1. Высокоапертурная фокусировка фемтосекундного излучения
2. Лавинная ионизация при филаментации в газах высокого давления
3. Распространение терагерцового импульса в воздухе
4. Нелинейный отклик атомарных газов в условиях трехфотонной ионизации
5. Уширение спектра ультрафиолетового фемтосекундного импульса в газонаполненном оптическом волокне
6.  Пространственные спектры световых пучков с дислокацией фазы на оси (расчёт и визуализация)
7. Способы получения вихревых лазерных пучков (обзор литературы)

1. Квантовая оптика атомов и молекул с присутствии нанообъектов
2. Резонансная флуоресценция двухуровневого атома, вблизи наночастицы, при взаимодействии системы «атом-наночастица» с ЭМ полем произвольной поляризации, лазерным пучком
3. Эффект Гуса-Ханхен в наноплазмонике
4. Сенсоры на базе NV-центров в алмазе
5. Изучение поляризации ближнего поля систем «наночастица-подложка» при взаимодействии с лазерными пучками
6. Увеличение эффективности органических солнечных батарей с внедренными плазмонными и кремниевыми наночастицами

1. Рассеяние лазерного излучения на микрочастицах различной формы, моделирующих биологические объекты (теория и численный расчет)
2. Спектроскопия рассеяния лазерного излучения биологическими объектами, в частности белками плазмы крови и эритроцитами (теория и эксперимент)
3. Захват, манипулирование и изучение свойств живых клеток на примере эритроцитов с помощью лазерного пинцета (теория, численный расчет и эксперимент)
4. Оптические методы измерения деформируемости эритроцитов и их агрегационной способности (численный расчет и эксперимент)
5. Лазерные методы исследования ансамблей эритроцитов
6. Оптические методы визуализации сосудов и измерения скорости кровотока (численный расчет и эксперимент)
7. Влияние наночастиц, используемых для биомедицинской диагностики и терапии, на свойства биотканей и крови (эксперимент)
8. Физические основы лазерной дифрактометрии эритроцитов
9. Применение лазеров в науках о жизни
10. Численное моделирование распространения лазерного излучения в биологических тканях (численный расчет) 

1. Узнай, как работают молекулярные машины, с помощью лазерных методов.
2. Алмазные наночастицы в крови: враги или друзья биомолекул?
3. Медленные колебания в больших молекулах – особенности спектроскопии и компьютерного моделирования.
4. Могут ли молекулярные машины функционировать при низких температурах и высоких давлениях?
5. Лазерная диагностика здоровья волос.
6. Определи палитру художника по оптическим спектрам.
7. «Рукописи не горят» лазерное излучение диагностирует старинные документы.
8. Старение произведений живописи: как узнать, сколько лет картине?
9. Лазерный ластик.
10. Возьми микропробу на расстоянии с помощью лазера.
11. Компьютерные методы анализа сложных колебательных спектров.

1. Тема 1
2. Тема 2
3. …

1. Технологии изготовления органических солнечных батарей (с практическими занятиями);
2. Органические полевые транзисторы;
3. Ультратонкие и монослойные плёнки для органической электроники (с практическими занятиями);
4. Рост органических полупроводниковых кристаллов;
5. Спектроскопия комбинационного рассеяния органических полупроводниковых наноматериалов;
6. Люминесцентные свойства органических полупроводниковых плёнок;
7. Атомно-силовая микроскопия для органических плёнок;
8. Моделирование устройств органической электроники.

1. Измерение двумерного распределения концентрации электронов плазмы оптического пробоя на основе метода теневой фотографии.
   Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

    

   1. понимание основных принципов распространения лазерного излучения в материальных средах
   2. понимание принципов регистрации оптического излучения
   3. юстировка оптических схем и элементов
   4. работа с камерами с использованием среды LabVIEW
   5. компьютерная обработка изображений в среде MATLAB/LabVIEW/Python/ Origin

2. Исследование физики филаментации мощного фемтосекундного излучения ближнего и среднего инфракрасного диапазона в конденсированных и плотных газовых средах (обзор, эксперимент)

   Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

   1. понимание эффектов самофокусировки лазерного излучения и оптического пробоя с образованием плазмы
   2. понимание принципов регистрации оптического излучения
   3. юстировка оптических схем и элементов
   4. работа с камерами с использованием среды LabVIEW
   5. компьютерная обработка изображений и сигналов в среде MATLAB/LabVIEW/Python/Origin

3. Генерация мощного излучения в среднем ИК диапазоне в процессах параметрического усиления в нелинейно-оптических кристаллах с накачкой фемтосекундными лазерными системами ближнего ИК диапазона (обзор, эксперимент)

   Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

   1. понимание основ нелинейно-оптических преобразований в средах с квадратичной нелинейностью
   2. моделирование параметрических процессов в пакетах SNLO и MATLAB
   3. основы измерения параметров импульсов ультракороткой длительности (энергия, спектр, длительность)
   4. юстировка оптических схем и элементов
   5. компьютерная обработка экспериментальных данных в среде MATLAB/LabVIEW/Python/Origin

4. Наносекундные лазеры среднего ИК диапазона в медицине и тканевой инженерии.
   Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

    

   1. Характеризация основных параметров лазерных импульсов: энергии и длительности лазерных импульсов, качества пучка
   2. Понимание основных процессов при взаимодействии лазерных импульсов и биологических объектов
   3. Методы регистрации гидродинамических процессов с помощью техники теневой фотографии и акустооптических детекторов

5. Нелинейная компрессия фемтосекундного лазерного излучения ближнего и среднего инфракрасного диапазона в плотных атомарных и молекулярных газах (обзор, эксперимент)

Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

1. понимание основ нелинейно-оптических преобразований в средах с кубической нелинейностью и методов компенсации дисперсии
2. моделирование нелинейно-оптических процессов в пакетах MATLAB и Python
3. основы измерения параметров импульсов ультракороткой длительности (энергия, спектр, длительность)
4. юстировка оптических схем и элементов
5. компьютерная обработка экспериментальных данных в среде MATLAB/LabVIEW/Python/Origin

6. Нелинейная оптика низкоразмерных сред в ближнем и среднем ИК диапазоне (обзор)

   Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

   1. Основы экспериментальной работы с ультракороткими лазерными импульсам
   2. Понимание основ нелинейной оптики
   3. Оптические свойства сред с пониженной размерностью (графен, углеродные нанотрубки)

7. Методы генерации когерентного излучения вакуумного ультрафиолетового и мягкого рентгеновского диапазонов при взаимодействии высокоинтенсивного лазерного излучения с газовыми струями (обзор, эксперимент)

   Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

   1. понимание основ процессов ионизации и нагрева электронов полем лазерного импульса
   2. расчет условий фазового согласования для процесса генерации гармоник высокого порядка в среде MATLAB/Python/Wolfram Mathematica
   3. основы спектрального анализа рентгеновского излучения
   4. юстировка оптических схем и элементов

8. Генерация малоперидного интенсивного терагерцевого излучения в процессах оптического выпрямления фемтосекундных ИК импульсов

   Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

   1. Основы экспериментальной работы с ультракороткими лазерными импульсам в среднем ИК диапазоне
   2. Понимание основ нелинейной оптики
   3. Экспериментальные методики регистрации терагерцовых сигналов

9. Диагностика микроплазмы, созданной в объёме конденсированных и газовых сред с использованием оптоакустических и оптических методов

   Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

   1. понимание эффекта оптического пробоя, генерации акустических волн плазмой, основ томографии
   2. понимание принципов регистрации оптического излучения
   3. юстировка оптических схем и элементов
   4. работа с камерами с использованием среды LabVIEW
   5. работа с акустическими детекторами с использованием среды LabVIEW
   6. работа с шаговыми двигателями с использованием среды LabVIEW
   7. компьютерная обработка изображений и сигналов в среде MATLAB/LabVIEW/Python/Origin

10. Сверхбыстрые фазовые переходы, индуцированные мощным ультракоротким лазерным импульсом в конденсированных средах (обзор, эксперимент, моделирование).

    Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

    1. Основы экспериментальной работы с ультракороткими лазерными импульсам
    2. Основы молекулярной динамики в среде LAMMPS
    3. Физика взаимодействия лазерного излучения со средой
    4. Физика сверхбыстрых фазовых переходов

11. Нелинейная оптика сверхкритических флюидов (обзор, эксперимент, моделирование).

    Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

    1. Основы экспериментальной работы с ультракороткими лазерными импульсам
    2. Основы молекулярной динамики в среде LAMMPS
    3. Измерение нелинейного показателя преломления в среде
    4. Физика распространения ультракороткого лазерного импульса в конденсированной среде (филаментация, генерация суперконтинуума)

12. Время-разрешенная спектроскопия конденсированных сред (обзор, эксперимент).

    Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

    1. Основы экспериментальной работы с ультракороткими лазерными импульсам
    2. Рамановская спектроскопия. КАРС спектроскопия. Спектроскопия поглощения.
    3. Спектроскопия сверхбыстрых процессов (фазовые переходы, ударные волны, сонолюминисценция)

13. Сверхбыстрая диагностика синхротронным излучением экстремальных состояний, инициированных сверхкоротким лазерным импульсом (обзор, эксперимент, моделировние).

    Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

    1. Основы экспериментальной работы с ультракороткими лазерными импульсам
    2. Основы работы с синхротронным излучением с пикосекундноой длительностью. Брэгговская дифракция, малоугловое рассеяние.
    3. Спектроскопия сверхбыстрых процессов (фазовые переходы, ударные волны, сонолюминисценция)
    4. Основы молекулярной динамики в среде LAMMPS

14. Моделирования микроструктуры вещества в экстремальных условиях. (обзор, моделирование)

    Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

    1. Основы молекулярной динамики в среде LAMMPS
    2. Основы моделирование на CUDA
    3. Основы моделирования на суперкомпьютерах
    4. Физика сверхбыстрых фазовых переходов
    5. Физика взаимодействия лазерного импульса с веществом

15. Кремниевая микро- и нанофотоника (обзор, эксперимент)

    Приобретаемые в ходе выполнения курсовой работы компетенции:

    1. Основы экспериментальной работы с ультракороткими лазерными импульсам
    2. Основы экспериментальной работы с излучением среднего ИК диапазона
    3. Физика взаимодействия лазерного излучения с полупроводниками
    4. Физика сверхбыстрых фазовых переходов

1. Расчёт КАРС спектров при наличии нескольких интерферирующих резонансных вкладов в присутствии нерезонансного фона: определение фазового состава адсорбированной в порах молекулярной среды
2. Трансформация КАРС спектров нанометровых кластеров жидкости с ростом их размера
3. Определение диаметра пор по КАРС-спектру адсорбированной жидкости: спектроскопическая порометрия
4. Трансформация спектров экстинкции наночастиц при их сближении и формировании димеров

5. Динамика генерации ультракоротких лазерных импульсов (моделирование)

6. Современные применения пикосекундных лазерных импульсов высокой пиковой и средней мощности

7. Генерация и применение профилированных последовательностей ультракоротких лазерных импульсов

8. Структура поперечных мод лазерного резонатора и ее моделирование

9. Тепловая линза в активном элементе лазерного резонатора, ее учет и компенсации

1. Исследование когерентных оптических процессов
2. Изучение сверхтонкой структуры атомных спектров
3. Рентгеновская микроскопиия
4. Теория линейных и нелинейно-оптических процессов на поверхности, в объеме тонких пленок, нанорешеток и фотонных кристаллов.

1. Могут ли в природе существовать материалы с отрицательной диэлектрической проницаемостью и показателем преломления? Что нового дает нам переход в терагерцовый диапазон частот?
2. Графен как новый материал для создания терагерцового лазера.
3. Терагерцовое программирование биологических систем.
4. Распределение частот по сечению пучка широкополосного импульса.
5. Терагерцовая фемтохимия: от управления химическими реакциями до разделения изотопов.
6. Кооперативные явления в среде одиночных атомов и молекул.
7. Смогут ли терагерцовые волны защитить мир от террора?

Фантомные изображения и управление светом

1. Компьютерное моделирование поляризационных фантомных изображений
2. Управление светом с помощью пространственных модуляторов света.
3. Создание источников света для поляризационных фантомных изображений с помощью пространственных модуляторов света.

Квантовое программирование в IBM Quantum Experience

1. Моделирование нелинейных систем. Спонтанное параметрическое рассеяние 1-го типа на кристалле BBO.
2. Квантовая поляризационная томография.
3. Квантовые поляризационные фантомные изображения.
4. Гибридное квантовое программирование. Решение задач оптимизации, квантовое машинное обучение.

Квантовая оптика. Счет фотонов

1. Чем отличается классическое от неклассического излучения? Магия сжатого света.
2. Запутанные фотоны. Квантовая интерференция как способ «запутать» фотоны
3. Современная экспериментальная техника. Принципы работы однофотонных детекторов и измерение статистики фотоотсчетов.
4. Статистика фотонов и фотоотсчетов. Прямая и обратная задачи.
5. Разработка учебной лабораторной работы «Телепортация квантовых состояний света».