Проект направлен на решение фундаментальной проблемы нелинейной оптики, связанной с исследованием особенностей параметрической генерации света (ПГС) в ИК диапазоне в среде с периодически изменяющимся коэффициентом нелинейной восприимчивости. Кроме того, для управления волновым фронтом и повышения устойчивости полученных пучков лазерного ИК излучения к возмущениям в атмосфере будет решаться фундаментальная задача дифракционной оптики, связанная с управлением волновым фронтом излучения с помощью бинарных фазовых элементов с перестраиваемым фазовым сдвигом. Для решения задач будут использованы нелинейно-оптические сегнетоэлектрические монокристаллы ниобат лития и титанил-фосфат калия с прецизионной регулярной доменной структурой (РДС) с различным знаком нелинейной восприимчивости и электрооптического коэффициента в соседних доменах. Создание структур связано с решением фундаментальной проблемы физики неравновесных состояний - формированием микро- и нано-структур при фазовых превращениях в пространственно неоднородных условиях. С использованием методов лазерной физики и нелинейной оптики будет выбрана оптимальная оптическая схема для реализации ПГС с последующим детальным анализом параметров, а также проведено тестирование полученных кристаллов с РДС. С использованием подходов дифракционной оптики будет произведен расчёт требуемых параметров управляемых дифракционных оптических элементов ИК диапазона на основе монокристаллов ниобата лития с доменной структурой сложной геометрии и будут измерены параметры полученных образцов. С использованием методов доменной инженерии (физика сегнетоэлектриков) будет исследовано прорастание системы взаимодействующих доменов в объеме кристаллов повышенной толщины, выявлена роль заряженных доменных стенок, изучены возможности создания полосовых доменов с отклонением доменных стенок от кристаллографических направлений и стабильных доменов произвольной формы. С помощью разработанных оригинальных методик будут созданы и протестированы образцы кристаллов ниобата лития и титанил-фосфата калия рекордной толщины со сквозными регулярными и веерными полосовыми доменными структурами для параметрической генерации ИК излучения высокой мощности с перестройкой длины волны в широком диапазоне, а также образцы кристаллов ниобата лития с доменной структурой заданной геометрии для управляемых дифракционных оптических элементов.