Объект исследования - материалы для создания оптических систем на основе лазеров, оптических преобразователей и полупроводниковых фотодетекторов.
Цель работы - Разработка и создание оптических систем на основе лазеров с дискретной и плавно перестраиваемой частотой излучения, оптических преобразователей и сверхскоростных полупроводниковых фотодетекторов и их технологические применения.
Ожидаемые научные результаты - будут установлены закономерности изменения свойств материалов для оптических систем в зависимости от условий их создания и состава, созданы материалы для оптических систем с заданными параметрамми.

На первом этапе
Объектом исследования являются материалы для создания оптических систем на основе лазеров с фиксированной и плавно перестраиваемой частотой излучения, оптических преобразователей и сверхскоростных полупроводниковых фотодетекторов.
В отчете приведены:
- методы синтеза твердотельных активных сред лазеров с плавно перестраиваемой частотой, результаты исследования эффективности преобразования возбуждающего лазерного излучения и фотостабильности созданных материалов, намечены пути улучшения их характеристик;
- технология выращивания нелинейных кристаллов для параметрического преобразования лазерного излучения на основе чистого GaSe и легированных кристаллов на его основе и исследование свойств синтезированных кристаллов (температурной зависимости, электропроводности и эффекта Холла, микротвердости, термостимулированных токов, спектров поглощения и фотопроводимости, кристаллической дефектной структуры кристаллорв в зависимости от их состава;
- технология синтеза наногетероструктур КРТ МЛЭ, методика измерения характеристик эпитаксиального материала на основе прецизионного in siti контроля толщины слоев и состава эпитаксиальных пленок и методом фотолюминесценции созданных фоточувствительных структур.
Изготовлены образцы эпитаксиального материала.

На втором этапе
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Объектом исследования являются материалы для создания оптических систем на основе лазеров с фиксированной и плавно перестраиваемой частотой излучения, оптических преобразователей и сверхскоростных полупроводниковых фотодетекторов.
Цель работы: проведение патентных исследований по разработке и созданию твердотельных активных сред перестраиваемых лазеров на основе органических соединений, выращивание нелинейных кристаллов для параметрического преобразования лазерного излучения и создание фоточувствительных структур на основе КРТ МЛЭ. Отбор патентной информации проводился по патентным базам данных Российской Федерации, США и Европейского патентного ведомства.
Проводя оценку технического уровня среди исследуемых объектов можно сказать, что самый высокий коэффициент весомости продукции занимают технологии (способы) получения рассматриваемых структур.

На третьем этапе
Объекты исследования: органические молекулы, кристаллы GaSe, наноструктуры с квантовыми точками германия в кремнии и наногетероэпитаксиальные структуры КРТ, лазеры на парах металлов, XeCl, KrF, XeF, а также нецепные HF и DE-лазеры;многополосные лампы барьерного разряда.
Цель работы: исследование физических процессов в созданных оптических материалах и лазерах.
Приведены результаты комплексного исследования физических процессов в органических молекулах, нелинейных кристаллах, полупроводниковых наногетероструктурах; лазерах и эксилампах для создания оптических систем.
Установлено, что комплексный подход исследования фотоники органических молекул позволяет создавать органические молекулярные структуры с заданными свойствами; кристаллы GaSe и твердые растворы на их основе позволяют получать генерацию терагерцового диапазона;
в лазерах на парах металлов с распределенными параметрами импеданса в активной среде возрастает энергосъем, предельная частота следования импульсов и эффективность генерации;в нецепных HF и DE-эксиплексных KrF, XeF, XeCl-лазерах достигнуты максимальные на сегодняшний день энергии излучения;
возможно создание многоволновых ламп барьерного разряда;
синтез наноструктур с квантовыми точками германия в кремнии открывает большие возможности создания полупроводниковых устройств на их основе;
полученные новые фундаментальные знания о физических процессах в наногетероструктурах КРТ МЛЭ позволяют оптимизировать метод синтеза полупроводникового материала для создания фоточувствительных структур.

На четвертом этапе
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Объектом исследований является комплексный подход изучения фотоники молекул органических соединений, лазеры на парах металлов с накачкой активной среды бегущей волной, сформированной из электронов разряда, наноструктуры на основе германий-кремний (методы синтеза, фотодетекторы на их основе).
Целью работы является проведение патентных исследований по разработке и созданию комплексного подхода к исследованию фотоники органических молекул, лазеров на парах металлов с накачкой бегущей волной электронов, наноструктур германий-кремний и фотодетекторов на их основе.
В отчете приведены результаты патентных исследований по вышеуказанным направлениям.
Установлено, что:
-в патентной литературе отсутствует информация о защите комплексного подхода исследования фотоники органических молекул; в научной литературе описан комплексный подход исследования органических молекул при создании активных сред твердотельных перестраиваемых лазеров (Испания), но он имеет меньшие возможности по сравнению с разработанным в рамках проекта, поскольку в нем отсутствует возможность расчета констант скоростей безызлучательных фотопроцессов энергии электронного возбуждения, что необходимо для прогнозирования свойств исследуемых молекул, следовательно, предлагаемый комплексный подход обладает новизной;
-полученные результаты по созданию лазеров на парах металлов с накачкой бегущей волной электронов обладают новизной, актуальностью, что позволяет их активно патентовать как в России, так и в ведущих странах мира;
-анализ научно-технической и патентной литературы по разработке технологии синтеза полупроводниковых материалов на основе наноструктур германий-кремний и создание фотодетекторов на их основе показал, что они обладают новизной и патентной чистотой, что позволяет их патентовать.

На пятом этапе
Объектами исследования являются лазеры с фиксированной и плавно перестраиваемой частотой, генераторы терагерцового излучения, наноструктуры на основе Ge-Si.
Целью работы является создание и исследование твердотельных лазеров на основе органических соединений генераторов терагерцового излучения, плазменного двигателя, наноструктур на основе Ge-Si, газоразрядных трубок лазеров на парах стронция и свинца.
В отчете приведены результаты исследований физических процессов, протекающих в созданных лазерах, генераторах терагерцового излучения, плазменного двигателя на основе твердотельного лазера, газоразрядных трубок на парах стронция и свинца, а также наноструктур Ge-Si.
Установлено:
- возможно создание твердотельных перестраиваемых лазеров с параметрами, не уступающими растворам;
- созданные оптические выпрямители титан-сапфир лазерных систем на основе модифицированных кристаллов GaSe имеют большую эффективность генерации терагерцового излучения, чем коммерческие выпрямители на основе Zn-Te;
- разработанные генераторы бегущей волны позволили перекрыть спектром излучения весь средний ИК диапазон с эффективностью до 15 %;
- установлено, что макет лазерно-плазменного двигателя, использующего в качестве расходного материала жидкие металлы, генерирует стабильный, мощный механический импульс;
- расчетные и экспериментальные результаты исследования наногетероструктур Ge-Si коррелируют между собой и подверждает предсказанный физико-математической моделью эффект расширения спектральной характеристики в ИК область спектра;
- экспериментально показана возможность создания многоволнового лазера ИК диапазона на парах свинца и стронция.

На шестом этапе
Объектом исследования являются лазеры, фотореакторы, фоточувствительные наногетероструктуры, генераторы и детекторы терагерцового излучения
Целью работы является создание и исследование оптических лазерных систем, фотореакторов, фоточувствительных наногентероструктур КРТ МЛЭ, генераторов и детекторов терагерцового излучения дипольного типа.
В отчете приведены результаты исследований физики процессов, протекающих в созданных оптических устройствах и материалах.
Установлено, что:
- возможно создание лазерного диагностического комплекса на основе твердотельного органического лазера с параметрическим преобразованием частоты;
- разработанные технологии производства источников накачки парогазовых активных сред приведут к увеличению эффективности и уменьшению стоимости лазеров на парах металлов на их основе;
- возможно создание мощного, портативного бактерицидного фотореактора на основе эксилампы XeBr;
- на основе наногетероструктуры КРТ МЛЭ возможно создание фотоприемников ИК излучения среднего и дальнего диапазона;
- возможно создание генераторов и детекторов терагерцового излучения дипольного типа на основе кристаллов GaSe:Al и SI-GaAs:Cr (ОТЧЕТ О ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ (СТР.160-239)

Заключительный этап
Объектом исследования являются лазеры, фотодетекторы, образовательные программы, инновационные применения лазерных систем.
Целью работы является создание и исследование лазерных систем и полупроводниковых фотодетекторов, их инновационные применения, внедрение полученных результатов в образовательный процесс.
В отчете приведены результаты исследований физики процессов, протекающих в лазерных системах и фоточувствительных материалах.
Установлено, что:
- возможно создание ионного самоограниченного лазера на парах стронция с высокой частотой повторения импульсов и высокой удельной средней мощностью генерации;
- мощные импульсные газовые лазеры УФ и ИК диапазона спектра перспективны для различных инновационных применений;
- на основе наногетероструктур Ge-Si с квантовыми точками созданы лабораторные макеты малоинерционных чувствительных фотодетекторов;
- разработана образовательная программа для внедрения результатов НИР в образовательный процесс;
- возможно широкое инновационное использование результатов выполнения проекта.