|
Кафедра физической электроники выделилась в самостоятельное структурное подразделение
в 1977 г. Основателем кафедры, ее первым заведующим был Анатолий Диамидович Хахаев,
профессор, доктор физико-математических наук.
 |
Установка «Свет» |
Уже в 50-х годах велись научные исследования и подготовка кадров по оптике и физической электронике,
в частности, разрабатывались теория и методика экспериментального исследования газоразрядной плазмы
промышленных объектов: источников света, лазеров, газоразрядных коммутирующих приборов.
К 1969 г. стало ясно, что подобные эксперименты требуют сбора и обработки такого большого массива данных,
что осуществить их без применения средств автоматизации невозможно. Одним из первых в России коллектив
кафедры начал разработку таких средств для экспериментов в области физической электроники. С тех пор
десятки автоматизированных установок, работающих под управлением всех применявшихся с тех пор поколений
ЭВМ вплоть до современных персональных компьютеров, созданы на кафедре и внедрены на промышленных предприятиях,
в научных учреждениях (в том числе медицинских). Эти разработки отмечены медалями ВДНХ и защищены рядом авторских свидетельств.
Наряду с развитием тонких физических методов исследования свойств плазмы и процессов взаимодействия
атомных частиц, в том числе с применением перестраиваемых лазеров, разработкой компонентов электронных
устройств на основе оксидных технологий коллектив продолжает участвовать во Всероссийских программах,
связанных с развитием новых информационных технологий. В частности, ведутся работы по созданию приборов,
управляемых компьютером, разрабатываются моделирующие и обучающие программы, являющиеся элементами
экспертных систем в области физической электроники и спектрального приборостроения, создаются
распределенные информационно-измерительные системы поддержки экспериментальных исследований с обеспечением
удаленного доступа к информационным и техническим ресурсам в сетях Интранет/Интернет.
До 1992 г. ежегодно КФЭ выпускала 15–20 специалистов-физиков научно-педагогического и научно-производственного
направления по специализациям «физическая электроника» и «физическая метрология и автоматизация эксперимента» соответственно.
С 1994 г. кафедра называется «кафедрой информационно-измерительных систем и физической электроники».
В настоящее время она ведет подготовку бакалавров и магистров по направлениям обучения:
- 09.03.01/09.04.01 – информатика и вычислительная техника (профили «автоматизированные системы обработки информации и управления»
и «автоматизированное управление бизнес-процессами и финансами»);
- 12.03.01/12.04.01 – приборостроение (профиль «информационно-измерительная техника и технологии»).
В 2002 г. по инициативе кафедры Петрозаводский университет принял участие в конкурсе на право создания
проблемно-ориентированных научно-образовательных центров. В результате победы в этом конкурсе был создан
научно-образовательный центр «Фундаментальные проблемы приложений физики низкотемпературной плазмы» (НОЦ «Плазма»),
который объединил усилия кафедр факультета в исследовании процессов в комплексной плазме,
в изучении влияния электроразрядной обработки на структуру и свойства материалов, в разработке методов
плазменной утилизации отходов и обеззараживания воды.
В 2006 году НОЦ «Плазма» был признан одним из самых успешных проектов
в регионе и занял 1 место в конкурсе «Город, устремленный в будущее» (Петрозаводск) в номинации «Научный проект года».
Научная работа на кафедре велась и ведется по приоритетным направлениям развития науки и технологий.
Кафедра выполняет также ряд работ в интересах Республики Карелии. Научно-образовательный процесс на кафедре
ведется в тесном контакте с российскими и зарубежными организациями, решающими аналогичные проблемы.
Основные результаты научной работы кафедры:
- разработаны автоматизированные комплексы для исследования неоднородной плазмы, в том числе плазмы
с присутствующими в ней частицами твердой фазы микронных размеров, образующими упорядоченные плазменно-пылевые структуры
(плазменные кристаллы). Программно-аппаратные комплексы включены в распределенную информационно-измерительную систему
поддержки научно-образовательного процесса, что обеспечивает возможность удаленного управления экспериментом.
Комплексы обеспечивают возможность реализации методов спектроскопии с временным и пространственным разрешением,
томографии, лазерной флюоресценции, скоростной регистрации и анализа видеоизображений;
- сформулирована теоретическая база формирования плазменно-пылевых структур, экспериментально исследованы
закономерности и условия их устойчивости и особенности фазовых переходов в упомянутых структурах;
- впервые исследовано влияние конденсированной дисперсной фазы на излучение плазмы из областей локализации
макрочастиц в объеме упорядоченных структур;
- впервые исследована модификация поверхности макрочастиц, образующих упорядоченные структуры в плазме,
в зависимости от условий разряда и времени их пребывания в плазме;
- предложен и реализован новый метод анализа структурных особенностей упорядоченных плазменно-пылевых образований,
основанный на Фурье-анализе их изображений. Метод отличается быстродействием, чувствительностью к видам
нерегулярностей и простотой использования;
- для определения параметров неоднородной плазмы по контурам спектральных линий разработан
оригинальный
рациональный алгоритм обработки массивов спектроскопической информации, обеспечивающий устойчивость результатов
к шумам эксперимента при решении обратных задач: радиального преобразования и исключения аппаратных искажений;
- создан спектрометр изображения высокого разрешения на основе интерферометра Фабри – Перо и спектрографа
ДФС-8 с многоэлементным фотоэлектронным преобразователем, и разработаны алгоритмы обработки данных, получаемых в этом приборе;
- создан веб-сервис для обработки двумерных функций,
который представляет собой аппаратно-независимый комплекс программных средств для моделирования и исключения
аппаратных искажений двумерных функций (изображений). Данный веб-сервис является публичным средством как для
использования в процессе обучения, так и для обработки результатов научных экспериментов;
- создан комплекс многоплановой поддержки научно-образовательного процесса (КОМПОТ), включающий:
- систему онлайн-тестирования знаний студентов iq.karelia.ru;
- систему учета посещаемости и успеваемости «Кондуиты»,
позволяющую на основе проставляемых преподавателями оценок и отметок о посещении занятий
автоматически определять рейтинг студента, что имеет воспитательное значение. Система также
позволяет студентам самим делать заявки при выборе тем курсовых работ;
- электронную доску объявлений;
- систему учета научных публикаций (СУП);
- получены новые экспериментальные данные о закономерностях возбуждения многоэлектронных атомов (Ne, Ar)
при парных атом-атомных столкновениях при различных энергиях столкновений. Эти данные позволили впервые
установить вид зависимости сечений возбуждения от главного квантового числа;
- созданы прототипы программно-аппаратных модулей проводной и беспроводной связи, готовые к тиражированию,
а также алгоритмы, протоколы и программное обеспечение передачи данных в глобальных сетях. Теоретические и
прикладные разработки беспроводных сетей датчиков привели к созданию инновационных комплексов, не имеющих
аналогов в мире: «NetCor – cетевой анализ динамики рыбных ресурсов» и «RealTrac –
сбор информации с датчиков с возможностью трехмерной локации объектов». Последний проект интересен тем,
что у него широчайшие возможности по созданию конкретных приложений, например, мониторинга состояния пациентов
в больницах, организации поиска объектов в закрытых помещениях и др. Текущие результаты проекта были представлены
Президенту Российской Федерации Д. А. Медведеву во время его
визита в Петрозаводск в июле 2008 г.
Студенты, обучающиеся на кафедре, активно участвуют в научной работе: ежегодно на традиционной студенческой
научной конференции ПетрГУ они представляют около 20 докладов (устных и стендовых), а наиболее интересные
результаты представляются на всероссийские и международные конференции и публикуются в научных изданиях.
Ежегодно по результатам научной работы сотрудники кафедры и студенты публикуют в российских и зарубежных журналах
и сборниках материалов конференций около 40 статей, из них примерно 20 % – в журналах из списка ВАК.
В коллективе кафедры «выросло» 3 доктора наук и более 20 кандидатов наук.
Кафедра поддерживает отношения с целым рядом организаций в Петрозаводске (в первую очередь с КарНЦ РАН),
Томске, Троицке, Мурманске и др., сотрудники которых принимали активное участие в организованных кафедрой
всероссийских (с международным участием) конференциях по физике
низкотемпературной плазмы в 1995, 1998, 2001, 2004, 2007 и 2011 гг.
С 1998 по 2012 г. кафедра с интервалом в 1–2 года проводила школы молодых ученых.
Тематика школ охватывает область от физики низкотемпературной плазмы до оксидной наноэлектроники. Школы проходили, как правило,
в спортивном лагере университета Шотозеро.
|