Лого Сделано у нас
14

Русский луч

   

 

  Россия — родина лазера — по-прежнему сохраняет в мире лидирующие позиции в области квантовой электроники  и в проектировании уникальных лазерных систем. И это — самое настоящее чудо нашей науки.

 

Без всякой помпы, тихо и незаметно российская наука отметила юбилей создания лазера — ровно 55 лет назад, весной 1951 года, выдающийся советский инженер-конструктор и преподаватель Московского энергетического института Валентин Фабрикант подал заявку на изобретение нового метода усиления света при помощи импульсного заряда. По сути, это был проект первого лазера.

ПЕРВЫЙ ГИПЕРБОЛОИД Свою лазерную пушку Валентин Александрович начал создавать еще с начала 30-х — сразу же после шумного успеха фантастического романа Толстого «Гиперболоид инженера Гарина». Правда, ни о каких «тепловых истребительных лучах» для диктатуры пролетариата речи тогда не было — ученый, изучая оптические свойства газовых разрядов, открыл эффект так называемого вынужденного излучения — именно так в те годы именовали лазерный пучок света. Однако вскоре началась Великая Отечественная, лабораторию эвакуировали из Москвы, и экспериментальная установка где-то затерялась. Обычная история. Второй «гиперболоид» Валентин Александрович смог собрать только в конце 40-х.

Однако его заявку в научных инстанциях мурыжили почти восемь лет. Лишь в 1959 году Фабриканту выдали авторское свидетельство «на способ усиления электромагнитного излучения (ультрафиолетового, видимого, инфракрасного и радиодиапазонов волн), основанный на использовании явления индуцированного испускания».

И нельзя сказать, что власти недооценивали Валентина Александровича — напротив, в том же 1951 году он получил звание лауреата Государственной премии СССР II степени за разработку люминесцентных ламп. Просто тогда было такое время — страна готовилась к атомной войне и высшим приоритетом в науке обладало все, связанное с военными разработками. Понятно, что внимание на всякие световые фокусы уделялось только лишь по остаточному принципу.

И уже потом, когда в американской печати пошли сообщения об экспериментах с рубиновым лазером Теодора Меймена, об опытах Эдварда Сколоу и Чарлза Таунса, советские чиновники встрепенулись. Исследования когерентного светового излучения получили шифр высшего приоритета, и в лабораториях Физического института начались работы по созданию лазерной установки. Правда, о патенте Фабриканта к тому времени уже успели позабыть.

Однако помимо самой технологии американцы смогли предложить и название этой самой технологии — лазер. Это аббревиатура от Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, что в переводе означает «усиление света в результате вынужденного излучения».

И, быть может, именно из-за этого красивого и такого ненашенского слова в умонастроениях российской общественности и случился необъяснимый перекос. Вот, не так давно Всероссийский центр изучения общественного мнения провел опрос: каким же достижениями советской и российской науки гордятся россияне? Большинство — более 85 процентов — гордятся космосом и полетом Гагарина. Еще половина опрошенных испытывает восторг при упоминании советской водородной бомбы — привет Западу от нашей «кузькиной матери». Еще несколько процентов припомнили телевизор, радио Попова и вертолет Сикорского. И все.

А вот лазер — это нечто западное. Из той же оперы, что и «Звездные войны», бластеры и прочие фантастические штучки из арсенала СОИ.

— Примерно такое же недоверие к нашим разработкам мы ощущали и со стороны государства, — говорит главный научный сотрудник Физического института РАН Иосиф Зубарев. — Дескать, ну кто поверит, что в России могут создавать лазерную технику?! Тем не менее в условиях самого жесткого и тотального дефицита средств на науку мы сумели сохранить приоритет в области квантовых разработок. И нигде в мире нет даже приблизительных аналогов того, что сейчас создается в наших НИИ.

И вот в честь юбилея первого русского лазера мы решили познакомить читателя с тремя самыми новейшими достижениями российской лазерной науки.

КОНТРОЛЕР ДЛЯ ХИРУРГА

  • Лечить глаза лазером научились еще в начале 80-х
  • Лечить глаза лазером научились еще в начале 80-х
В 2005 году в НИИ онкологии начались испытания лазерного хирургического стенда — установки для автоматизированного проведения операций по удалению раковых опухолей. Комплекс датчиков в корпусе «лазерного скальпеля» в процессе испарения «вырезаемых» тканей улавливает отраженное излучение. Поскольку мышечные и жировые волокна по-разному отражают лазерный луч, компьютер всегда знает, что именно лазер режет в данный момент.

— Зачастую хирурги при операциях могут недорезать опухоль, — говорит ученый секретарь Института проблем лазерных и информационных технологий Владимир Дубров. — Если же после такой операции больные ткани останутся в теле человека, то есть огромная вероятность, что рак распространится вновь. Новая хирургическая установка, разработанная в нашем институте, может не допустить ошибок хирурга. Если врач начнет резать лишнее, его инструмент предупредит об ошибке, а потом просто отключится.

КОПИРОВАНИЕ ОРГАНОВ Стереолитография, или технология объемного прототипирования, — так называется еще одна разработка Института проблем лазерных и информационных технологий. Суть ее проста: лазерный луч в жидком полимере рисует картинку, которая под действием лазера затвердевает, а в итоге получается трехмерный пластиковый аналог какого-либо объекта.

— Сегодня при лечении сложных переломов костей в тело вставляются металлические штыри или пластинки, — говорит Владимир Дубров. — К примеру, при сложном переломе челюсти пациенту разрезают ткани лица и часами собирают фрагменты кости на пластинку или специальные штыри. А вот с помощью нашей стереолитографии можно по рентгеновскому снимку воспроизвести копию любых костей черепа, затем воссоздать их из полимерных материалов. По этому аналогу можно заранее подогнать металлические пластины и имплантанты и уже готовыми вживлять человеку. В итоге время и силы, потраченные на операцию, сокращаются в несколько раз.

Интересно, что впервые метод стереолитографии был испытан при идентификации останков царской семьи. С помощью лазера ученые скопировали кости черепа предполагаемых венценосных особ и уже по пластиковым копиям проводили экспертизы.

ЛУЧ КАК ДВИГАТЕЛЬ В Научно-исследовательском институте комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем под Санкт-Петербургом проходит испытания двигатель, основанный на лазерной тяге. Со стационарной установки на земле к летательному аппарату подается лазерный луч огромной мощности. На самолете или ракете стоит оптический приемник лазерного луча, который концентрирует излучение и направляет энергию в камеру сгорания двигателя. В итоге лазер нагревает топливо до сотен тысяч градусов, происходит взрыв с образованием плазмы, которая вылетает из реактивного сопла.

— Двигатель работает со специфическим треском, — говорит начальник лаборатории газовых лазеров НИИКИ ОЭП Юрий Резунков. — Но сотни микровзрывов сливаются в один общий гул, создается непрерывная тяга, и двигатель поднимает аппарат в воздух. Так, в ходе экспериментов наши модели поднимались пока лишь до нескольких десятков метров вверх. Но расчеты показывают, что уже сегодня при помощи нашего двигателя мы можем поднять спутник весом 100 килограммов на орбиту до 100 километров. Впрочем, спутник можно забрасывать и дальше. Но для этого лазерная установка должна находиться в космосе, к примеру на борту МКС.

— Конечно, когда лазерная установка достигает определенной мощности, сразу же возникает соблазн использовать его и в военных целях в качестве поражающего средства, — говорит Иосиф Зубарев из Физического института РАН. — Что ж, подобные эксперименты проходят во многих странах мира, в том числе и в России. Однако для нас как для ученых более интересно гражданское направление. Уже в ближайшие годы с помощью лазерных и оптико-волоконных технологий можно в несколько раз увеличить пропускную способность кабелей связи. Еще у нас разрабатываются лазерные гироскопы, высокоточные морские и авиационные приборы навигации и необыкновенные часы, убегающие или отстающие на 1 секунду в миллион лет. Вот это для нас интересно, а не то, как из лазерной пушки по самолетам стрелять.

  • 0
    Гвардеец Гвардеец
    13.12.1310:46:45
    """\+/"""      
  • 0
    Нет аватара vx8400 .
    13.12.1319:59:30
    И уже потом, когда в американской печати пошли сообщения об экспериментах с рубиновым лазером Теодора Меймена, об опытах Эдварда Сколоу и Чарлза Таунса, советские чиновники встрепенулись
    Басов и Прохоров таки получили Нобелевскую премию вместе с Таунсом за аммиачный мазер, заработавший еще в 1954. По оптическим генераторам да, у Меймана приоритет.
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,