Кафедра квантовой оптики

Кафедра квантовой оптики была основана в 1965 году и базируется в Институте автоматики и электрометрии СО РАН. В настоящее время заведующим кафедрой является академик РАН, д.ф.-м.н. Сергей Алексеевич Бабин. На кафедре работают 14 сотрудников: 2 академика РАН, 3 докторов наук и 8 кандидатов наук. Полное количество выпускников кафедры – более 300; среди них 11– доктора наук, и свыше 75 – кандидаты наук.

Направления подготовки:

03.03.02 Физика (уровень бакалавриата)

03.04.02 Физика (уровень магистратуры)

03.06.01 Физика и астрономия (уровень подготовки кадров высшей квалификации)

Специализации магистратуры: Физика оптических явлений 

Название кафедры отражает тот факт, что свет который нас окружает имеет не только волновые, но квантовые свойства. Понимание квантовой природы света позволило создать оптические квантовые генераторы, которые в современную жизнь вошли под названием ЛАЗЕРЫ. Степень использования лазеров и оптических технологий имеет непосредственное влияние на уровень развития современных государств.

Обучаясь на кафедре квантовой оптики студенты получают базовые знания по оптике, физике лазеров, лазерной спектроскопии, нелинейной фотонике, лазерным и волоконно-оптическим технологиям. Начиная с третьего курса появляется возможность получить практические навыки, проходя практику в одной из лабораторий Института автоматики и электрометрии, Института физики полупроводников, Института ядерной физики и НГУ.

Среди потенциальных направлений исследований, по которым студенты получают практические навыки, можно выделить следующие: волоконные лазеры и оптические сенсоры, дифракционная и интегральная оптика, терагерцовая фотоника, спектроскопический анализ веществ и биообъектов, применения лазера на свободных электронах и фемтосекундных лазеров, фотоника микро/нано- структур и метаматериалов. Характеризуя эти направления можно отметить, что волоконная оптика прочно вошла в современную жизнь благодаря развитию оптической связи и интернета, что привело также и к появлению высокоэффективных волоконных лазеров и различных датчиков. Волоконные датчики используются как для контроля деформации и температуры в критических точках различных объектов, так и для мониторинга состояния протяженных объектов, например, газо или нефтепроводов, а также состояния железнодорожного полотна. При этом для опроса волоконных датчиков используются как оптоволоконные устройства, так и компактные фотонные интегральные схемы (ФИС).  Дифракционная оптика находит различные применения: от искусственного хрусталика глаза до контроля качества больших зеркал телескопов, используемых для точных астрономических наблюдений. Спектроскопия признана средством диагностики различных веществ и процессов, протекающих в них. Ее используют как в горнодобывающей и металлургической промышленности для анализа состава проб, так и криминалистике. Как пример анализа биообъектов и биопроцессов можно привести криоконсервацию эмбрионов, при которой спектроскопия комбинацонного рассеяния помогает исследователям зарегистрировать различные структурные переходы, возникающие при охлаждении и влияющие на жизнеспособность клеток. Лазер на свободных электронах  помогает создавать новые инструменты для анализа веществ. Более компактные фемтосекундные лазеры позволяют проводить сверхскоростную диагностику, а также поверхностную и объемную модификацию материалов, в т.ч. прозрачных, тем самым создавая микро-и наноструктуры с новыми оптическими свойствами.

Обучение включает работу над дипломами бакалавра, магистра, а также возможность дальнейшего поступления в аспирантуру. Освоение практических навыков в лабораториях и изучение теоретических основ на курсах кафедры позволит студентам стать высококвалифицированными специалистами в выбранной области. Выпускники кафедры работают на самых высоких должностях  в институтах РАН, вузах, инновационных и крупных промышленных предприятиях, выпускающих наукоемкую продукцию.

ФИО	Степень	Должность	Читаемые курсы
Бабин Сергей Алексеевич	чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н.	заведующий кафедрой, профессор	Волоконная оптика-1 Волоконная оптика-2
Бражников Денис Викторович	к.ф.-м.н.	доцент	Физическая оптика
Ватник Илья Дмитриевич	к.ф.-м.н.	ассистент	Оптические измерения Практикум по оптическим измерениям
Ильичёв Леонид Вениаминович	д.ф.-м.н.	профессор	Основы квантовой оптики Современные проблемы квантовой оптики
Каблуков Сергей Иванович	д.ф.-м.н.	профессор РАН	Физика лазеров
Смирнов Сергей Валерьевич	к.ф.-м.н.	доцент	Нелинейная фотоника-1
Томилин Владимир Александрович	к.ф.-м.н.	старший преподаватель	Спектроскопия Обратная связь в квантовой оптике
Трунов Владимир Иванович	к.ф.-м.н.	доцент	Нелинейная фотоника-2
Французов Павел Анатольевич	к.ф.-м.н.	старший преподаватель	Квантовая механика фотонов
Шалагин Анатолий Михайлович	академик РАН, д.ф.-м.н.	профессор	Нелинейная спектроскопия Кинетические проблемы нелинейной спектроскопии

Список спецкурсов

3-й курс

• Оптические измерения 1. Аннотация. (200КБ, PDF) Рабочая программа. (638КБ, PDF)
• Оптические измерения 2. Аннотация. (199КБ, PDF) Рабочая программа. (801КБ, PDF)
• Практикум по оптическим измерениям 1. Аннотация. (201КБ, PDF) Рабочая программа. (655КБ, PDF)
• Практикум по оптическим измерениям 2.Аннотация. (200КБ, PDF) Рабочая программа. (722КБ, PDF)
• Физическая оптика 1. Аннотация. (199КБ, PDF) Рабочая программа. (1001КБ, PDF)
• Квантовая механика фотонов
• Физика лазеров 1. Аннотация. (201КБ, PDF) Рабочая программа. (687КБ, PDF)

 
4-й курс

• Физическая оптика 2. Аннотация. (200КБ, PDF) Рабочая программа. (914КБ, PDF)
• Физика лазеров 2. Аннотация. (201КБ, PDF) Рабочая программа. (731КБ, PDF)
• Спектроскопия 1. Аннотация. (198КБ, PDF) Рабочая программа. (863КБ, PDF)
• Спектроскопия 2. Аннотация. (199КБ, PDF) Рабочая программа. (902КБ, PDF)
• Нелинейная спектроскопия. Аннотация. (200КБ, PDF) Рабочая программа. (1227КБ, PDF)

 Магистратура

• Основы квантовой оптики. Аннотация. (106КБ, PDF)  Рабочая программа. (895КБ, PDF) Курс лекций
• Современные проблемы квантовой оптики. Аннотация. (106КБ, PDF)  Рабочая программа. (918КБ, PDF)
• Обратная связь в квантовой оптике. Аннотация. (115КБ, PDF) Рабочая программа. (461КБ, PDF)
• Кинетические проблемы нелинейной спектроскопии. Аннотация. (192КБ, PDF) Рабочая программа. (885КБ, PDF)
• Волоконная оптика 1. Аннотация. (210КБ, PDF) Рабочая программа. (948КБ, PDF)
• Волоконная оптика 2. Аннотация. (209КБ, PDF) Рабочая программа. (936Б, PDF)
• Нелинейная фотоника 1. Аннотация. (192КБ, PDF) Рабочая программа. (893КБ, PDF)
• Нелинейная фотоника 2. Аннотация. (194КБ, PDF) Рабочая программа. (901КБ, PDF)
• Квантовая метрология. Рабочая программа.

Оптические измерения
Аннотация:
Целью курса является получение студентами базовых знаний об источниках и приёмниках оптического излучения, а также навыков и умений проведения различных оптических измерений в современной лаборатории оптического профиля или лаборатории, где используются оптические методы исследования.
Форма преподавания: лекции, семинары
Преподаватель: Ватник Илья Дмитриевич, ассистент
5-й семестр (диф. зачёт), 6-й семестр (диф. зачёт)

Практикум по оптическим измерениям
Аннотация:
Данный курс дополняет теоретическую дисциплину "Оптические измерения" и посвящён экспериментальному изучению процессов взаимодействия света с веществом и применению оптических методов в научных исследованиях. 
Форма преподавания: лабораторные работы, курсовая работа
Преподаватель: Ватник Илья Дмитриевич, ассистент
5-й семестр (диф. зачёт), 6-й семестр (диф. зачёт)

Физическая оптика
Аннотация:
Данный курс посвящён основам физики распространения электромагнитных волн оптической области спектра в однородных и неоднородных, изотропных и анизотропных средах. Во второй части курса рассматриваются эффекты, связанные с молекулярным рассеянием света и уширением спектральных линий, а также элементы статистической оптики.
Форма преподавания: лекции, семинары
Преподаватель: Бражников Денис Викторович, доцент
6-й семестр (зачёт), 7-й семестр (экзамен)

Квантовая механика фотонов
Аннотация:
Курс посвящён изучению основных понятий квантовой механики на основе рассмотрения базовых экспериментов с одиночными фотонами и спутанными состояниями нескольких фотонов.
Форма преподавания: лекции
Преподаватель: Французов Павел Анатольевич, старший преподаватель
5-й семестр (зачёт)

Физика лазеров
Аннотация:
Курс посвящён основным понятиям физики лазеров, изучению оптики параксиальных лучей и гауссовых пучков, устройства и свойств оптических резонаторов. Также рассматриваются некоторые вопросы генерации второй гармоники и начальные сведениями о динамике процессов в лазерах. Во второй части курса изучаются основные типы лазеров и характеристики лазерного излучения, а также методы управления лазерными пучками и генерация лазерных импульсов.
Форма преподавания: лекции, семинары
Преподаватель: Каблуков Сергей Иванович, профессор РАН
6-й семестр (зачёт), 7-й семестр (экзамен)

Спектроскопия
Аннотация:
Курс нацелен на получение базовых знаний по основам теории атомных и молекулярных спектров.
Форма преподавания: лекции, семинары
Преподаватель: Томилин Владимир Александрович, старший преподаватель
7-й семестр (зачёт), 8-й семестр (экзамен)

Нелинейная спектроскопия
Аннотация:
Курс посвящён изучению нелинейного взаимодействия лазерного излучения со средой и основных типов нелинейных резонансов.
Форма преподавания: лекции
Преподаватель: Шалагин Анатолий Михайлович, профессор
8-й семестр (экзамен)

Основы квантовой оптики
Аннотация:
Целью курса является освоение студентами базовых понятий, моделей и методов современной квантовой оптики.
Форма преподавания: лекции, семинары
Преподаватель: Ильичёв Леонид Вениаминович, профессор
Магистратура, 1-й семестр (экзамен)

Современные проблемы квантовой оптики
Аннотация:
Курс является логическим продолжением "Основ квантовой оптики". Целью курса является знакомство студентов с основными идеями и методами квантовой теории информации и их реализациями в квантовой оптике.
Форма преподавания: лекции, семинары
Преподаватель: Ильичёв Леонид Вениаминович, профессор
Магистратура, 2-й семестр (экзамен)

Обратная связь в квантовой оптике
Аннотация:
Целью курса является овладение основными понятиями, моделями, теоретическими и экспериментальными методами квантовой теории управления применительно к квантово-оптическим системам.
Форма преподавания: лекции
Преподаватель: Томилин Владимир Александрович, старший преподаватель
Магистратура, 2-й семестр (диф. зачёт)

Кинетические проблемы нелинейной спектроскопии
Аннотация:
Курс посвящён изучению кинетических процессов в нелинейной лазерной спектроскопии газовых сред, особенно столкновительных процессов.
Форма преподавания: лекции, семинары
Преподаватель: Шалагин Анатолий Михайлович, профессор
Магистратура, 1-й семестр (экзамен)

Волоконная оптика
Аннотация:
Курс посвящён изучению основных понятий, теоретических и экспериментальных методов волоконной оптики. Подробно описываются распространение света в волоконном световоде как с геометрической точки зрения, так и с волновой; прямая и обратная задача рассеяния на периодических структурах, в том числе волоконных брэгговских решётках; методы и способы получения волоконных ответвителей, интерферометров, брэгговских решёток, поляризаторов и других компонент волоконно-оптических устройств. Также на основе нелинейного уравнения Шрёдингера рассматриваются нелинейные эффекты распространения коротких импульсов в волоконных световодах и при преобразовании света (вынужденное комбинационное рассеяние, рассеяние Мандельштама-Бриллюэна).
Форма преподавания: лекции
Преподаватель: Бабин Сергей Алексеевич, профессор
Магистратура, 1-й семестр (экзамен), 2-й семестр (экзамен)

Нелинейная фотоника
Аннотация:
Курс посвящён основам нелинейной оптики и фотоники, теории поляризации среды в сильных магнитных полях и фазового синхронизма. Во второй части курса рассматриваются вопросы генерации методами нелинейной оптики лазерного излучения высокой мощности от фемтосекундной до аттосекундной длительности в различных спектральных диапазонах, включая терагерцовый, рентгеновский и гамма-диапазоны.
Форма преподавания: лекции
Преподаватели: Смирнов Сергей Валерьевич, доцент; Трунов Владимир Иванович, доцент
Магистратура, 1-й семестр (диф. зачёт), 2-й семестр (экзамен)

Квантовая метрология
Аннотация:
Дисциплина «Квантовая Метрология» имеет своей целью овладение основными понятиями, моделями, теоретическими и экспериментальными методами теории прецизионных квантовых измерений.
Форма преподавания: лекции
Преподаватели: Айхам Ростом, старший преподаватель
Магистратура, 2-й семестр (диф. зачёт)

 

Расписание занятий на 1-й семестр 2025/2026 учебного года.

Бакалавриат 3-й курс, группа 23351
Среда 09.00	Оптические измерения 1 (лекция)	ИАиЭ ауд. 216	Ватник Илья Дмитриевич
Среда 10.50	Оптические измерения 1 (практика)	ИАиЭ ауд. 216	Ватник Илья Дмитриевич
Среда 12.40	Практикум по оптическим измерениям 1	ИАиЭ ауд. 216	Ватник Илья Дмитриевич
Среда 14.30	Спектроскопия 1	уч. центр ИАиЭ зал 2	Томилин Владимир Александрович
Среда 16.20	Физика лазеров 1	ИАиЭ ауд. 216	Каблуков Сергей Иванович

Бакалавриат 4-й курс, группа 22351
Среда 14.30	Спектроскопия 1	уч. центр ИАиЭ зал 2	Томилин Владимир Александрович
Среда 16.20	Физическая оптика 2	уч. центр ИАиЭ зал 2	Бражников Денис Викторович

Магистратура 1-й курс, группа 25371
Среда 10.50	Кинетические проблемы нелинейной спектроскопии	зал заседаний Учёного совета	Шалагин Анатолий Михайлович
Среда 14.30	Нелинейная фотоника 1	зал заседаний Учёного совета	Смирнов Сергей Валерьевич
Среда 16.20	Волоконная оптика 1	каб. директора ИАиЭ	Бабин Сергей Алексеевич
Четверг 10.50	Оптоволоконная сенсорика	НГУ ауд. 312 ГК	Симонов В.А.
Пятница 09.00	Основы квантовой оптики (лекция)	НГУ ауд. 318 ГК	Ильичёв Леонид Вениаминович
Пятница 10.50	Основы квантовой оптики (практика)	НГУ ауд. 318 ГК	Ильичёв Леонид Вениаминович

Учебные пособия для магистрантов кафедры Квантовой оптики НГУ.
Ильичёв Л.В. "Элементы квантовой метафизики":

Часть 1
Часть 2
Часть 3

Ильичёв Л.В. "Основы квантовой оптики"

Предлагаемые темы для студентов-физиков 2024-2025

На данный момент кафедрой не учреждено специализированных стипендий.