Российский научный фонд объявил результаты конкурсов мегагрантов для проведения фундаментальных и поисковых научных исследований под руководством зарубежных ведущих учёных. Проект Сколтеха в области физики нелинейных волновых систем и интегральных оптических устройств стал одним из 14 победителей в рамках конкурса фундаментальных и поисковых научных исследований.

Победа в конкурсе мегагрантов обеспечила научному коллективу поддержку в размере 50 миллионов рублей ежегодно. Финансирование предоставляется на 5 лет с возможностью продления ещё на 3 года. Руководителем проекта станет Андрей Гелаш — один из мировых лидеров в области теории и моделирования нелинейных волновых явлений. Совместно с коллегами учёный создал теорию солитонного газа и нелинейной стадии модуляционной неустойчивости в нелинейном уравнении Шрёдингера и теорию возмущений для би-солитонов.

«Наш проект направлен на решение фундаментальных теоретических и экспериментальных научных проблем в области физики нелинейных волновых систем и интегральных оптических устройств с созданием технологического задела в сферах интегральной фотоники, телекоммуникаций и предсказания ветрового волнения на море. Исследования в рамках проекта призваны продемонстрировать общность теоретических подходов нелинейной физики для гидродинамических задач, волоконной оптики дальней связи и интегральной нелинейной фотоники», — поделился руководитель проекта Андрей Гелаш.

Прототипы компонентов интегральных фотонных устройств, которые будут разработаны в течение проекта востребованы в телекоммуникационной индустрии, сенсорике и радиофизике. 

«Центр инженерной физики Сколтеха получил дополнительный импульс для реализации основной миссии достижения быстрого преобразования фундаментальных разработок в прототипы устройств в интересах индустриальных партнёров. В центре будет создана теоретическая группа под руководством Андрея Гелаша, объединяющая работы по направлению физики нелинейных волновых систем и оптических устройств с созданием технологического задела в сферах интегральной фотоники, телекоммуникаций и предсказания волнового волнения на море. Проект базируется на значительном заделе группы профессора Короткевича в части численного моделирования оптоволоконных технологий, телекоммуникации и разработки новых алгоритмов. Экспериментальная нелинейная интегральная фотоника будет реализована на базе Лаборатории плазмоники, обладающей полным циклом расчётов, конструирования, изготовления с использованием электронной литографии, плазменного травления и тестирования кремниевых интегральных устройств. Работы по проекту направлены на проведение фундаментальных экспериментов в области нелинейной фотоники на чипе, основанных на развитых теоретических подходах под руководством ведущего учёного. Работы в этой части проекта направлены на разработку технологических решений по проектированию и изготовлению интегральных кремниевых чипов, прототипов нелинейных фотонных устройств, таких как нелинейно-оптический пороговый генератор, оптические нейроны с нелинейной функцией активации и генератор оптических частотных гребёнок и солитонов. Для лаборатории и центра в целом проект открывает новое направление исследований», — рассказал профессор Владимир Драчёв, директор Центра инженерной физики Сколтеха и участник группы ответственных исполнителей.

«Объёмы интернет-трафика растут каждый год, поэтому проектирование новых и обновление старых магистральных оптоволоконных сетей не прекращается. Необходимым инструментом для оптимизации параметров будущих линий связи является быстрое вычислительное ядро, позволяющее промоделировать распространение сигнала по оптоволокну на тысячи километров с высокой точностью за доли секунды», — рассказал профессор Александр Короткевич из Центра инженерной физики Сколтеха, участник проектной группы.

Также учёные займутся разработкой полного набора программного обеспечения для вычислительного ядра симулятора современных волоконно-оптических линий связи на основе полностью суверенной программной базы.

В рамках проекта будет создан программный комплекс, который может стать основой для создания национальной вычислительной модели предсказания ветрового волнения.

«Предсказание морского ветрового волнения является важным компонентом оценки рисков морских перевозок. Все модели, используемые сейчас в индустрии, основываются на модификациях кинетического уравнения Хассельманна, которое неразрывно связано с одним из самых известных приложений теории нелинейных волн — теорией волновой турбулентности», — добавил профессор Александр Короткевич.

Конкурс мегагрантов РНФ является одним из наиболее крупных мероприятий по поддержке научных исследований в России. В этом году на конкурс поступило 230 заявок от 127 научных организаций по фундаментальному направлению и 27 технологических предложений от отечественных компаний по практическому направлению.