Проекты
В нашем институте мы формируем научно‑технологическую платформу интегральной и вычислительной фотоники полного цикла: от фундаментальных открытий в области топологических и невзаимных эффектов, новых нелинейных и муаровых структур, квантовых источников света и методов теоретического управления светом до создания прототипов устройств — диодов, модуляторов, фотодетекторов, оптических ускорителей, нейросетевых и изинговых машин.
Все наши исследования ориентированы на выполнение исследовательских и инжиниринговых задач для индустрии и запуск высокотехнологичных продуктовых стартапов.
Все проекты
Топологическая фотоника — фотоника будущего
Экспериментальная реализация первого в мире полностью диэлектрического фотонного топологического изолятора.
Эффективный аксионный отклик и его обобщения
Ключевым результатом работы должна стать экспериментальная демонстрация предсказанного нами нового типа невзаимного электромагнитного отклика. (Реализованы численных и теоретических моделей, уровень технологической готовности TRL 1.)
Полупроводниковые Ван-дер-Ваальсовы гетероструктуры для оптоэлектроники
Руководитель: В. А. Кравцов
Разработка идемонстрация принципиально нового механизма фазовой модуляции оптических сигналов на основе электрически управляемого двумерного материала, интегрированного с платформой кремний-на-изоляторе. Ключевыми преимуществами разработанного механизма будут высокая скорость модуляции в комбинации с компактными размерами элемента.
Ключевым результатом работы должна стать экспериментальная демонстрация предсказанного нами нового типа невзаимного электромагнитного отклика. (Реализованы численных и теоретических моделей, уровень технологической готовности TRL 1.)
Передовые наноматериалы для реализации неинвазивного мониторинга состояния здоровья человека
Руководитель: С. В. Макаров
Создание первого в России экспериментального образца фотодетектора на перовскитных материалах, адаптированный для задач оптических вычислений.
Нанофотонные метаструктуры для сверхбыстрых оптических вычислений
Руководитель: М. И. Петров
1. Первая демонстрация полностью оптического поляритонного переключения на планарной перовскитной платформе с программируемой функцией обработки сигнала, управляемой исключительно светом. 2. Демонстрация нового первого в мире оптического перцептрона, реализованного на одиночной резонансной частице, способного выполнять задачу классификации изображений без использования массивов, волноводов и активной электроники и прочего.
Оптический ускоритель матричных вычислений на основе пространственных модуляторов света
Руководитель: А. Ю. Кохановский
1. Появление численной модели оптической вычислительной системы. 2. Появление методики прецизионной юстировки и калибровки пространственных модуляторов света. 3. Появление экспериментального образца оптической машины Изинга с соответствующими алгоритмами кодирования. 4. Создание полнофункционального макета оптического ускорителя с программным интерфейсом.
Нейросети для анализа и проектирования метаповерхностей
Руководитель: Е. Э. Маслова
Демонстрация открытого программного прототипа нейросети, которая «по картинке» требуемого оптического отклика и набору ограничений автоматически проектирует метаповерхность, обеспечивающую заданные фокусирующие или отклоняющие свойства, с примерами реальных (радио‑ или оптических) прототипов. Уровень готовности для программных моделей и дизайнов элементов — TRL 2–3
Кремниевые метаповерхности с электрическим управлением для сверхбыстрой модуляции второй гармоникиоровья человека
Руководитель: А. А. Проскурин
Демонстрация кремниевого оптического модулятора нового типа на кремниевой платформе, обеспечивающий сверхбыструю (на частотах более 1 ГГц) электрическую модуляцию нелинейного оптического сигнала с глубиной модуляции, на 2 порядка превышающей мировые аналоги.Однопиксельная визуализация квантового выхода фотолюминесцентных пластин
Руководитель: А. О. Исмагилов
Регистрация и картирование излучения коллоидных квантовых точек, пригодных для использования в качестве источников одиночных фотонов в фотонных интегральных схемах.
Сравнительное численное исследование компонентов фотонных интегральных схем, изготовленных из фосфида галлия и кремния
Руководитель: Аболфазл Махмудпур
Ключевым результатом этого проекта является комплексное понимание того, как шероховатость поверхности влияет на оптические характеристики фотонных устройств на основе GaP по сравнению с их кремниевыми аналогами.
Компактная реализация оптического диода для интегральной и вычислительной фотоники
Руководитель: Н. С. Солодовченко
Ключевым результатом проекта станет создание оптического диода на чипе — интегрального устройства, обеспечивающего направленно-зависимое прохождение света и подавление обратного распространения оптического сигнала. Ожидается достижение коэффициента асимметрии прохождения не менее 20–30 дБ и рабочей спектральной полосы 5–10 нм в телекоммуникационном диапазоне длин волн (≈1530–1565 нм).
Оптимальный контроль и неадиабатические протоколы в оптических системах
Руководитель: М. Мазанов
Разработка оптимальных неадиабатических протоколов, обладающих топологической защитой, опирающаяся на методы оптимального контроля периодических систем. Среди таких протоколов, в частности, будет рассмотрен неадиабатический протокол оптимального переноса оптического состояния, защищённый от беспорядка. Ключевым результатом, который будет получен в рамках реализации проекта, станет теоретический и численный метод, основанный на методе оптимального контроля периодических систем, позволяющий вычислять неадиабатические топологически защищённые протоколы, а также конкретизировать характер и степень такой защиты. В качестве конкретных защищённых неадиабатических протоколов будут рассмотрены протоколы переноса оптических состояний в решётке связанных волноводов, имеющие непосредственные применения в архитектурах направленных ответвителей для ФИС.
Создание автоматизированного измерительного стенда и характеризация фотонно-интегральных схем на основе фосфида галлия (GaP)
Создание автоматизированной платформы для характеризации фотонных интегральных схем на базе контрольно-измерительного оборудования Университета ИТМО и его апробация при характеризации фотонных интегральных схем на основе фосфида галлия (GaP).
Хиральные плазмонные метаструктуры для поляризационно-чувствительных фотонных чипов
Руководитель: Д. Р. Дададжанов
Создание интегрируемой платформы формирования хиральных плазмонных метаструктур с управляемыми оптическими свойствами на основе плазмон-индуцированной радикальной фотополимеризации и лазерной модификации наночастиц, обеспечивающей высокоэффективную дискриминацию циркулярно поляризованного света и возможность реализации компактных поляризационно-чувствительных фотодетекторов, совместимых с архитектурами фотонных интегральных схем.
Методы создания электрически управляемых оптических структур на основе муаровых гетероструктур двумерных полупроводников
Руководитель: А. Н. Абрамов
Разработка методов создания электрически управляемых оптических структур на основе муаровых сверхрешёток двумерных полупроводниковых гетероструктур для интегральной нанофотоники
Создание центра проектирования устройств интегральной фотоники
Руководитель: Э. О. Самсонов
Создание Центра для оказания комплекса услуг, включающих выполнение прикладных работ по проектированию фотонных интегральных схем и разработке устройств на их основе; создания уникальных и конкурентоспособных оптоэлектронных решений для гибридного центра обработки данных. Внедрение технологий фотоники в современную архитектуру дата-центров; коммерциализации результатов интеллектуальной деятельности посредством создания продуктовых стартапов, использующих инфраструктуру центра как площадку для проектирования и прототипирования продуктов.
