«Наука в Сибири» ОТ ТЕОРИИ
|
Компактный лазер (вверху).
Лазерный практикум (внизу). |
Сегодня в состав Иркутского филиала Института лазерной физики СО РАН входят три лаборатории и один научный сектор. Здесь работают 5 докторов и 10 кандидатов наук. Сотрудники филиала имеют десятки патентов и авторских свидетельств, ежегодно публикуются в научных российских и зарубежных журналах. К важнейшим результатам можно отнести новые методы голографического вычитания изображений, созданные под руководством к.ф.-м.н. С. Малова, новый класс эффективных лазеров видимого и ИК диапазонов для применения в научных исследованиях и медицине, разработанные под руководством д.ф.-м.н. В. Хулугурова. Широко известны в России и за рубежом работы по напряженному состоянию и прочности однослойных и многослойных сосудов высокого давления д.ф.-м.н. Л. Цвика, крупного специалиста в области физики прочности. Им, совместно с С. Маловым, разработана технология лазерного упрочнения трущихся поверхностей подвижных соединений аппаратов высокого давления.
Многие идеи ученых находят применение на практике. Так, приборы контроля вибрации промышленных установок, разработанные в ИфИЛФ, действуют на Иркутском алюминиевом заводе в городе Шелехове, заводе кристаллического кремния, горно-обогатительных комбинатах города Удачный и поселка Айхал в Республике Саха (Якутия). Сотрудники филиала обслуживают единственный в России лазерный деформограф для мониторинга деформации земной поверхности, который установлен на сейсмостанции Талая города Слюдянка.
С 2000 года филиал возглавляет д.ф.-м.н. профессор Евгений Мартынович. С его приходом появилось новое направление в научных исследованиях люминесценция. Больше внимания стало уделяться разработке современных твердотельных лазеров для различных областей науки, народного хозяйства и медицины. Дважды проекты коллектива становились победителями в инновационных конкурсах ИНЦ СО РАН, и на их реализацию выделяли средства. Эта поддержка сыграла большую роль в завершении важных для коллектива работ. В результате были созданы несколько лазеров разного уровня мощности. Например, современный, полностью твердотельный, компактный, эффективный многоцелевой лазер, предназначенный для использования в научных исследованиях, технике и медицине; высокоэффективный твердотельный лазер с сетевым питанием; лазер с выходной оптической мощностью 30 Вт, а также набор приборов и принадлежностей на основе компактных лазеров, который может быть использован для лекционных демонстраций и лабораторных работ в вузах, техникумах и лицеях.
Созданные в институтских лабораториях лазеры могут стать замечательными помощниками медиков и косметологов. Возможно, за рубежом подобные разработки есть, но стоят они очень дорого. Цена же созданного в Иркутске современного, эффективного, компактного многоцелевого прибора с регулируемыми характеристиками, который можно применять для широкого спектра методик лазерной терапии, всего около тысячи долларов. Внешне он похож на «фонарик» размером с шариковую ручку. Но его КПД 20-30 %, напряжение 2 вольта, а длина волны света 808 нанометров. Плотность воздействия луча в 100-200 раз больше, чем, например, у лазерной указки. Для питания используются два маленьких аккумулятора, обеспечивающие четыре часа работы. Конструктивно он непрост, в нем двойное преобразование частоты излучения. Лазер применим и для проведения научных исследований. Его можно использовать, например, для возбуждения люминесценции в различных субстратах, для изучения примесей в горных породах.
Другая разработка иркутских ученых имеет более фундаментальный характер, но применима и в практике. Она основана на умении управлять взаимодействием света и вещества. Если на пути действия луча установить подвижную прозрачную пластинку, то лазер будет действовать на определенные точки на ней, и, в зависимости от времени действия и дозы излучения, «рисовать» точки разного размера. Изменяя коэффициент преломления, можно располагать точки в нужном направлении. Особенности пространственного разрешения воздействия света на среду можно использовать в самых разных целях, например, для создания портретов внутри стеклянных блоков, в стоматологии для лечения кариеса, для нанесения разметки и рисунков на металлической поверхности.
«Мы пытаемся добиться оптимального воздействия луча по горизонтали, рассказывает профессор Евгений Мартынович. Проводили, например, эксперимент, изучая люминесценцию. Кристалл дает разный свет, и хорошо видно, как вдоль него распределяется интенсивность. Оказывается, ее можно рассчитать с помощью наших методик. В Париже совместно с французскими коллегами провели эксперимент, в котором выясняли, как влияет на этот процесс дисперсия самого кристалла. Показали, что есть возможность управлять процессом создания картинки внутри кристалла. Описание экспериментов опубликовано в престижном американском журнале.
Преимущество предлагаемой нами технологии заключается в том, что в ней используется излучение продольной когерентности с малой величиной времени воздействия. Новая технология применима и для нанесения информации на оптические носители. Она позволяет получить более тонкий, чем при традиционной технологии слой, открывает подходы к новым фантастическим технологиям, которые, например, дают возможность на прозрачном диске толщиной в 1 мм записать порядка 100 слоев информации! Но предложить такую разработку у нас в стране, к сожалению, некому.
Поэтому мы стараемся делать то, что можно использовать практически. Интересная идея возникла у наших молодых ученых. Они предложили создать комплект приборов компьютеризированного лазерного практикума, чтобы изучать такие физические явления, как генерация излучения в кристаллах, интерференция и дифракция света, принципы построения современных твердотельных лазеров с диодной накачкой и др. Подобных приборов для лабораторных исследований нет ни в одном из вузов. Они пригодны также и для обучения основам физики учащихся колледжей и школ. Проект «Лазерный практикум», руководитель которого наш сотрудник Михаил Павлов, уже завершен, и мы можем предложить созданную в результате инновационную продукцию образовательным учреждениям».
Фото из архива института
стр. 11