Поиск - новости науки и техники

Ключи к лучам. Сфера применения лазерных технологий растет с каждым годом.

– Получается почти по Маяковскому: “Говорим Институт общей физики – подразумеваем Прохоров, говорим Прохоров – подразумеваем ИОФ РАН”, – эти слова с улыбкой произносит нынешний директор института член-корреспондент РАН Иван Александрович ­Щербаков. Действительно, имя нобелевского лауреата академика А.Прохорова неразрывно связано с ИОФ РАН, созданным им в 1983 году. Несмотря на то что само название “Институт общей физики” предполагает широкое поле деятельности, лазерное направление по-прежнему остается одним из главных. В год полувекового юбилея создания лазера директор прославленного научного учреждения рассказал об истории института и о новых инновационных разработках.
– Наш институт выделился из Физического института им. П.Н.Лебедева Академии наук СССР, где много лет проработал и достиг своих высот выдающийся ученый Александр Михайлович Прохоров. Нам отошла часть зданий ФИАН, затем были построены еще три корпуса, – вспоминает Иван Александрович. – Причем последний возводился в 1990-е, кризисное для науки время. Невероятные усилия были предприняты, чтобы найти инвесторов. Корпус был достроен с большим трудом. Сегодня общее количество сотрудников превышает тысячу, из них более 100 – доктора наук. В институте действуют три диссертационных докторских совета, базируются кафедры МФТИ, МХТИ, МИРЭА. Мы имеем источники дополнительного финансирования. В 2009 году институт получил в общей сложности 722,1 млн рублей, из них базовых “академических” денег всего 40%. Кстати, это результат работы школы Прохорова: Александр Михайлович никогда не делил деятельность ученых на фундаментальную и прикладную. Фундаментальные результаты, как правило, находят свое применение.
 – Но ведь это нередко происходит спустя годы.
– Согласен, что некоторые фундаментальные работы ищут своего приложения десятки лет. Но есть другие примеры: лазеры, создание которых непосредственно связано с именами А.Прохорова и Н.Басова, стали нужными сразу же. Кстати, не лишне привести формулировку, с которой Басову, Прохорову и Таунсу присудили Нобелевскую премию: “За фундаментальные разработки в области квантовой электроники, которые привели к созданию генераторов и усилителей на мазерно-лазерном принципе”. Тенденция в мире сейчас такова, что вклад советских ученых в становление лазерной физики явно приуменьшается. В сентябре 2010-го в журнале “Optical Engineering” вышла статья “Краткая история развития лазеров”. Это обзор с 175 ссылками, на статьи же советских физиков – всего три ссылки. Понятно, что это не соответствует действительности. Еще одна несправедливость, но уже относящаяся ко временам СССР. Как мне говорил Александр Михайлович, половина Нобелевской премии предназначалась Ч.Таунсу, а половина – нашим ученым. Американец получил причитающиеся ему 60 тысяч долларов, а Прохоров и Басов всего по пять тысяч вместо тридцати. Остальное удержало государство.
 – Пользуясь случаем, хотелось бы услышать чуть больше об академике Прохорове. Вы же общались с ним лично.
– Мне действительно посчастливилось работать с выдающимся ученым. Александр Михайлович родился в 1916 году, прошел войну. В моем кабинете висит увеличенная черно-белая фотография с его военного билета. Прожил Прохоров 85 лет, работал до самой смерти. В последний раз он был в институте в самом конце 2001 года, за неделю до своей кончины. Все предметы в его кабинете, который стал музеем, лежат на тех же местах, где их оставил Александр Михайлович. Директорствовал он 15 лет. В 1998 году Александр Михайлович предложил мне занять должность директора Института общей физики, что было для меня полной неожиданностью. Сотрудники института поддержали это предложение.
Последние годы Прохоров занимался важным для института делом – определял новые научные направления его деятельности. В частности, по его инициативе в нашем институте начало развиваться новое направление – оптоволоконная оптика. Сейчас модно говорить о нанотехнологиях, а Прохоров начал заниматься этими проблемами еще в 1960-х годах. Специально под такие исследования были созданы новые подразделения, закуплено большое количество оборудования. Сегодня исследования по нанофизике широко представлены в институте.
Другое модное сегодня понятие – “инновации”. Прохоров, по-видимому, не знал такого термина, но всю жизнь занимался тем, что сейчас под этим словом подразумевается. Несмотря на то что в настоящее время об инновациях говорят очень много, в советские годы результаты внедрения научных разработок в промышленность были гораздо более осязаемы. Потому что они были востребованы промышленностью, а сейчас производства почти нет. Например, в начале 1980-х годов мое подразделение занималось новыми кристаллами для лазеров, и эти кристаллы стали использоваться уже через полгода после их получения в лабораторных условиях. Их применение в три раза повысило КПД твердотельных лазеров.
 – Раз уж зашла речь об инновациях, не могли бы вы рассказать о наиболее значимых разработках Института общей физики?
– Таких разработок у нас немало, потому что, как я уже сказал, Александр Михайлович считал получение прикладных результатов важным и естественным этапом научных исследований.
Существует огромное количество видов лазеров для самых разнообразных областей применения. К примеру, в развитых странах создаются установки для исследования лазерного термоядерного синтеза, идея которого была предложена Н.Басовым и О.Крохиным в 1962 году. У нас в России с этой целью планируется создание сверхмощного лазера в РФЯЦ-ВНИИЭФ в Сарове. Сотрудники ИОФ РАН также будут принимать участие в этом проекте. Проблем при этом возникает много. Так, в нашей стране было практически загублено производство лазерных стекол, являющихся неотъемлемой частью таких лазеров. Теперь приходится все восстанавливать. Почему важны именно стекла? Дело в том, что идеальные кристаллы, особенно больших размеров, вырастить очень сложно. В начале 1960-х американец Э.Снитцер предложил вместо сред с упорядоченной решеткой использовать стекло с неодимом, которое получить проще. Для чего нужны мощные лазеры? Миру необходимы новые альтернативные источники энергии, а лазерный термояд – это источник чистой энергии. А вообще, для получения термоядерного синтеза развиваются два направления: на основе токамаков, предложенных А.Сахаровым и И.Таммом, и на основе стеллараторов. В нашем институте работает стелларатор, мы смогли сохранить эту установку.
В ИОФ РАН создаются самые разные лазеры и среды для них. Кристаллы ванадатов, технология которых разработана в ИОФ РАН, считаются лучшими в мире для систем с диодной накачкой. Мы разрабатываем всевозможные компактные лазеры для связи, в том числе и для подводной.
– Выставки по медицине и косметологии, на которых мне удалось побывать, просто удивляют многообразием лазерного оборудования. Создаете ли вы квантовые генераторы для здравоохранения?
– Это направление мы развиваем активно. Наши сотрудники совместно со специалистами Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова разработали метод регистрации бактерии Helicobacter pylori в организме человека. Для этого с помощью полупроводникового лазера исследуется изотопический состав выдыхаемого человеком воздуха. Несколько лет назад Нобелевская премия была вручена ученым, открывшим, что эта бактерия вызывает такие заболевания, как гастрит, язва желудка и двенадцатиперстной кишки. Разработка нашего метода регистрации уже внедрена в клиническую практику и отмечена премией Правительства РФ в области науки и техники.
Ученые ИОФ РАН совместно с сотрудниками Московского научно-исследовательского онкологического института им. П.А.Герцена разработали метод флуоресцентной спектроскопии и приборы для флуоресцентной диагностики раннего рака кожи и слизистых оболочек дыхательный путей, желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы. Метод основан на способности злокачественных и здоровых клеток по-разному реагировать на возбуждение лазером. Опухоль не люминесцирует, а нормальные клетки “светятся”. Проект получил финансовую поддержку правительства Москвы. Кстати, с помощью разработанного оборудования можно не только определять недуг, но и лечить его. Для этого в организм предварительно вводят специальные красители, которые скапливаются в злокачественных тканях. Затем лазерное излучение “сжигает” их. Такими приборами оснащены более 20 московских клиник.
В Центре физического приборостроения ИОФ РАН в Троицке налажено производство установки “МикроСкан” на основе эксимерного ультрафиолетового лазера. Установка предназначена для проведения операций по коррекции различных видов глазных аномалий – миопии, гиперметропии, астигматизма. В этой области мы лидеры, имеем более 50% отечественного рынка офтальмологических лазеров подобного типа. Нашим оборудованием снабжены клиники большинства филиалов МНТК “Микрохирургия глаза” им. академика С.Н.Федорова. Это оборудование сертифицировано в Европе и Китае. Кроме того, недавно нами была разработана новая офтальмологическая установка на основе фемтосекундного неодимового лазера “Фемто Визум”, являющаяся тончайшим хирургическим инструментом. Сейчас прибор проходит клинические испытания.
Другой пример использования лазеров в медицине – лечение тяжелых форм туберкулеза. Оно проводится с помощью разработанной учеными института совместно с медиками установки “Мария”. Известно, что палочка Коха, модифицируясь, быстро “привыкает” к медикаментам и перестает реагировать на них. В этом случае выручает лазер. Его излучение проникает в легкие, воздействует на пораженную ткань и предотвращает угрозу развития болезнетворных микробов.
Особая наша гордость – лазерный хирургический комплекс “Лазурит”. Его действие основано на светогидравлическом эффекте, обнаруженном А.Прохоровым с сотрудниками еще в 1960-е годы. Лазерный луч, попадая в жидкую среду, образует в ней пузырьки, которые, схлопываясь, формируют ударную волну. Это явление мы решили использовать для разрушения камней в почках. Важно, что при нашей методике воздействию подвергаются только твердые образования, мягкие ткани при этом не повреждаются. Уникальность этой установки еще и в том, что она компьютеризирована. Это позволяет врачам, находящимся вдали от места проведения операции, следить за ходом процедуры через Интернет. В ближайшее время мы планируем получить сертификат на “Лазурит” и использовать его для удаления раковых опухолей на кровенаполненных органах, например почках. Правительство Москвы в ближайшее время собирается организовать закупку 29 таких установок для столичных клиник.
То, что здесь названо, – далеко не полный перечень инновационного лазерного оборудования, созданного в стенах института. У его сотрудников большое количество различных достижений в этой области, с некоторыми можно ознакомиться в недавно изданной брошюре “Инновационные разработки ИОФ РАН”.

Фирюза ЯНЧИЛИНА. Фото Николая Степаненкова.

Нет комментариев