Российская акустооптика остается на передовых рубежах
В конце ноября в Научно-технологическом центре уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) отмечалось столетие зарождения одного из интереснейших направлений физики — акустооптики. В честь этой даты была проведена научная конференция, собравшая более ста ученых из России и Белоруссии. Ее участники рассказали о становлении и развитии этой области в своих научных организациях, новых вызовах и разрабатываемых приборах. Юбилей совпал с 65-летием самого НТЦ УП РАН, который уже четверть века активно работает в указанном направлении.
Акустооптика — область науки и техники, связанная с управлением оптическими потоками посредством акустических волн в плотной среде. Эта современная технология используется в лазерной технике для формирования импульсов и управления энергетическими пучками, в радиотехнике служит для радиолокации и анализа космических радиосигналов, в спектроскопии помогает управлять пространственно-угловым распределением излучения.
Днем рождения акустооптики считается открытие явления дифракции света на акустических волнах. Результаты были опубликованы французским физиком Леоном Бриллюэном в 1922 году. Но еще раньше к идее о возможности взаимодействия ультразвука и света пришел наш соотечественник Леонид Мандельштам, который начал соответствующую работу в 1918 году и опубликовал свои результаты после тщательной проработки этого тонкого физического эффекта, который на то время было сложно подтвердить экспериментально. Когда был изобретен лазер и акустооптика приобрела большое прикладное значение, новое поколение советских ученых также оказалось на переднем крае науки. Отечественные исследователи были в числе сильнейших в этом направлении с самого начала и остаются лидерами сегодня, подчеркнул в беседе с «Поиском» директор НТЦ УП РАН профессор Марат Булатов (на снимке второй справа).
— На конференции собрались представители более 15 научных групп из Москвы, Санкт-Петербурга, Минска, Саратова, Новосибирска, Твери, — рассказывает Марат Фатыхович. — Среди участников были и заслуженные ученые, и молодежь. Кстати, многие ветераны, несмотря на возраст, продолжают активную научную деятельность, передавая опыт молодым.
Форум, который организовал НТЦ УП РАН, стал своеобразным подарком и самому центру, который внес немалый вклад в оснащение отечественной науки. ЦКБ УП, созданное в 1957 году, было первенцем научного приборостроения АН СССР и вторым за всю историю подобным общеакадемическим учреждением после Инструментальной палаты Петербургской академии наук. За прошедшие 65 лет НТЦ УП РАН на основе фундаментальных и прикладных исследований разработал около 200 видов научных приборов и информационных систем (в том числе высшей категории сложности), выпустил и внедрил в исследовательскую практику более 3 тысяч экземпляров приборов, ряд которых имеет мировой приоритет.
Сегодня НТЦ УП РАН проводит исследования, связанные с разработкой научных приборов и систем измерения, анализа, управления и мониторинга в таких областях, как оптика, акустика, включая оптическую спектрометрию ультрафиолетового, видимого, инфракрасного и терагерцевого диапазонов. В 2018 году центр по результатам оценки экспертов получил статус института первой категории.
— Идея конференции заключалась в том, чтобы передать дух тех передовых исследований, которые заложили основу современного развития акустооптики, — говорит М.Булатов. — Это важно, поскольку в центре работает много молодежи: средний возраст научных сотрудников — 39 лет. Радует и то, что многие пришли к нам развивать фундаментальную науку из МГУ им. М.В.Ломоносова, МГТУ им. Н.Э.Баумана и других ведущих вузов. У нас есть своя аспирантура — 36 аспирантов.
Мы издаем научный журнал «Физические основы приборостроения», имеем свой диссертационный совет. Результаты наших исследователей, открывающих новые горизонты в 11 лабораториях центра, сегодня широко востребованы, их печатают и цитируют в высокорейтинговых научных журналах. Работаем на уровне мирового научного центра.
Как рассказал присоединившийся к беседе советник директора член-корреспондент РАН Вадим Шахнов, в Центре коллективного пользования НТЦ УП РАН работают две уникальные научные установки — «Лазерный нагрев в ячейках высокого давления» и «Комплекс спектрального мониторинга участков поверхности Земли» — а также три фурье-спектрометра (на основе интерферометров), пять акустооптических спектральных устройств, несколько лазерных систем и так далее.
— Акустооптические технологии имеют ряд особенностей, — пояснил Вадим Анатольевич. — Отсутствие механических элементов, динамичность, быстродействие — все это позволяет разрабатывать компактные устройства, гибкие эффективные алгоритмы управления и анализа.
Приборы и разработки центра используются учеными со всей России. Институт поддерживает тесные связи с Владикавказским, Пермским и Южным научными центрами, с учреждениями Новосибирска, с Росатомом, Роскосмосом и Росавиацией.
— Наша уникальность в том, что мы сами создаем приборы и с их помощью проводятся исследования на самом современном уровне, — подчеркнул Марат Булатов. — За четыре последних года поставили более 50 различных приборов. Правда, многое тут зависит от госзаказа. Поэтому стараемся сами увеличивать количество контрагентов.
Пока мы с Маратом Булатовым и Вадимом Шахновым ходили по просторным лабораториям и цехам центра, знакомясь с сотрудниками и осматривая оборудование, к нам присоединился заведующий отделом акустооптических информационных систем Витольд Пожар, сообщивший о том, в каких областях находят применение разработки центра.
— Гиперспектральная аппаратура, например, позволяет бесконтактно и неинвазивно получать информацию о состоянии кожных покровов пациентов. Это, пока еще в экспериментальном формате, дает возможность проводить раннюю диагностику заболеваний, отслеживать динамику лечения или результат влияния иных факторов, — рассказал Витольд Эдуардович. — В области сельского хозяйства большой интерес вызывает внедрение концепции «цифровых агротехнологий», для чего необходимы средства оперативного сбора биохимической информации, в частности, с малых беспилотных аппаратов. Сейчас мы изготавливаем образцы гиперспектрометров как для технического применения, так и для проведения научных исследований в натурных условиях, например, в аквахозяйствах и на опытных полях. Приборы зарекомендовали себя очень хорошо. Важно, что ключевая (акустооптическая) их часть производится в России, а закупаются только некоторые электронные компоненты. Кстати, прошедшая конференция показала, что внутри страны есть достойные предложение по производству всех необходимых компонентов.
Затронув в заключение вопрос подготовки кадров, руководители центра тепло отозвались о сотрудничестве с Бауманским университетом, факультетом космических исследований МГУ, РТУ МИРЭА, вузами из других регионов РФ.
Андрей Субботин
Фото автора
Нет комментариев