Заключение диссертационного совета (Особенности акустооптического взаимодействия в терагерцевом диапазоне)

Заключение диссертационного совета Д501.001.67на базе Федерального государственного бюджетногообразовательного учреждения высшего образования«Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова»по диссертации на соискание ученой степени кандидата наукАттестационное дело №Решение диссертационного совета от 15 июня 2017 г. №10О присуждении Никитину Павлу Алексеевичу, гражданину Российской Федерации,ученой степени кандидата физико-математических наук.Диссертация «Особенности акустооптического взаимодействия в терагерцевомдиапазоне» по специальности 01.04.03 − радиофизика принята к защите 12 апреля 2017 г.,протокол № 6, диссертационным советом Д501.001.67 на базе Федерального государственногобюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственныйуниверситет имени М.В.Ломоносова» (119991, Москва, Ленинские горы, д.1), созданным19.10.2007, приказ № 2048-1288.Соискатель Никитин Павел Алексеевич, 1989 года рождения, в 2012 году окончилфизический факультет Федерального государственного бюджетного образовательногоучреждения высшего образования «Московский государственный университет имениМ.В.Ломоносова» по специальности «фундаментальная радиофизика и физическаяэлектроника», в 2016 году окончил очную аспирантуру физического факультета Федеральногогосударственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования«Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова», с апреля 2016 года понастоящее время является младшим научным сотрудником кафедры общей физики физическогофакультета Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшегообразования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова».Диссертация выполнена на кафедре физики колебаний физического факультетаФедерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшегообразования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова».Научный руководитель − Волошинов Виталий Борисович, кандидат физикоматематических наук, доцент кафедры физики колебаний физического факультета Федеральногогосударственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования«Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова».Официальные оппоненты − Котов Владимир Михайлович, д.ф.-м.н., ведущий научныйсотрудник лаборатории быстропротекающих оптических явлений в твердотельных структурахФрязинского филиала Федерального государственного бюджетного учреждения наукиИнститута радиотехники и электроники им.

В.А. Котельникова РАН и Перчик АлексейВячеславович, к.т.н., доцент кафедры РЛ-2 Федерального государственного бюджетногообразовательного учреждения высшего образования «Московского государственноготехнического университета им. Н.Э. Баумана» − дали положительные отзывы на диссертацию.Ведущая организация − Федеральное государственное бюджетное учреждение науки«Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук» г. Москва − в своёмположительном заключении, подписанном ведущим научным сотрудником отделасубмиллиметровой спектроскопии ИОФ РАН, доктором физико-математических наукКомандиным Геннадием Анатольевичем и учёным секретарём ИОФ РАН, доктором физико1математических наук Андреевым Степаном Николаевичем и утверждённом директором ИОФРАН, доктором физико-математических наук, академиком РАН Щербаковым ИваномАлександровичем, указала, что «по объёму выполненных исследований, новизне предложенныхподходов, значимости полученных результатов диссертация П.А.Никитина полностьюудовлетворяет требованиям пп.

9,10,11 Положения о присуждении ученых степеней,утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 24 сентября 2013 г.№842, предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степени кандидата физикоматематических наук, а её автор заслуживает присуждения ему искомой степени поспециальности 01.04.03 – радиофизика».Соискатель имеет 36 опубликованных работ, все по теме диссертации, из них 10 статей(общим объемом 50 стр.) в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК.Работы посвящены теоретическим и экспериментальным исследованиям особенностейакустооптического взаимодействия в терагерцевом диапазоне. Все представленные в работахрезультаты получены автором лично или при его определяющем участии.

В качестве наиболеезначимых можно выделить следующие работы:1) Отклонение монохроматического терагерцевого излучения методами акустооптики / В.Б.Волошинов, П.А. Никитин, В.В. Герасимов и др. // Квантовая электроника. — 2013. — Т. 43,№ 12. — С. 1139–1142.2) Никитин П.А., Волошинов В.Б. Квази-ортогональное и квази-коллинеарноеакустооптическое взаимодействие в поглощающей среде // Ученые записки физическогофакультета МГУ. — 2016. — № 6. — С.

166601.3) Deflection of terahertz vortex beam in nonpolar liquids by means of acousto-optics / P.A. Nikitin,V.B. Voloshinov, V.V. Gerasimov, B.A. Knyazev // Physics Procedia. — 2016. — Vol. 84. — Pp.146–151.4) Никитин П.А. Метод расчета максимального значения акустооптического качества воптически изотропных средах // Известия РАН. Серия физическая. — 2017.

— Т. 81, № 1. —С. 93–97.На диссертацию поступили отзывы официальных оппонентов и ведущей организации.Отзывы на автореферат поступили от следующих специалистов:1) Задорин Анатолий Семенович, д.ф.-м.н., профессор кафедры «Радиоэлектроники и защитыинформации» ФГБОУ ВО «Томского университета автоматизированных систем управленияи радиоэлектроники»2) Жижин Герман Николаевич, д.ф.-м.н., профессор, г.н.с. ФГБУН Научно-технологичекогоцентра уникального приборостроения РАН3) Вайнер Александр Владимирович, к.ф.-м.н., с.н.с. ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАНВсе отзывы положительные.

В них указывается, что диссертационная работа выполненана высоком научном уровне, в ней решены поставленные перед соискателем серьезные научныезадачи, разработан эффективный математический аппарат, а результаты работы имеютнесомненное практическое значение. Авторы всех отзывов указывают, что соискательзаслуживает присуждения ему учёной степени кандидата физико-математических наук.Отзыв ведущей организации − Федерального государственного бюджетного учреждениянауки «Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук» − содержитследующие замечания:1) В работе приводятся результаты трёх удачно завершенных экспериментов с использованиемквазиортогональной геометрии акустооптического взаимодействия в кристалле германия и внеполярных жидкостях в случаях линейно поляризованного излучения, а также пучка22)3)1)2)1)1)2)энергии с орбитальным угловым моментом.

Однако оказался незавершённым эксперимент подифракции терагерцевого излучения в чрезвычайно интересном с практической точки зрениярежиме обратной коллинеарной дифракции. В диссертации недостаточно полно изложенапричина того, почему автору не удалось зарегистрировать дифрагированное излучение вданном варианте взаимодействия. Также не указаны варианты действий и не определенаоптимальная стратегия эксперимента для успешного наблюдения эффекта.В работе диссертант использует термин «закрученный пучок». Данная терминология неявляется общепринятой, поэтому из текста диссертации не ясно, какой пучок применялся вэксперименте и каковы были его параметры.

Поэтому работу следовало дополнитьдетальным описанием характеристик одного из главных объектов исследования, а именно,«закрученного» пучка терагерцевого излучения.Следует отметить, что низкая расходимость терагерцевого излучения характерна дляиспользованного в работе лазера на свободных электронах. Для иных источников,например, гиротронов, расходимость может оказаться существенным фактором. На нашвзгляд, принятые при анализе допущения ограничивают общность результатов.Отзыв официального оппонента Котова В.М.

содержит следующие замечания:Тема, затронутая в первой Главе, не нова. Например, в работах 1986 г. [1,2] так же решалисьэти проблемы, вычислялись экстремальные направления АО взаимодействия ванизотропных кристаллах. Хотелось бы точнее понять, какой новый вклад внес диссертантв решение этой проблемы в сравнении с указанными работами.Известно, что в терагерцевом диапазоне частот электромагнитного излучения АОдифракция, основанная на использовании «решеточной» фотоупругости, малоэффективна,поскольку эффективность дифракции  зависит от длины волны света  как 1/2. Другиемеханизмы АО взаимодействия (в частности, связанные с зависимостью  от свободныхносителей, при этом 2) в диссертации слабо освещены.

А ведь подход, развиваемыйдиссертантом, так или иначе конкурирует с другими подходами. По ряду параметров(например, по эффективности брэгговского рассеяния) дифракция терагерцового излученияна звуке в окрестности плазменной или циклотронной частот существенно превосходитрассеяние, связанное с эффектом фотоупругости [3-7]. В диссертации этот моментстарательно обходится. Тем не менее, есть сильные стороны у подхода, развиваемогодиссертантом, но они, по сути, не обозначены.Отзыв официального оппонента Перчика А.В. содержит следующее замечание:В работе детально исследована акустооптическая дифракция в кубических кристаллах ижидкостях, являющихся оптически изотропными средами. В то же время акустооптическиеустройства, изготавливающиеся на основе двулучепреломляющих кристаллов, обладаютрекордными параметрами и являются более перспективными.

Поэтому работу следовало быдополнить качественной и, при возможности, количественной оценкой влияния поглощенияизлучения на характеристики акустооптического взаимодействия в двулучепреломляющейсреде.Отзыв на автореферат, поступивший от Вайнера А.В., содержит следующие замечания:Положения, выносимы на защиту, п.2 – недостаточно, на мой взгляд, описанаоригинальность созданной теоретической модели.Описание эксперимента с квазиортогональной дифракцией в германии и разработанногодефлектора, стр. 15-16 – не указаны ни достигнутая в эксперименте, ни ожидаемая отпредложенного дефлектора эффективность дифракции.3Во всех перечисленных отзывах отмечено, что указанные замечания не влияют на общуюположительную оценку работы. Отзывы на автореферат, поступившие от Задорина А.С.

иЖижина Г.Н., критических замечаний не содержат.Выбор официальных оппонентов и ведущей организации обосновывается тем, чтооппоненты являются специалистами в области экспериментальных и теоретическихисследований акустооптического взаимодействия, имеют многочисленные публикации потематике диссертации, а ведущая организация известна своими достижениями в областитерагерцевой спектроскопии.Диссертационный совет отмечает, что на основании выполненных соискателемисследований:1) Разработан метод расчёта максимального значения коэффициента акустооптическогокачества монокристаллов кубической сингонии, прозрачных в ТГц диапазоне.2) Построена модель, описывающая акустооптическую дифракцию электромагнитногоизлучения в произвольном акустическом поле в оптически изотропной среде иучитывающей влияние поглощения электромагнитного излучения.3) Полученыаналитическиевыражениядлярасчётаосновныххарактеристикакустооптического взаимодействия с учётом затухания акустической волны и поглощенияэлектромагнитного излучения при коллинеарной и квазиортогональной геометрии.4) Экспериментально подтверждена возможность акустооптической дифракции терагерцевогоизлучения в монокристаллах кубической сингонии, а также в неполярных жидкостях.Создан прототип акустооптического устройства для управляемого отклонения и модуляциипучка ТГц излучения.5) Впервые экспериментально реализовано акустооптическое взаимодействие в терагерцевомдиапазоне с использованием пучка электромагнитного излучения с орбитальным угловыммоментом (“закрученный” пучок).Теоретическая значимость и научная новизна работы обусловлена тем, что в рамкахпроведённого исследования: 1) разработан и реализован новый метод поиска максимальногозначения коэффициента акустооптического качества произвольного монокристалла кубическойсингонии, 2) предложена математическая модель акустооптического взаимодействия,позволившая выявить закономерности акустооптической дифракции на затухающейакустической волне с учётом поглощения электромагнитного излучения в среде, 3) полученыформулы для расчёта характеристик акустооптического взаимодействия в терагерцевомдиапазоне, 4) создан первый прототип акустооптического дефлектора терагерцевого излучения,5) реализована модуляция терагерцевого излучения, в том числе обладающего орбитальнымугловым моментом.Значение полученных соискателем результатов исследования для практикиподтверждается возможностью их использования в разработке новых акустооптическихустройств, пригодных для работы в терагерцевом диапазоне.

Результаты диссертационногоисследования могут быть использованы в МГУ имени М.В. Ломоносова, ИЯФ СО РАН, ИОФРАН, ИРЭ РАН, ГУАП, ФТИ им. А.Ф. Иоффе, ТУСУР, МИСиС, НТЦ УП РАН, АО «НИИПолюс» и других организациях.Оценка достоверности научных результатов, полученных в работе, выявила, чтоисследование основано на корректных математических методах и физических моделях, атеоретические выводы соответствуют экспериментальным результатам и не противоречатданным, известным из научной литературы.4.