Інститут фізичної оптики

1. Звіт про науково-технічну діяльність за 2013 рік Інститут фізичної оптики

2. Напрямки діяльності Інституту Інститут фізичної оптики МОНмолодьспорту України  заснований розпорядженням Кабінету Міністрів України від 7 липня 1992р. та відповідним Наказом Міністерства освіти України від  18 вересня 1992р. з метою: • проведення фундаментальних і прикладних досліджень у галузі фізичної оптики; • розвитку існуючих і формування нових наукових шкіл у галузі фізичної оптики; • закладання основ сучасного науково-місткого оптичного приладобудування; • підвищення фахового рівня наукових, інженерних, науково-педагогічних кадрів.  Основними пріоритетними напрямками наукової діяльності Інституту фізичної оптики МОНмолодьспорту України є: • 1.4.4.1. Нелінійна та сингулярна оптика, голографія. • 1.4.2.1. Процеси взаємодії електромагнітного випромінювання з конденсованим середовищем. • 3.6.1. Нові оптичні матеріали та оптоелектронні пристрої на їх основі.

3. Структура Інституту

4. Кількість виконаних робіт та обсяги їх фінансування У 2013 році наукові дослідження Інституту фізичної оптики проводились за такими основними проектами: У фундаментальних дослідженнях: • 1. Термодинаміка критичних явищ в околі спеціальних точок на фазових діаграмах фероїків (0111U001627). Обсяг фінансування 482,4 тис. грн. • 2. Ефекти параметричної, сингулярної оптики в градієнтних полях з врахуванням просторової дисперсії (0111U010235). Обсяг фінансування – 467,6 тис.грн. • 3. Поляриметрично-сингулярна томографія тензорних полів (0113U000467). Обсяг фінансування – 322 тис.грн. У прикладних дослідженнях та розробках: • 1. Розробка точкового джерела когерентного оптичного випромінювання на краплині забарвленого рідкого кристалу (0113U000468). Обсяг фінансування – 335,4 тис. грн. • 2. Твердотільні нейтронні детектори базовані на ізотопно збагачених монокристалах борату літію (проект НТЦУ 4947). Обсяг фінансування 22,4 тис.Євро (246 тис.грн.). У госпдоговірних роботах: • 1. Надання освітніх послуг. Обсяг фінансування 4,7 тис.грн. • 2. Реалізація журналу. Обсяг фінансування 13,7 тис.грн. • 3. Підготовка до публікації статей у журналі. Обсяг фінансування 12,8 тис.грн. • 4. Накладні видатки від проекту НТЦУ - 74,4 тис.грн.

5. Фінансування Інституту у 2013 році Сумарне надходження загального і спеціального фондів у 2013 році становило 1713 тис. грн, А з врахуванням коштів НТЦУ – 1959 тис.грн.

6. Структура надходжень до загального і спеціального фонду ДБ у 2013 році Загальний фонд ДБ Спеціальний фонд ДБ

7. Динаміка фінансування Інституту

8. Обсяги фінансування робіт за останні чотири роки

9. Кадровий склад Інституту Кадровий склад Інституту Основний склад і сумісники Віковий склад науковців інституту

10. Зміна чисельності співробітників Інституту

11. Спеціалізована Вчена Рада Інститутупо захисту дисертацій за спеціальністю 01.04.05-оптика, лазерна фізика, 01.04.07 – фізика твердого тіла (1994-2013рр.) При Інституті фізичної оптики діє спеціалізована вчена рада для захисту докторських дисертацій за спеціальностями 01.04.05 “Оптика, лазерна фізика” і 01.04.07 „Фізика твердого тіла”, на якій у 2013 р. було захищено одну кандидатську та одну докторську дисертацію (докторська дисертація захищена співробітником Інституту). В Інституті зареєстрована аспірантура і докторантура за цими спеціальностями.

12. Підготовка кадрів За період роботи Радою було присуджено ступінь доктора фіз.-мат. наук 15-ти здобувачам іступінь кандидата фіз.-мат. наук 33-ом здобувачам.

13. Ukrainian Journal of Physical Optics • Журнал видається з 2000р. • Журнал входить у бази даних реферативних агентств – Thomson-Reuters ISI, SCOPUS, INSPEC, Chemical Abstracts, DOAJ,ВИНИТИта ін. • Імпакт-фактор журналу за 2012 рік, який становить 0.704 • Витрати на видання і редагування журналу компенсуються за рахунок передплати і плати за опублікування статей закордонними і вітчизняними авторами

14. Публікація наукових статей співробітниками Інституту У 2013р. опубліковано 30 наукових статей у журналах з визначеним імпакт-фактором

15. Наукові статті опубліковані співробітниками Інституту в 2013р. • Physical Review A. - 1 стаття • PhysicaB: CondensedMatter - 1 стаття • Journal of Luminescence - 1 стаття • Functional Materials - 1 стаття • Applied Physics Letters - 1 стаття • Radiation Measurements - 1 стаття • Nucleonika - 1 стаття • Physica Status Solidi B - 1 стаття • Philosophical Magazine - 1 стаття • Journal of Optical Society of America A - 2 статті • Journal of Optics - 1 стаття • AppliedOptics - 1 стаття • Phase Transitions - 1 стаття • Optical Materials - 1 стаття • Soft Matter - 1 стаття • Journal of Non-Crystalline Solids - 1 стаття • Journal of Colloid and Interface Science- 1 стаття • Applied Surface Science – 2 статті • Ukrainian Journal of Physical Optics – 11 статей

16. Результати наукових досліджень доповідались штатними співробітниками Інституту (з безпосередньою участю) на 14-ти міжнародних наукових конференціях (опубліковано 25 тез доповідей) • Fundamental Physics of Ferroelectrics and Related Materials 2013, Ames, Iowa, USA, January 27-30, 2013. • XIV International Conference on Physics and Technology of Thin Films and Nanosystems 2013, Ivano-Frankivsk, Polianytsia, Ukraine, May 20-25, 2013. • Materials of international scientific and technical conference. Laser Technologies. Lasers and Their Application. June 25-27, 2013. Truskavets, Ukraine. • The Fourth International Workshop on Advanced Spectroscopy and Optical Materials. July 14-19, 2013. Gdansk, Poland. • V–а Науково-практична конференція “Електроніка та інформаційні технології” (ЕлІТ-2013). – Львів – Чанадієво, 29 серпня – 1 вересня 2013. • Міжнародна конференція студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики ЕВРИКА-2013, Львів, Україна. 15-17 травня 2013 р. • The 11th International Conference on Correlation Optics, Chernivtsi, Ukraine, September 18-21, 2013. • 4-th Seminar “Properties of ferroelectric and superionic systems” Uzhgorod, Ukraine, 28 September 2013. • CAOL 2013. September 9-13, 2013, Sudak, Crimea, Ukraine. • Різдвяні дискусії 2013. Кафедра теоретичної фізики ЛНУ ім. Івана Франка. Львів, Україна. 3-4 січня 2013 р. • Шістнадцята щорічна відкрита науково-технічна конференція інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки з проблем електроніки та інфокомунікаційних систем. 2 – 4 квітня 2013 р. Львів, Україна. • JOINT CONFERENCES ON ADVANCED MATERIALS. – The 10th Conference on Functional and Nanostructured Materials FNMA’13. The 12th Conference on Intermolecular and Magnetic Interactions in Matter IMIM’13. – 8-12 September 2013. – Poros Island, Greece. • 6th Workshop on Current Problems in Physics: Zielona Góra – Lviv (WCPP'13). Zielona Góra, Poland. – 23-25 September 2013. • International Conference Functional Materials 2013 ICFM’2013. Ukraine, Crimea, Parthenit, Yalta, Haspra. September 29 – October 5, 2013.

17. Динаміка імпакт-фактору публікацій Інституту

18. Кількість цитувань у виданнях, що входять до наукометричних баз даних

19. Ідекс Хірша Інституту

20. Сумарні фінансові затрати, які приводять до опублікування однієї статті в журналах з імпакт-фактором Середні затрати на 1 статтю становлять – 10,7 тис. дол. США

21. Найвагоміші результатифундаментальних досліджень та прикладних досліджень і розробок Вперше показано принципову можливість формування вихрових оптичних пучків, у тому числі високої потужності, монокристалами та керування їх параметрами на основі ефектів параметричної кристалооптики. Виявлення та опис даного явища надасть можливість контрольованого керування оптичними вихровими пучками при захопленні та транспортуванні частинок, зокрема при розробці оптичних пінцетів з керованими параметрами, матиме застосування у оптичному кодуванні інформації і при розробці оптичних фокусуючи систем з роздільною здатністю, більшою від дифракційної межі. („Ефекти параметричної, сингулярної оптики в градієнтних полях з врахуванням просторової дисперсії” (0111U010235), керівник д.ф.-м.н., проф. Влох Р.О.).

22. Найвагоміші результати фундаментальних досліджень та прикладних досліджень і розробок На основі комплексних досліджень фазової діаграми твердих розчинів Sn2P2(SexS1–x)6 термомеханічними, оптичними і акустичними методами вперше показано, що в сегнетоелектричних твердотільних матеріалах неможлива реалізація однієї з трьох спеціальних точок Ландау, а саме точки Ліфшиця.

23. Найважливіші наукові результати отримані в результаті виконання перехідних науково-дослідних робіт Проект: Термодинаміка критичних явищ в околі спеціальних точок на фазових діаграмах фероїків (0111U010236). Керівник – д.ф.-м.н., с.н.с. Бурак Я.В., Термін виконання 01.01.2012-31.12.2014. Обсяг фінансування 1365,77 тис. грн., зокрема у 2013р. - 482,4 тис. грн. • На основі дослідження акустичних властивостей твердих розчинів кристалів Sn2P2(SexS1–x)6 під дієюгідростатичного тиску отримано (P, T, x) - фазову діаграму цих твердих розчинів. Показано, що на (P, T, x) - фазовій діаграмі кристалів Sn2P2(SexS1–x)6 існують два типи спеціальних ліній – лінія потрійних точок і лінія трикритичних точок, які могли б перетнутись у точці Ліфшиця в області відємних тисків. Таким чином встановлено, що в цих твердих розчинах спеціальна точка Ліфшиця не може реалізуватись. • Розроблена методика вирощування, синтезовані, і вирощені монокристали твердих розчинів лангбейнітів K2xRb2(1-x)Cd2(SO4)3 із значеннями х=1,0; 0,8; 0,9; 0,4; 0,3; 0,2; 0,1 і 0,05. За результатами досліджень оптичного двопроменезаломлення і доменної структури встановлено, що температурні області існування моноклінної і триклинної фаз в твердих розчинах лангбейнітів K2xRb2(1-x)Cd2(SO4)3 звужуються із зростанням концентрації калію і прямують до нуля при його концентрації меншій ніж 0,1. Отримана х,Т-фазова діаграма цих твердиз розчинів, яка містить потріну точку в області концентрацій калію Результати виконання проекту використані при підготовці фахівців вищої кваліфікації. Зокрема, за результатами досліджень захищено докторську дисертацію Мись.О.Г. „Критичність поведінки оптико-фізичних властивостей сегнетоелектриків Sn2P2S6 і Sn2P2(Se0,28S0,72)6 (p,T,x – фазова діаграма твердих розчинів Sn2P2(SexS1–x)6)” (диплом ДД№002158 виданий Міністерством освіти і науки України на підставі рішення Атестаційної колегії від 31 травня 2013р.).

24. Найважливіші наукові результати отримані в результаті виконання перехідних науково-дослідних робіт Проект: „Ефекти параметричної, сингулярної оптики в градієнтних полях з врахуванням просторової дисперсії” (0111U010235). Керівник – д.ф.-м.н., проф. Влох Р.О. Термін виконання 01.01.2012-31.12.2014. Обсяг фінансування 1729,76 тис. грн., зокрема у 2013 р. – 467,5 тис.грн. • Вперше експериментально виявлено та описано сингулярності оптичного поля при механічному крученні кристалів та в неоднорідному електричному полі. Зокрема, виявлено виникнення оптичного вихору одиничного заряду в кристалах ніобату літію та германату свинцю при крученні кристалів навколо їхніх оптичних осей та поширенні циркулярно поляризованих світлових пучків в цих же напрямках; експериментально виявлено виникнення оптичного вихору одиничного заряду, індукованого електричним полем конічної конфігурації в кристалах ніобату літію, коли електричне поле прикладалось в напрямку оптичної осі і циркулярно поляризований світловий пучок поширювався в цьому ж напрямку, та в кристалах германату вісмуту, при прикладенні неоднорідного електричного поля і поширенні циркулярно поляризованого пучка в напрямку <111>. • Експериментально доведено існування градієнтного п’єзогіраційного ефекту в кристалах, індукованого неоднорідними механічними напруженнями, а саме, торсійними напруженнями. Виявлено, що торсійні механічні напруження індукують оптичну активність в центросиметричних кристалах NaBi(MoO4)2 та показано, що індукована оптична активність пропорційна градієнту напружень і не залежить від координат X і Y, які перпендикулярні до осі кручення (тобто координати Z). На основі експериментальних досліджень визначено торсійно-гіраційний коефіцієнт для кристалів NaBi(MoO4)2. Виявлений ефект описаний на основі нелокальної лінійної теорії пружності.

25. Найважливіші наукові результати отримані в результаті виконання перехідних науково-дослідних робіт • Проект: Поляриметрично-сингулярна томографія тензорних полів (0113U000467). Керівник – д.ф.-м.н., проф. Влох Р.О., Термін виконання 01.01.2013-31.12.2015. Обсяг фінансування 1748,76 тис. грн., зокрема у 2013 р. - 554,72 тис. грн.. • Показано, що гвинтові дислокації кристалічної структури призводять до виникнення поляризаційних сингулярностей і чистої гвинтової дислокації хвильового фронту в кристалах, які належать до тригональної і кубічної кристалографічних сингоній. В першому випадку вектор Бюргерса має бути паралельним до осі [001], а в другому – до напрямків <111>. Якщо помістити кристалічний зразок між схрещеними циркулярними поляризаторами, то поляризаційні сингулярності призведуть до появи канонічного оптичного вихора із зарядом ±1. Гвинтова дислокація в кубічних кристалах точкової групи симетрії m3m з вектором Бюргерса, паралельним до напрямків <111>, не повинна призводити до появи поляризаційних сингулярностей у вихідному промені. Виявлено, що у промені, який проходить крізь крайову дислокацію кристалічної структури з вектором Бюргерса, перпендикулярним до осей третього порядку в кубічних і тригональних кристалах, з’являється змішана поляризаційна сингулярність. В цьому випадку у хвильовому фронті сформується змішана гвинтово-крайова дислокація. У всіх розглянутих випадках, при проходженні світла крізь крайову дислокацію в кристалі, розташованому між схрещеними циркулярними поляризаторами, утворюватиметься неканонічний вихор з одиничним зарядом. Поляризаційні сингулярності, спричинені крайовими дислокаціями кристалічної структури, виникають в кристалах всіх точкових груп симетрії. • Результати виконання проекту використані при підготовці фахівців вищої кваліфікації. Зокрема, за результатами досліджень підготовлено до захисту дисертаційну роботу на здобуття науковго ступеня кандидата фіз.-мат. наук Саварин В.І

26. Найважливіші результати прикладнихперехідних науково-дослідних робіт Пріоритетний напрям „Інформаційні та комунікаційні технології”, пріоритетний тематичний напрям „Нові апаратні рішення для перспективних засобів обчислювальної техніки, інформаційних та комунікаційних технологій” • Проект: „Розробка точкового джерела когерентного оптичного випромінювання на краплині забарвленого рідкого кристалу” (0113U000468). Керівник – д.ф.-м.н., ст. н. сп. Настишин Ю.А. Термін виконання 01.01.2013-31.12.2014. Обсяг фінансування у 2013 р. – 335,4 тис.грн. • З метою реалізації лазерної генерації в краплинах холестерика з тангенціальними граничними умовами розроблено технологію отримання дисперсій краплин холестерика з тангенційними граничними умовами. Досліджені рідкокристалічні матеріали, зокрема ліотропні хромонічні рідкі кристали (ЛХРК), як робочі середовища для реалізації лазерної генерації. Отримано лазерну генерацію та досліджено лазерні моди в легованих флуоресцентним барвником краплинах холестерика, диспергованих в ізотропній рідині. Виявлено, що в залежності від кроку закрутки, тобто від спектрального положення PhBG смуги в краплинах холестерика може реалізуватися одна мода “шепітної галереї”, або дві лазерні моди: мода “шепітної галереї” та PhBG мода. PhBG мода лазерна мода реалізується лише у випадку, коли PhBG смуга перекривається із смугою флуоресцентної емісії барвника, в той час, як мода “шепітної галереї” з’являється у вільно диспергованих краплинах незалежно від кроку холестерика. Проведено оцінку енергетичних порогів цих мод.

27. Найважливіші результати отримані в результаті виконання перехідних науково-дослідних робіт Пріоритетний напрям „Нові речовини і матеріали”, пріоритетний тематичний напрям „Цільові дослідження щодо отримання нових матеріалів, їх з'єднання і оброблення” Проект НТЦУ № 4947: „Твердотільні нейтронні детектори базовані на ізотопно-збагачених монокристалах борату літію”. Термін виконання 2011-2013рр. Обсяг фінансування 124,2 тис. Євро зокрема на 2012 рік: 22,4 тис.Євро (246 тис.грн.). Керівник д.ф.-м.н, с.н.с. Адамів В.Т. • Розроблено методики отримання монокристалів, приготування скла і напилення тонких плівок тетраборату літію Li210B4O7 збагаченого ізотопом 10В. Виготовлені макети твердотільних детекторів теплових нейтронів типу метал-діелектрик-метал на монокристалічних пластинах Li210B4O7 (100) та (001) орієнтації і товщиною 150 – 500 мкм з різними площами електродів (1–2 см2 і 2–4 мм2). Виготовлені тонкоплівкові макети детекторних твердотільних структур із застосуванням зустрічно-штирьових електродів, сформованих методом фотолітографії на кераміці з віддаллю між електродами 10 і 30 мкм, на які магнетронним методом були напилені тонкі плівки Li210B4O7. Досліджені електрофізичні параметри отриманих детекторних структур. Протестовані виготовлені макети твердотільних детекторів при їх бомбардуванні -частинками від 239Pu (E=5.15 МеВ) і 241Am (E=5.49 МеВ) джерел. Виявлені зміни у величині струму через детекторні структури з великою площею Pt електродів. Проведено тестування макету твердотільного нейтронного детектора, виготовленого на базі монокристалуLi2B4O7:Mn з тонкою плівкоюGd2O3, реакторними нейтронами, а саме – демонстрацію прямої реєстрації теплових нейтронів і встановлення спектрального розподілу, який відповідає моделюванню детектора за методом Монте-Карло. • Крім цього виконувались роботи пов’язані з виданням і реалізацією наукового журналу на суму 26,5тис.грн.

28. Відомості про науково-дослідну роботу молодих учених у 2013р. • 2-є молодих вчених продовжували отримувати стипендію Кабінету Міністрів України для молодих вчених. • 1-ин молодий вчений отримав премію Львівської облдержадміністрації та Львівської обласної ради для працівників наукових установ НАН України та вищих навчальних закладів ІІІ-ІV рівнів акредитації Львівської області у номінації - "Талановитим молодим вченим і спеціалістам віком до 35 років за плідну творчу працю, кращі наукові роботи і винаходи". • 1-ин молодий вчений (C.н.с. Мись О.Г.) у 2013 році захистив докторську дисертацію „Акустичні і оптичні властивості власних сегнетоелектриків Sn2P2S6 і Sn2P2(Se0,28S0,72)6 в околі трикритичної точки” (диплом ДК№002158 виданий Міністерством освіти і науки, молоді та спорту України на підставі рішення Атестаційної колегії від 31.05.2013). • Над завершенням докторської дисертаційної роботи працює 1-ин молодий вчений, а над кандидатськими 2-є молодих вчених. • Результати наукових досліджень молодих вчених Інституту фізичної оптики опубліковані в 12 наукових статтях у виданнях з встановленим імпакт-фактором

29. Інформація про наукову та науково-технічну діяльність, що здійснювалась спільно з науковими установами Національної академії наук України та галузевих академій наук України.

30. Відомості про найбільш ефективні наукові підрозділи, їх напрями діяльності, роботу з замовниками • У 2013 р. відділ оптичного матеріалознавства Інституту завершив виконання проекту НТЦУ №4947: „Твердотільні нейтронні детектори базовані на ізотопно-збагачених монокристалах борату літію” на суму 22,4 тис.Євро. У відділі діє центр колективного користування обладнанням „ЕПР спектрометр”. • У 2013 р. у відділіпараметричної оптики на основі центру колективного користування обладнанням „Еліпсометр” виконувалась робота над завершенням докторської дисертації.

31. Інформація щодо комерціалізації прикладних науково-технічних розробок • Інститутом фізичної оптики, який є зареєстрованим, як видавництво, видається науковий журнал „Ukrainian Journal of Physical Optics”. Видання журналу відноситься до прикладних розробок Інституту. У 2011 році журнал набув статусу видання з офіційно визначеним імпакт-фактором за 2012 рік, який становить0,704. Таке значення імпакт-фактору є притаманним колишнім кращим радянським журналам, які у даний час видаються видавництвом Springer. Слід зауважити, що імпакт-фактор, зокрема, є показником ринкової потенціалу видання щодо його збуту та вартості. Журнал „Ukrainian Journal of Physical Optics” передплачується через агентства ДП „Преса”, ТзОВ „Ідея” та “Chemical Abstracts”. • Інститут здатний реалізовувати продукцію, яка стосується обладнання та установок для наукових досліджень, які виготовлятимуться під замовлення. До неї відносяться, зокрема „Поляриметр зображення для контролю якості оптичних елементів”, „Прецизійний ємнісний дилатометр”. Крім цього в Інституті вирощуються монокристали для використання у якості робочих елементів оптоелектронних приладів, які також можуть бути предметом реалізації.

32. Заходи, здійснені спільно з облдержадміністрацією Щорічно, молоді вчені Інституту отримують премію Львівської облдержадміністрації та Львівської обласної ради для працівників наукових установ НАН України та вищих навчальних закладів ІІІ-ІV рівнів акредитації Львівської області у номінації – “Талановитим молодим вченим і спеціалістам віком до 35 років за плідну творчу працю, кращі наукові роботи і винаходи”

33. Відомості про науково-технічне співробітництво із закордонними організаціямив 2013р. До складу редколегії “Ukrainian Journal of Physical Optics” входять відомі в світі вчені із 12 країн. Вчені інституту проходили стажування у передових міжнародних наукових центрах. Результатом міжнародного співробітництва стало те, що в 2013 році відбулось 3 виїзди наукових працівників за межі України, у тому числі з метою проведення наукових досліджень - 2, участі в міжнародних конференціях – 1. Інститутом укладені угоди про науково-технічне співробітництво з Кентським державним університетом (США), Зеленогурським університетом (Республіка Польща). За співпрацею з Технічним університетом Дармштадту (Німеччина) і Центром дослідження матеріалів та наноструктур штату Небраска (США) виконувався проект НТЦУ.

34. Відомості щодо поліпшення рівня інформаційного забезпечення наукової діяльності Співробітники Інституту мають доступ до інформаційних баз даних SCOPUS, OSA та Crossref. Крім цього Інститут є співучасником програми „Уран”, однак більшість статей, опублікованих в закордонних періодичних виданнях отримуються через співробітників Інституту, які приймають участь у рецензуванні статей у іноземних журналах.

35. Дякую за увагу !