Сибирское отделение Российской Академии Наук

С.Раутиан -- ученый с мировым именем, специалист в области оптики, спектроскопии, лазерной физики, физической кинетики. Он автор и соавтор более чем 250 научных работ, в их числе 2 монографии и два учебника.

С.Раутиан награжден орденом "Знак почета" и премией Академии наук имени Д.С.Рождественского.

Научная биография С.Раутиана начиналась в начале 50-х годов под руководством классика российской физики -- академика Г.С.Ландсберга, от которого он воспринял (и впоследствии требовал от своих учеников) такой подход к научной работе, который кратко можно сформулировать так: основательность проработки научного вопроса с доведением результата до исчерпывающей ясности. Плодотворность этого подхода проявилась уже в кандидатской диссертации С.Раутиана, посвященной теории реальных спектральных приборов и редукции к идеальному прибору, которая стала классической работой и до настоящего времени цитируется специалистами во всем мире.

С момента появления лазеров научные интересы С.Раутиана переместились в область лазерной оптики и спектроскопии. Целый комплекс фундаментальных и одновременно пионерных результатов получен С.Раутианом (ряд из них -- совместно с И.И.Собельманом) уже к середине 60-х годов, за время его работы в ФИАНе. Выяснено, что кинетика вынужденных радиационных переходов существенно зависит от релаксационных констант комбинирующих уровней, от спектрального состава и геометрической конфигурации поля излучения, приобретает специфические черты вследствие теплового движения частиц газа. Впервые предложен, а впоследствии развит так называемый метод пробного светового поля, который оказался эффективным инструментом для исследования свойств среды, подверженной воздействию лазерного излучения, и который стал одним из основных методов современной нелинейной спектроскопии. В рамках этого метода обнаружена радикальная модификация спектра поглощения слабого сигнала в присутствии интенсивного резонансного излучения. Модификация настолько сильна, что в отдельных участках спектра поглощение сменяется на усиление и наоборот. Тем самым предсказан эффект "усиления без инверсии" задолго до того, как это стало "модным" направлением исследования. Установлено, что эффект Аутлера-Таунса (расщепление уровней энергии под действием излучения) играет фундаментальную роль в формировании спектральных свойств среды, находящейся в поле интенсивного излучения. В частности, на этой основе предсказана триплетная структура спектра резонансного рассеяния (резонансной флуоресценции). Исследования резонансного рассеяния интенсивного излучения впоследствии выделились в отдельное научное направление. В современной литературе иногда встречается термин "триплет Моллоу" в связи со спектром резонансной флуоресценции, что вряд ли оправдано, поскольку Моллоу (B.R.Mollow) рассматривал данную проблему на много лет позже, чем С.Раутиан с И.Собельманом.

Одним из первых С.Раутиан обратил внимание на "внутридоплеровские" возможности лазерной спектроскопии: в 1963 году он установил, что спектр спонтанного испускания атомов, находящихся в тепловом движении, содержит на доплеровском фоне резкую спектральную структуру с естественной шириной. Эта структура и "провал Лэмба", обнаруженный в том же году, были первыми нелинейными резонансами, открывшими внутридоплеровскую спектроскопию сверхвысокого разрешения.

Очевидно, что множество релаксационных процессов, происходящих в среде и обусловленных, в частности, столкновениями частиц, должно сказаться на спектральных свойствах взаимодействующего с ней излучения. В линейной спектроскопии для анализа этой проблемы служил метод корреляционной функции. В применении к нелинейной спектроскопии он становится громоздким и трудоемким. С.Раутианом был предложен и обоснован метод, адекватный задачам нелинейной спектроскопии -- метод квантового кинетического уравнения для матрицы плотности типа уравнения Больцмана. Впоследствии этот метод стал неотъемлемым рабочим инструментом в задачах о взаимодействии лазерного излучения с газовыми средами. На его основе С.Раутианом с учениками получен ряд фундаментальных результатов. В частности, окончательно сформирован метод пробного поля и с его помощью проанализированы резонансные радиационные процессы при учете движения частиц и разного рода релаксационных процессов. Выяснено, что помимо "обычных" эффектов насыщения принципиальную роль играют нелинейные интерференционные явления, обусловленные наведенной излучением когерентной суперпозицией квантовых состояний, а также эффект полевого расщепления уровней. Предсказаны и исследованы узкие нелинейные резонансы, свободные от доплеровского уширения, отвечающие двухфотонным процессам в системах уровней различной конфигурации (лямбда-схема, V-схема, схемы двухфотонного поглощения и двухфотонной люминесценции). Установлена зависимость ширины и формы нелинейных резонансов от взаимной ориентации волновых векторов лазерных полей, от их поляризаций и интенсивности, от столкновений различных типов (тушащих, деполяризующих, дефазирующих, изменяющих скорость). Обнаружен эффект медленных частиц, сводящийся к тому, что нелинейные резонансы практически не подвержены так называемому пролетному уширению. Предсказано расщепление нелинейных резонансов вследствие эффекта отдачи. Эти результаты легли в основу внутридоплеровской спектроскопии высокого и сверхвысокого разрешения и получили широкомасштабное развитие во многих научных коллективах мира, и прежде всего в лаборатории С.Раутиана. В частности, здесь разработаны новые разделы спектроскопии: нелинейная спектроскопия низкотемпературной плазмы, поляризационная спектроскопия на основе разностных нелинейных резонансов, магнитооптическая нелинейная спектроскопия, спектроскопия многофотонных кооперативных процессов. С помощью метода пробного поля получена обширная информация о взаимодействии частиц газа с мощным лазерным излучением и о физике столкновений в газе и в плазме.

С.Раутианом сделан крупный вклад и в исследование физики самих лазеров. Им установлена важная роль микронеоднородностей, индуцированных излучением, рассчитаны гистерезисные явления в лазерах с поглощающей ячейкой, создана теория формирования генерации лазера на сверхсветимости с неустойчивым резонатором.

Одним из первых С.Раутиан с учениками исследовал нелинейно-оптические явления в газах: экспериментально зарегистрированы и объяснены специфические эффекты преобразования частоты излучения в резонансных многофотонных процессах. Оказалось, что за них, как правило, ответственны вынужденное комбинационное рассеяние и многофотонные параметрические процессы. Эти эффекты, а также упомянутые выше нелинейные интерференционные эффекты в последнее время приобрели особое звучание в связи с повышенным интересом к лазерам без инверсии. В последние годы получены очень интересные результаты в нелинейной спектроскопии низкотемпературной плазмы (плазмы газовых лазеров). Здесь установлена определяющая роль кулоновских столкновений с изменением скорости на формирование спектров и на генерационные характеристики лазеров.

Самим С.Раутианом и под его руководством получен ряд крупных результатов, касающихся специфического воздействия лазерного излучения на вещество: открыта адресная лазерная фотомодификация биомолекул (РНК и ДНК), обнаружены гигантские нелинейно-оптические отклики фрактальных кластеров и их фотомодификация. В его лаборатории открыто новое явление -- светоиндуцированный дрейф атомов и молекул и на этой основе сформирована новая область -- светоиндуцированная газовая кинетика.

Многие из наиболее интересных эффектов, открытых С.Раутианом, обязаны своим существованием оптической когерентности (когерентной суперпозиции состояний, связанных резонансным излучением). С.Раутиан убежден, что оптическая когерентность еще не исчерпала себя в своих проявлениях, и в последние годы он продолжает уделять ей пристальное внимание. В частности, им предсказан эффект переноса оптической когерентности при спонтанной релаксации и прослежены спектральные проявления этого эффекта.

На протяжении всей своей научной деятельности С.Раутиан стремился передать свои знания более молодым исследователям, постоянно заботился о пополнении научной смены, расширении круга ученых в новой (лазерной) области физики. В итоге сформировалась обширная научная школа С.Раутиана, и он постоянно окружен многочисленными учениками.

К важнейшим заслугам С.Раутиана следует отнести создание школы физиков-лазерщиков в Сибири. Здесь он начал работать с 1965 года, когда лазерная физика находилась на самых первых этапах своего становления. Научный "задел", наработанный им в ФИАНе, послужил мощным толчком для быстрого наращивания квалификации молодыми специалистами, посвятившими себя новой, перспективной области науки. Под воздействием С.Раутиана конец 60-х и начало 70-х годов знаменовались бурным развитием лазерной физии в Новосибирске. Это был период большого энтузиазма, активной генерации идей, период формирования ядра сибирской школы С.Раутиана. Со временем сибирские физики-лазерщики, их достижения стали известными и признаваемыми в широких научных кругах мира. Рост этого признания был ощутим практически сразу, судя по активному посещению научных конференций, организованных в Новосибирске в определяющей степени по инициативе С.Раутиана. Особым авторитетом в мире пользуются ставшие регулярными Вавиловские конференции, участие в них считают для себя лестным многие авторитетные ученые.

Особое внимание С.Раутиан всегда уделял обучению студентов, формированию специалистов-профессионалов. Его педагогическая деятельность вначале была связана с Московским "физтехом", а потом -- с Новосибирским государственным университетом. В 1965 г. им была организована в НГУ специальность "Оптика", которая впоследствии была преобразована в кафедру "Квантовая оптика", и С.Раутиан -- ее бессменный руководитель. За время существования кафедра подготовила более 350 дипломированных специалистов, из них более 80 стали кандидатами наук и 14 -- докторами наук. Выпускники кафедры работают не только в Новосибирском, но и в других научных центрах Сибири, а также во многих регионах страны и за рубежом. Подавляющее большинство из них получили признание как специалисты высокого класса. С 1978 по 1982 годы С.Раутиан был деканом физического факультета НГУ.

Под непосредственным руководством С.Раутиана защищена 21 кандидатская диссертация, 8 из его учеников стали докторами наук, один -- членом-корреспондентом РАН. Это то, что подпадает под формальные критерии. По существу же есть еще целый ряд кандидатов и докторов наук, которые с гордостью причисляют себя к выходцам из школы С.Раутиана: это и ученики учеников, и те, которые, уже будучи "остепененными", существенно пополнили свой научный багаж в результате плодотворного общения с ним.

Не стремясь и не умея строить свою карьеру с использованием подходящей конъюнктуры, высший смысл своей жизни С.Раутиан видит в активной повседневной научной деятельности и в научном общении с учениками и коллегами. До сих пор это ему успешно удается осуществлять. Верим, что и далее на этом пути он сможет достичь новых блестящих научных результатов.

С юбилеем, Сергей Глебович, и пусть не иссякнут в Вас запасы здоровья и оптимизма!

А.Шалагин, член-корреспондент РАН,

Д.Шапиро, доктор физико-математических наук,
Институт автоматики и электрометрии;

И.Бетеров, профессор,
Институт физики полупроводников;

А.Тумайкин, профессор НГУ;

А.Попов, профессор,
Институт физики им. Л.В.Киренского.

гг. Новосибирск, Красноярск.

Опубликовано в газете "Наука в Сибири", N 49-50, 1998г.

www@www-sbras.nsc.ru