История кафедры
Кафедра оптики и спектроскопии была создана на физическом факультете Куйбышевского (Самарского) государственного университета в 1980 году. Она была организована на базе «специализации оптика и спектроскопия», в рамках которой вначале на кафедре общей и теоретической физики, а затем на кафедре физики твердого тела с 1972 года велась подготовка специалистов – оптиков. Открытие кафедры во многом было обусловлено созданием в городе Куйбышеве филиала Физического института АН СССР им. П.Н.Лебедева (ФИАН). Для совершенствования подготовки специалистов-оптиков по квантовой электронике, взаимодействию лазерного излучения с веществом, с целью удовлетворения запросов на специалистов этого профиля со стороны предприятий города, филиала ФИАН СССР и была открыта кафедра оптики и спектроскопии.
Первым заведующим кафедрой стал директор филиала ФИАН СССР – лауреат государственных премий, доктор физико-математических наук, профессор Катулин В.А. Студентам кафедры Катулин В.А. читал лекционный курс по атомной спектроскопии, руководил курсовыми и дипломными работами. О его таланте ученого и организатора, воле и настойчивости, самоотверженности и трудолюбии ходят легенды. "За ним - как за каменной стеной" - неоднократно повторяли его сотрудники и друзья. В.А. Катулин - автор около 160 научных работ, в том числе соавтор книги "Сильноточные излучающие разряды и газовые лазеры с оптической накачкой"
В 1989 году решением Министерства образования РСФСР и президиума Академии наук СССР на базе кафедры оптики и спектроскопии и филиала ФИАН был создан Научно-учебный центр лазерной технологии, в задачу которого входит как подготовка специалистов, так и проведение фундаментальных исследований по оптике и лазерной физике. В 1992 году на физическом факультете в качестве одного из структурных подразделений Научно-учебного центра лазерной технологии создана лаборатория лазерных измерительных систем.
Профессор Ивахник В.В.
С 1998 года по настоящее время кафедрой заведует профессор, доктор физико-математических наук Ивахник В.В.
Преподаватели и сотрудники кафедры
Все преподаватели кафедры имеют научные степени. Это – профессор Ивахник В.В., доценты Гаращук В.П., Жукова В.А., Клюкач И.Л., Козлов Н.П., Никонов В.И., старший преподаватель Воробьева Е.В. В учебном процессе активное участие принимают сотрудники Самарского филиала ФИАН (СФ ФИАН) – доцент, кандидат физико-математических наук, заместитель руководителя СФ ФИАН по научной работе Казакевич В.С.; доцент, кандидат физико-математических наук, заведующая лабораторией Котова С.П.; кандидат физико-математических наук Майорова А.М.; доктор физико-математических наук Волостников В.Г. Неоценимую помощь в проведении занятий в лабораториях кафедры оказывают инженеры Алятина Н.Н. и Лудина М.В.
Преподаватели и сотрудники кафедры оптики и спектроскопии
Ежегодно для чтения лекций по курсу «Взаимодействие излучения с веществом» приглашается профессор, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ФИАН Грасюк А.З.
Список сотрудников кафедры
1.Ивахник Валерий Владимирович- д.ф.-м.н., профессор, зав кафедрой
2.Клюкач Игорь Леонидович- к.ф.-м.н., доцент
3.Жукова Валентина Александровна-- к.ф.-м.н., доцент
4.Козлов Николай Петрович-- к.ф.-м.н., доцент
5.Гаращук Виктор Петрович- к.ф.-м.н., доцент
6.Никонов Владимир Иванович- к.ф.-м.н., доцент
7.Воробьева Елена Владимировна - к.ф.-м.н., ст.преподаватель
8.Котова Светлана Павловна- к.ф.-м.н., доцент
9.Казакевич Владимир Станиславович- к.ф.-м.н., доцент
Учебная работа кафедры
Кафедра оптики и спектроскопии в рамках специализации «оптика и спектроскопия» осуществляет подготовку специалистов-оптиков в области лазерной физики, голографии, спектроскопии, нелинейной оптики. Университетская подготовка высококвалифицированных специалистов в области оптики предусматривает глубокое освоение студентами современных экспериментальных методов физических исследований. На кафедре оптики и спектроскопии экспериментальное обучение осуществляется в учебно-научных лабораториях лазерной физики и нелинейной оптики, когерентной оптики и голографии, экспериментальной спектроскопии, оптических измерений, где студенты на практике знакомятся с методами спектрального анализа атомов и молекул, принципами статической и динамической голографии, устройством и принципом действия различных лазеров.
Занятия по лазерной физике в СФ ФИАН
В лаборатории голографии
В области компьютерной техники студенты получают знания, необходимые для современного научного работника: написание и отладка научных прикладных программ с использованием современных пакетов аналитических вычислений Математика, Mathcad, опыт работы в Internet, навыки использования баз данных для работы с научной литературой.
Лекционные курсы, читаемые преподавателями кафедры
Для студентов физического факультета
Студенческая научная работа
Физики ценятся в современном обществе за универсальность знаний, способность решать самые сложные задачи разного характера. Большой объем исследовательской работы студентов является важной особенностью системы обучения. Начиная с 3-его курса, каждый студент занимается научной работой под руководством преподавателей кафедры и научных сотрудников СФ ФИРАН, и к моменту защиты квалификационной работы многие студенты уже имеют научные публикации.
Ежегодно в СамГУ проводятся научные конференции, где все студенты докладывают о результатах своих научных работ. СамГУ совместно с СФ ФИРАН проводят «Самарский конкурс научных работ студентов и молодых исследователей по оптике и лазерной физике», где студенты кафедры оптики и спектроскопии принимают активное участие. Кроме того, студенты участвуют в международных и всероссийских научных конференциях, проводимых по оптике и лазерной физике в г. Санкт-Петербурге, г. Казани и других городах России
Аспирантура
С 1981 года на кафедре открыта и эффективно действует аспирантура по специальности 01.04.05 - «оптика», а с 2001 года открыта также аспирантура по специальности 01.04.21 - «лазерная физика». За это время несколько десятков аспирантов прошли обучение по специальностям 01.04.05 - «оптика» и 01.04.21 - «лазерная физика», многие из них защитили кандидатские и докторские диссертации. Молодые исследователи и аспиранты принимают участие в различных научных конференциях г. Санкт-Петербурга, г. Москвы, г. Казани, г. Самары.
Управление пространственной структурой оптических полей и их взаимодействие с микрообъектами, наночастицами и атомными системами
Современные технологии позволяют работать с объектами, размеры которых составляют тысячные и даже миллионные доли миллиметра. Однако для работы с такими объектами обычные “механические” инструменты не годятся. Вместо них используют электромагнитные поля. Особый интерес в этом плане представляют электромагнитные волны оптического диапазона, т.к. здесь имеются мощные источника высоконаправленного когерентного света – лазеры. Малая длина волны оптического электромагнитного излучения позволяет сфокусировать его в пятно, размеры которого составляют доли микрона. В конце восьмидесятых годов прошлого века были проведены первые эксперименты по захвату микрочастицы сфокусированным лазерным пучком, который получил название лазерный пинцет.
В последние годы в Самарском филиале Физического института имени П.Н. Лебедева РАН в группе руководимой д.ф.-м.н В.Г. Волостниковым были открыты и исследовали уникальные пучки света, которые авторы назвали спиральными. Использование таких пучков открывает новые возможности в манипулировании объектами микромира. Под руководством С. П. Котовой были проведены работы по практической реализации лазерных пинцетов нового типа. Потребность в проведении подобных научных исследований определяется тем, что сейчас мировой рынок оптических пинцетов находится в стадии формирования. Как отмечает профессор А.Ф. Крутов - руководитель НОЦ подготовки специалистов по оптике и лазерной физике: «Нам известно 6 фирм, которые находятся в США и Западной Европе, выпускающих устройства данного типа. Все эти устройства очень похожи друг на друга и могут формировать набор точечных ловушек. В нашем устройстве точечные ловушки реализуются лишь как частный случай более сложных полей. Использование спиральных полей позволяет существенно расширить возможности лазерных манипуляторов, например, мы можем заставить частицы двигаться по заданной траектории, и эти траектории могут иметь вид различных кривых, можем накладывать различные деформации на микрообъекты и т.д. К безусловным достижениям самарских ученых можно отнести востребованность их результатов медицинскими учреждениями г. Самары. Проведены эксперименты по захвату и концентрации в локальной области опухолевых клеток молочной железы из образца смешанной клеточной суспензии. Это является важным практическим моментом для проведения молекулярно-генетической диагностики злокачественных новообразований».
Помимо сказанного выше, необходимо отметить, что решение задачи создание оптических полей с заданными характеристиками является важнейшим шагом на пути разработки квантовых компьютеров.
Сегодня ученые из СФ ФИАН и СамГУ в рамках НОЦ подготовки специалистов по оптике и лазерной физике ставят своей задачей получить новые способы формирования световых полей со сложной пространственной структурой и исследовать взаимодействие таких полей с микрообъектами, наночастицами и атомными системами.
Для создания и эффективного использования оптических полей с заданными свойствами необходимо проведение фундаментальных исследований, включающих в себя построение квантово-оптических моделей и разработку сложных математических методов расчета систем, служащих для формирования световых пучков с заданными свойствами. Именно эта работа и составляет основную содержательную часть проекта «Управление пространственной структурой оптических полей и их взаимодействие с микрообъектами, наночастицами и атомными системами».
Большое внимание в рамках проекта уделяется подготовке молодых кадров, которые могли бы эффективно применять разрабатываемые технологии на практике. Эта подготовка включает в себя, во-первых, создание и внедрение в учебный процесс новых курсов, учебных пособий, постановку соответствующих лабораторных работ, а во-вторых, активное привлечение к научным исследованиям в этой области студентов старших курсов, аспирантов и молодых ученых.