Научно-исследовательская лаборатория магноники и радиофотоники им. Б.А. Калиникоса (ЛМРФ)

Лаборатория магноники и радиофотоники им. Б.А. Калиникоса Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета создана в 2021 году при поддержке мегагранта (Постановление Правительства РФ №220 от 09.04.2010), направленного на реализацию научно-исследовательского проекта «Резервуарные компьютеры на принципах магноники как новое направление искусственных нейронных сетей» (соглашение №075-15-2021-609).

Руководитель лаборатории – Алексей Устинов

Алексей Борисович Устинов, доктор физ.-мат. наук, профессор кафедры физической электроники и технологии СПбГЭТУ «ЛЭТИ», лауреат премии Правительства Санкт-Петербурга за выдающиеся научные результаты в области науки и техники, член редколлегий журналов Изв.ВУЗов Радиоэлектроника и Письма в журнал технической физики. Область научных интересов: магноника, фотоника, радиофотоника, нейроморфные вычисления, квантовая информация.

Как создать фотонный микропроцессор? Как решить задачу распознавания информации с помощью фотонной интегральной схемы? Как осуществить квантовую передачу зашифрованной информации с гигабитной скоростью? Как создать искусственную нейронную сеть на принципах радиофотоники и магноники? Эти и многие другие вопросы изучаются в лаборатории ЛМРФ.

Как создать фотонный микропроцессор? Как решить задачу распознавания информации с помощью фотонной интегральной схемы? Как осуществить квантовую передачу зашифрованной информации с гигабитной скоростью? Как создать искусственную нейронную сеть на принципах радиофотоники и магноники? Эти и многие другие вопросы изучаются в лаборатории ЛМРФ.

Научный коллектив

Коллектив лаборатории включает:

• 9 научных сотрудников,
• 7 инженеров,
• 4 техника.

Проекты лаборатории

1. Проект Минобрнауки РФ в рамках "Мегагранта" (проект № 2020-220-08-2146, соглашение № 075-15-2021-609): Резервуарные компьютеры на принципах магноники как новое направление искусственных нейронных сетей (2021-2023)
   Руководитель проекта: Костылев Михаил Павлович
2. Проект Минобрнауки РФ в рамках "Госзадания" (грант № FSEE-2020-0005): Фундаментальные исследования линейной и нелинейной динамики спин-волновых и оптических явлений с целью их применения в устройствах радиофотоники (2020-2024)
   Руководитель проекта: Устинов Алексей Борисович
3. Грант РФФИ и ЯОПН № 21-52-50006: Исследование линейных и нелинейных спин-волновых эффектов для магнонных логических схем (2021-2022)
   Руководитель проекта: Руководитель проекта: Устинов Алексей Борисович

Публикации

2026

1. A. B. Ustinov, A. V. Kondrashov, A. A. Nikitin, A. P. Burovikhin, A. A. Semenov, M. P. Kostylev, “Digit image classification using magnonic reservoir computing,” J. Appl. Phys. 139, 114901 (2026). https://doi.org/10.1063/5.0313414
2. A.S. Smirnov, S.S. Kosolobov, A.K. Zemtsova, D.S. Zemtsov, K.N. Garbuzov, I.A. Pshenichnyuk, I.Yu. Tatsenko, A.A. Nikitin, A.B. Ustinov, A.A. Bortsov, and V.P. Drachev, “Optoelectronic microwave oscillator based on integrated Si-ITO plasmonic modulator,” Scientific Reports (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-49527-7
3. A. B. Ustinov, I. Y. Tatsenko, A. A. Nikitin, M. P. Kostylev, “A magnonic-optoelectronic reservoir for physical reservoir computing,” Optics Communications (2026) https://doi.org/10.1016/j.optcom.2026.133313

2025

1. Д.Е. Артемов, А.В. Бучинский, А.П. Смирнов, А.А. Ершов, А.А. Никитин, А.Б. Устинов, В.Н. Трещиков, А.И. Федосеев, Добротность микрокольцевых резонаторов: методика расчета и эксперимент, ЖТФ, том 95, вып. 6, с. 1183-1190 (2025).
2. И. Ю. Таценко, Н. А. Мельников, А.А.Емельянов, А. Б. Устинов, «Модель оптоэлектронного сверхвысокочастотного генератора без усилителей», Радиотехника, т.89. № 11. стр. 185-192 (2025).
3. В. В. Витько, А. А. Никитин, А. А. Емельянов, А. Б. Устинов, «Электронно-управляемая интегрально-оптическая подстроечная линия задержки», Радиотехника, т.89. № 11. стр. 178-184 (2025).
4. C. L. Ordóñez-Romero, Z. Lazcano, G. Pirruccio, M. Urbanek, T. Hrnčíř, A. B. Ustinov, A. Drozdovskii, N. Qureshi, O. Kolokoltsev, G. Monsivais, “Spin wave localization in a magnonic crystal with a defect,” J. Appl. Phys. 138, 173904 (2025).

2024

1. A. V. Kondrashov, M. Kostylev, A. B. Ustinov, “Influence of the operating regime of the magnonic active ring oscillator on the performance of the magnonic reservoir computer based on it,” J. Magn.Magn.Mater. 591, 171685 (2024).
2. A. B. Ustinov, R. V. Haponchyk, M. Kostylev, “A current-controlled magnonic reservoir for physical reservoir computing,” Appl. Phys. Lett. 124(4), 042405 (2024).
3. A.A. Nikitin, I.Yu. Tatsenko, M.P. Kostylev, A.B. Ustinov, “Microwave magnonic micro-oscillator based on a nm-thick YIG film,” J. Appl. Phys. 135, 123906 (2024).
4. A. B. Ustinov, I. Y. Tatsenko and A. A. Nikitin, "Optoelectronic Microwave Oscillators: State and Perspectives," 2024 Conference of Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElCon), Saint Petersburg, Russian Federation, pp. 3-8 (2024). doi: 10.1109/ElCon61730.2024.10468538.
5. А. А. Ершов, К. Н. Чекмезов, А. П. Буровихин, А. А. Никитин, С. Н. Аболмасов, А. А. Сташкевич, Е. И Теруков, А. В. Еськов, А. А. Семенов, А. Б. Устинов, «Влияние отжига на волноведущие свойства планарных волноводов, изготовленных на основе плёнок из нитрида кремния различной толщины», Известия вузов России. Радиоэлектроника. Т. 27, № 2. С. 119–131 (2024).
6. И.Ю.Таценко, А.Б. Устинов, «Исследование оптоволоконной линии с положительным коэффициентом передачи аналогового сверхвысокочастотного сигнала» Радиотехника и электроника. Т.69. Вып. 3. С. 299-304 (2024). DOI: 10.31857/S0033849424030093
7. А.А. Никитин, К.Н. Чекмезов, А.А. Ершов, А.А. Семенов, А.Б. Устинов, "Метод определения частотных зависимостей коэффициентов затухания и связи оптического микрокольцевого резонатора с прямым волноводом", ЖТФ, том 94, вып. 8, стр. 1382-1390 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.08.58567.72-24
8. А.А. Никитин, P.В. Гапончик, И.Ю. Таценко, М.П. Костылев, А.Б. Устинов, Микроминиатюрная магнонная резервуарная вычислительная система. ЖТФ, 94 (11), 1873-1886 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.11.59105.190-24
9. A.B. Ustinov, L.S. Vedernikov, I.Y. Tatsenko, A.A. Stashkevich "Excitation of fundamental multiple dark solitons from forced biharmonic oscillations in a magnonic active ring," Phys. Rev. B 110, 174413 (2024). DOI: 10.1103/PhysRevB.110.174413
10. В.В. Витько, А.А. Никитин, А.А. Емельянов, А.Б. Устинов, «Исследование джиттера в оптоэлектронном генераторе с подавленными паразитными гармониками» // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 11. С. 55−62.

2023

1. И.Ю. Таценко, А.В. Шамрай, С.И. Степанов, А.Б. Устинов «Исследование перестраиваемого радиофотонного СВЧ-фильтра на основе ацетиленовой газовой ячейки», Известия вузов России. Радиоэлектроника. Т. 26, № 1. С. 68–77 (2023).
2. V. Lebedev, P. Agruzov, I. Ilichev, I. Tatsenko, A. Nikitin, A. Ustinov, S. Stepanov, A. Shamrai, “Tunable optoelectronic oscillator with phase-to-amplitude modulation transformation via acetylene reference cell”, Photonics, 10(2), 196 (2023).
3. A.A. Ershov, A.I. Eremeev, A.A. Nikitin, A.B. Ustinov, “Extraction of the optical properties of waveguides through the characterization of silicon‐on‐insulator integrated circuits,” Microwave and Optical Technology Letters 65, 2451 (2023).
4. А.В. Багаутдинов, А.Б. Устинов, «Наведенный нелинейный сдвиг частоты активного кольцевого резонатора на магнонном кристалле», Письма в ЖТФ, том 49, вып. 13, стр. 16-20 (2023).
5. A. B. Ustinov, R. V. Haponchyk, “Nonlinear phase shifts induced by pumping spin waves in magnonic crystals,” Appl. Phys. Lett.122, 212401 (2023).
6. A. A. Nikitin, A. E. Komlev, A. A. Nikitin , A. B. Ustinov , and E. Lähderanta, “Dynamic magnonic crystals based on vanadium dioxide gratings,” Phys. Rev. Appl. 20, 044026 (2023).
7. И.Ю.Таценко, А.Б. Устинов, «Автогенерация малошумящего сверхвысокочастотного сигнала в оптоэлектронном генераторе с пассивным оптическим усилением», ЖТФ, том 93, вып. 11, стр. 1645-1652 (2023).
8. В.В.Дюделев, Е.Д.Черотченко, Д.А.Михайлов, Д.В.Чистяков, С.О.Слипченко, А.В.Лютецкий, А.Г.Гладышев, А.В.Бабичев, Л.Я.Карачинский, И.И.Новиков, Н.А.Пихтин, А.Ю.Егоров, А.В.Кондрашов, А.А.Семенов, Г.С.Соколовский, А.Б.Устинов, «Генерация случайных последовательностей за счет переключения поперечных мод в квантовом каскадном лазере», Письма в ЖТФ, том 49, вып. 22, стр. 35-38 (2023).
9. А.А. Никитин, В.В. Витько, А.А. Емельянов, А.Б. Устинов «Интегрально-оптическая подстроечная линия задержки для применения в волоконно-оптических линиях связи,» Радиотехника, №11 с. 47-53 (2023).
10. Р. В. Гапончик, И. Ю. Таценко, В. В. Витько, А. А. Сташкевич, Т. Гото, А. Б. Устинов, «Исследование нелинейного логического элемента "исключающее ИЛИ-НЕ" на основе наведенного нелинейного сдвига фазы спиновых волн,» Известия вузов России. Радиоэлектроника. Т. 26, № 6. С. 54–63 (2023).

2022

1. A.A.Nikitin, I.A.Ryabcev, A.A.Nikitin, A.V.Kondrashov, A.A.Semenov, D.A.Konkin, A.A.Kokolov, F.I.Sheyerman, L.I.Babak, A.B.Ustinov, “Optical bistable SOI micro-ring resonators for memory applications” Optics Communications 511, 127929 (2022).
2. A.A. Nikitin, A.A. Nikitin, A.B. Ustinov, S. Watt, M. P. Kostylev, Theoretical model for nonlinear spin-wave transient processes in active-ring oscillators with variable gain and its application for magnonic reservoir computing. Journal of Applied Physics, 131(11), 113903 (2022).
3. A.V.Chumak et. al. “Roadmap on spin-wave computing,” IEEE Trans. Mag., Vol. 58, No. 6, article # 0800172 (2022). June 2022.
4. А. А. Никитин, К. О. Воропаев, А. А. Ершов, И. А. Рябцев, А. В. Кондрашов, М. В. Парфенов, А. А. Семенов, А. В. Шамрай, Е. И. Теруков, А. В. Петров, А. Б. Устинов, «Исследование технологии осаждения пленок нитрида кремния для применения в фотонных интегральных схемах», Фотоника, Выпуск #4/2022. DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.4.296.304
5. V.V. Vitko, A.A. Nikitin, R.V. Haponchyk, A.A. Stashkevich, M.P. Kostylev A.B. Ustinov, “Bistable behavior of active ring resonator on surface spin waves” Eur. Phys. J. Plus 137(9), 1010 (2022).
6. Alexandr V. Kondrashov, Alexey A. Nikitin, Andrey A. Nikitin, Mikhail Kostylev and Alexey B. Ustinov, “Numerical simulation of performance of magnonic reservoir computer based on active-ring oscillator” J. Magn.Magn.Mater. 563, 169968 (2022).
7. А. А. Никитин, А. Е. Комлев, А. А. Никитин, А. Б. Устинов, «Перестраиваемая спин-волновая линия задержки на основе феррита и диоксида ванадия» Изв. ВУЗов. ПНД, Т. 30, № 5, стр. 605-616 (2022).
8. A.V. Kondrashov, A.B. Ustinov, “Self-generation of Möbius solitons and chaotic waveforms in magnonic-optoelectronic oscillators under simultaneous action of optic and magnonic nonlinearities” J. Appl. Phys. 132, 173907 (2022).
9. И. А. Рябцев, А. А. Ершов, Д. В. Ряйккенен, А. П. Буровихин, Р. В. Гапончик, И. Ю. Таценко, А. А. Сташкевич, А. А. Никитин, А. Б. Устинов «Исследование оптических свойств микрокольцевых резонаторов, изготовленных по технологии кремний на изоляторе, методом оптической рефлектометрии обратного рассеяния» Известия вузов России. Радиоэлектроника. Т. 25, № 6. С. 79–89 (2022).

2021

1. A.A. Nikitin, A.V. Kondrashov, V.V. Vitko, I.A. Ryabcev, G.A. Zaretskaya, N.A. Cheplagin, D.A. Konkin, A.A. Kokolov, L.I. Babak, A.B. Ustinov, B.A. Kalinikos, "Carrier-induced optical bistability in the silicon micro-ring resonators under continuous wave pumping," Optics Communications 480, 126456 (2021).
2. S. Watt, M. Kostylev, A.B. Ustinov, "Enhancing computational performance of a spin-wave reservoir computer with input synchronization," J. Appl. Phys. 129, 044902 (2021).
3. А. Б. Устинов, И. Ю. Таценко, А. А. Никитин, А. В. Кондрашов, А. В. Шамрай, А. В. Иванов, "Принципы построения оптоэлектронных СВЧ генераторов", Фотоника, том 15, вып. 3, стр. 228-237 (2021).
4. S. Watt, M. Kostylev, A.B. Ustinov, B.A. Kalinikos, “Implementing a Magnonic Reservoir Computer Model Based on Time-Delay Multiplexing”, Phys. Rev. Appl. 15, 064060 (2021).
5. A. B. Ustinov, A. V. Kondrashov, I. Tatsenko, A. A. Nikitin, M. P. Kostylev, “Progressive development of spin wave chaos in active-ring oscillators,” Phys. Rev. B 104, L140410 (2021).
6. A. B. Ustinov, N. A. Kuznetsov, R. V. Haponchyk, E. Lähderanta, T. Goto, M. Inoue, “Induced nonlinear phase shift of spin waves for magnonic logic circuits,” Appl. Phys. Lett. 119, 192405 (2021).
7. K. Mori, T. Goto, T. Watanabe, T. Koguchi, Y. Nakamura, P. B. Lim, A. B. Ustinov and M. Inoue, "Broadband excitation of spin wave using microstrip line antennas for integrated magnonic devices", Journal of Physics D: Applied Physics, 55, 115002 (2021).