатации современных приборов для диагностики и лечения в различных областях медицины: кардиологии, онкологии, радиологии, гинекологии и др. на основе новейших достижений науки и техники, в том числе в медицинской физике, радиоэлектронике (оптоэлектронике, акустоэлектронике), электронном приборостроении.
Помимо основных физико-технических и инженерных дисциплин студенты получают знания по основам биологии клетки, биофизики, анатомии, физиологии и иммунологии. Знакомятся с современными инструментальными методами медико-биологических исследований и принимают в них участие.
В рамках данного направления готовятся инженеры широкого профиля для научно-исследовательской работы в проектных организациях, промышленных и медицинских НИИ, а также сервис-инженеры для обслуживания оборудования и его эксплуатации совместно с медицинскими работниками в учреждениях здравоохранения.
В задачи последних входит организация работы и эффективное использование сложнейших медико-технических комплексов, таких как электронные и протонные ускорители, магниторезонансные и ультразвуковые томографы, спектральная и спектрофлуориметрическая аппаратура, лазерные диагностические, терапевтические приборы, высокочастотные и ультразвуковые гипертермические установки, комплексы для фотодинамической терапии. По направлению лазерной медицинской техники специализация студентов проходит по разработке спектра медицинских терапевтических и ветеринарных аппаратов с использованием полупроводниковых, твердотельных и газовых лазеров.
Успешной подготовке специалистов способствуют тесные контакты кафедры с крупными медицинскими научными центрами и клиниками Москвы, такими, как Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена, Российский онкологический научный центр РАМН, Московская медицинская академия и др., в которых студенты проходят производственную практику и по тематике которых выполняют дипломные работы и проекты.