ПОД ЗНАКОМ ЛАЗЕРНОЙ ФИЗИКИ
Для Института лазерной физики СО РАН уходящий 1997 год был более чем насыщенным.
Наряду с участием в российских и зарубежных конференциях, сотрудники института
организовали и провели два международных форума по лазерной физике, которые обратили на
себя внимание ученых всего мира, чья работа связана с лазерами. В конце июня проходил
традиционный Российско-Германский семинар по лазерной спектроскопии, а буквально через
месяц — международный симпозиум, который носил название “Современные проблемы
лазерной физики” (Modern Problems of Laser Physics) — MPLP’97. Второй раз (первый в 1995
году) этот форум проводится в столице Сибири.
В.ДЕНИСОВ, ученый секретарь по международным связям;
А. МАЙОРОВ, заведующий лабораторией
медицинских лазерных технологий Института лазерной
физики СО РАН.
Организованный Институтом лазерной физики
(Новосибирск) совместно с Институтом спектроскопии РАН (г. Троицк) и Международным
лазерным центром МГУ им. Ломоносова (г. Москва), симпозиум “Современные проблемы
лазерной физики” МРLP’97 получил значительную поддержку как российских государственных
и общественных организаций (Министерство науки и технологии РФ, Российский фонд
фундаментальных исследований, отделение общей физики и астрономии РАН, Совет по
когерентной и нелинейной оптике РАН, Сибирское Отделение РАН, администрация
Новосибирской области), так и признанных международных организаций (Европейское
физическое общество, Американское оптическое общество, Отделение Квантовой Электроники
и Оптики Европейского физического общества).
Внушительный список организаций, оказавших поддержку, широкое научное представительство
делегаций показывают, что симпозиум завоевал международный авторитет. Прежде чем
углубляться в отчет о проведении этого симпозиума, очень коротко проследим историю
развития лазерной науки в Новосибирске.
В развитии любой науки существует определенная хронология. Скорее всего, отсчет в лазерной
физике можно вести с наиболее крупного изобретения 1954 года, когда был создан
мазер(непрерывный генератор в сантиметровом диапазоне длин волн), создатели которого
впоследствии были удостоены Нобелевской премии по физике: в России — Н.Басов и
А.Прохоров, в США — Ч.Таунс. В 1960 году Т.Меймен (США) создал первый импульсный
оптический генератор на кристалле синтетического рубина. В том же году в Новосибирске, в
Институте радиофизики и электроники, руководимом Ю.Румером, образуется группа
энтузиастов, работающая в новейшем направлении физики. В 1961 году американскими учеными
был создан первый газовый лазер непрерывного действия (А.Джаван, В.Беннет, Д.Эрриот), а
через год аналогичный лазер был запущен в Новосибирске (В.Чеботаев Г.Кривощеков,
В.Клементьев).
Начиная с 1962 года лазерной тематикой занимались многие институты Сибирского отделения,
такие как Физики полупроводников, Оптики атмосферы, Автоматики и электрометрии,
Теплофизики, Ядерной физики и другие. Развитие фундаментальных исследований
сопровождалось интенсивным развитием прикладных направлений применения лазеров.
Создаются специальные конструкторско-технологические институты для ускоренного
внедрения разработок в производство. Такие подразделения Сибирского отделения, как
Конструкторско-технологический институт “Оптика” (КТИ “Оптика” г. Томск), Конструкторско-
технологический институт научного приборостроения (КТИНП г. Новосибирск) и “Опытный
завод” выпустили достаточно большое количество лазерных приборов, разработанных в
академических институтах.
Под руководством В.Чеботаева сформировался коллектив для которого, казалось бы, нет
невозможного в науке под названием “лазерная физика”. За цикл работ по нелинейным узким
резонансам в оптике и их применению авторам — В.Чеботаеву (Новосибирск) и В.Летохову
(Москва) в 1978 году была присуждена Ленинская премия. Высокая оценка работ и признание
заслуг В.Чеботаева выразились в присуждении ему американской премии Чарльза Таунса “За
выдающийся вклад в развитие квантовой электроники” и германской премии Александра
Гумбольдта “За фундаментальные исследования по лазерной спектроскопии”. Сформированное
новое научное направление и школа, признанные российским и мировым научными
сообществами, развитие фундаментальных и прикладных исследований в этой области лазерной
физики требовало создания специализированного института. Правда, это событие произошло
только в 1991 году. Первым директором Института лазерной физики СО РАН был академик
В.Чеботаев. Еще тогда определились основные направления, по которым институт работает по
сей день. Это лазерная спектроскопия сверхвысокого разрешения и ее фундаментальное
применение. Кристаллические и полупроводниковые лазерные системы. Материалы квантовой
электроники. Генерация фемто- и аттосекундных импульсов. Взаимодействие лазерного
излучения с веществом. Энергетика мощных лазеров для научных исследований и технологий, а
так же разработка лазерных систем для медицинского применения. Сейчас эта достаточно
широкая тематика — интенсивно развивающиеся направления под руководством нынешнего
директора Института академика С.Багаева с высококвалифицированными специалистами,
заслужившими мировое признание высоким уровнем своих работ. Есть направления, которыми
сотрудники института занимаются более двадцати лет и по которым институт в настоящее время
занимает лидирующие позиции в мире — это лазерная спектроскопия сверхвысокого разрешения
и прецизионная лазерная спектроскопия атомов и молекул. Результат этих исследований —
уточнение фундаментальных физических констант и создание лазерных стандартов частоты и
времени.
В 1993 году, в Италии, на заседании международного комитета по квантовой электронике было
принято решение о проведении серии международных встреч в Новосибирске для обсуждения
современных проблем лазерной физики. В соответствии с этим решением в 1995 году
проводился первый симпозиум “Современные проблемы лазерной физики” MPLP’95. В его
работе участвовали многие лазерные центры и институты мира. Обмен научной информацией на
симпозиуме был чрезвычайно интенсивен. Ученые Сибири представили работы, получившие
высокую оценку ведущих специалистов мира. Наметились области взаимных интересов.
Международный программный комитет решил — сделать Симпозиум традиционным и проводить
его раз в два года в Сибири, на базе Института лазерной физики СО РАН.
Два года интенсивной работы: выполнение научных планов института, исследования по
российским и международным грантам, подготовка новых прогамм и очередного симпозиума. В
числе работ, получивших путевку в жизнь после первого симпозиума можно отметить:
спектроскопические исследования экзотического атома — мюония, в которых принимают
участие ученые Германии (профессор Гизберт цу Путлиц и доктор К. Юнгман из
Гейдельбергского университета), Англии (профессора В.Тонер и П.Сандерс из Резерфордовской
лаборатории) и России (профессор С.Багаев и ведущий научный сотрудник Ю.Матюгин ИЛФ СО
РАН). Рождается этот атом в ускорителе, живет доли секунды и привлекает исследователей
своей “простотой” как аналог водорода, а также возможностью постановки точного
спектроскопического эксперимента. Эти исследования нацелены на проверку основных
положений квантовой электродинамики и уточнения фундаментальных физических констант.
Интересным направлением, возникшим после MPLP’95, мы считаем работы, связанные с
участием в экспериментах по регистрации гравитационных волн.
На симпозиуме были представлены доклады по всем крупнейшим международным программам,
созданным специально под эти исследования. Таких программ четыре: LISA(Европейского
космического агентства), LIGO(Калифорнийский технологический институт, США), VIRGO
(Франция и Италия), TAMA (Япония). Эти крупномасштабные проекты предусматривают
строительство многокилометровых интерферометров наземного и космического базирования.
Профессор Е.Бакланов (ИЛФ СО РАН) представил доклад, в котором изложил возможность
регистрации гравитационных волн с использованием высокостабильных лазеров, а также
предложил проверить эту идею в эксперименте. Определилась направленность работ с
французскими коллегами из Северо-Парижского университета. Периодические встречи и
совместные эксперименты по атомной спектроскопии переросли в серьезную взаимную
заинтересованность и потребность организации совместных проектов.
Не так быстро, как хотелось бы, но все-таки развивались и прикладные направления в институте.
Модернизирована офтальмологическая установка для коррекции зрения. Создана
стоматологическая установка для безболезненного лазерного сверления твердых тканей зуба.
Создан уникальный лазерный спектрометр светового рассеяния для исследования динамики
поведения биологических объектов и их идентификации. Совместно с Институтом оптики
атмосферы новосибирскими лазерщиками в Корее запущен мощный лидарный комплекс для
экологического зондирования атмосферы.
Для интеграции научно-образовательного, производственного потенциалов и материальных
ресурсов сибирского региона, для развития перспективных и конкурентоспособных наукоемких
лазерных и оптоэлектронных технологий, а также для создания лазерной техники нового
поколения распоряжением Правительства (от 17.06.96г.) и соглашением между Министерством
науки России, Российской Академией наук, Администрацией Новосибирской области на базе
Института лазерной физики Сибирского отделения РАН создана Межотраслевая научно-
техническая ассоциация “Сибирский лазерный центр”.
К началу очередного симпозиума совместными усилиями ИЛФ СО РАН И МНТА “Сибирский
лазерный центр” была подготовлена экспозиция новых действующих приборов и макетов.
Напомним, что второй международный симпозиум “Современные проблемы лазерной физики”
(MPLP’97), проводился в конце июля начале августа 1997 года. Для совместной работы
собрались ученые четырнадцати стран. Многие страны были представлены целыми делегациями.
Так, например, в немецкую делегацию вошли профессора Гизберт цу Путлиц и Т.Хэнш,
известные ученые В.Урбан, К.Юнгман, П.Ламбропулос, Ю.Хелмке, всего двенадцать человек.
Делегация из Франции состояла из шести человек: руководители направления по квантовой
электронике Французской академии наук профессора М.Дюклой и М.Ледюк, известные ученые
Э.Джиакобино и Д.Вивьеном и др. Американскую делегацию, так же из шести человек,
возглавляли профессора Р.Байер и Р.Соларз. Не менее представительной была и делегация из
новосибирского Академгородка. С докладами выступили ученые из институтов Лазерной
физики, Теплофизики, Автоматики и электрометрии, Ядерной физики, Неорганической химии,
Конструкторско-технологического института научного приборостроения, Конструкторско-
технологического института монокристаллов, Новосибирского государственного университета и
другие. Большое количество участников было из городов Сибири: Томска, Красноярска,
Иркутска, Барнаула и различных российских научных центров Москвы, Санкт-Петербурга,
Владимира, Нижнего Новгорода (это далеко не полный географический список российских
делегатов). Меньшим числом участников были представлены делегации Японии, Австрии,
Италии, Великобритании, Белоруссии и Латвии. Конечно, были и докладчики, представлявшие
страну в собственном лице.
В организации второго симпозиума был сохранен уже заданный стиль проведения, когда
пленарные заседания ведутся без параллельных секций, а стендовые секции, их было две,
проходили в “чистое” время, не пересекаясь с пленарными заседаниями. Это позволило
участникам прослушать и обсудить все доклады, которые затрагивали их профессиональные
интересы. Симпозиум открыл председатель оргкомитета директор Института лазерной физики
академик С.Багаев. После короткого приветствия, пожелания успешной и плодотворной работы,
началось пленарное заседание. Первая секция “Новые направления в лазерной физике”
открывалась докладом профессора Стенфордского университета Роберта Баера: “Прогресс в
создании нелинейных оптических приборов, основанных на квазифазовом согласовании”.
Более тридцати лет потребовалось ученым для реализации идеи, выдвинутой еще в 1962 году.
Только сейчас научно обоснованы и отработаны технологии, позволяющие создавать с
помощью электрического поля устойчивые и воспроизводимые структуры ферроэлектрических
доменов, играющих роль дифракционных решеток. Во втором докладе — “Высокостабильные
лазеры и точные физические эксперименты” академик С.Багаев предложил новые физические
принципы повышения долговременной стабильности и воспроизводимости частоты до уровня
10-17—10-18, представил результаты работ по разработке высокостабильных компактных
лазеров и созданию на их основе возимых стандартов частоты, а также изложил результаты
экспериментов проведенных с использованием ультрастабильных лазеров для точных измерений
абсолютной частоты в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах спектра.
Заключительный доклад этой секции, который представил профессор Н.Беверини, был посвящен
использованию диодных лазеров в спектроскопических экспериментах по получению
информации о кинетических процессах, проистекающих в плазме низкого давления.
После небольшого перерыва профессор Ш.Шардоне из Парижского университета сделал
пепрвый доклад, посвященный спектроскопии высокого и сверхвысокого разрешения. Докладов
на эту тему столько столько, что организаторам симпозиума пришлось выделить их в целую
секцию на следующий день, а большую часть вынести в постерную секцию. Много докладов
было посвящено лазерной прецизионной спектроскопии атомов водорода и гелия. Интерес
исследователей к этим “элементарным” квантовым объектам заключается не только в уточнении
фундаментальных физических констант, но и в уточнении существующей квантовой
электродинамики. Только перечисление докладчиков по этому направлению показывает, какой
огромный интерес представляют данные исследования в современных проблемах лазерной
физики: это профессора Г.цу Путлиц, К.Юнгман и Т.Хэнш (Германия), М.Бошиер (Англия),
А.Клайрон (Франция — его доклад представлял молодой французский ученый Ф.Нэз),
Е.Бакланов (Новосибирск). Конечно тематика спектроскопии сверхвысокого разрешения не
ограничивалась исследованиями водорода и гелия. Прекрасные доклады представили: академик
Евгений Александров (С.-Петербург) — “Наблюдение четырехквантового магнитного резонанса
в Зеемановской структуре основного состояния атома калия при температуре
39оК” (данные
исследования очень важны для создания сверхчувствительного магнитометра), профессор
Московского государственного университета Н.Коротеев — “Поляризационночувствительная
четырехфотонная спектроскопия лазерной плазмы”, профессор Токийского университета К.Уеда
— “Будущее мощных волоконных лазеров”, профессор Минского университета А.Рубинов —
”Позиционно-селективная спектроскопия биологических мембран с разрешением по времени” и
много других очень интересных докладов.
Всего на симпозиуме было представлено только устных докладов — 54 по следующим
направлениям современной лазерной физики: лазерная спектроскопия высокого и сверхвысокого
разрешения, нелинейные оптические явления, лазерные фемтосекундные источники (когда
длительность лазерного импульса порядка 10-14 секунды), которые позволяют ученым
исследовать сверхбыстрые процессы и сверхсильные лазерные поля, лазерное охлаждение и
захват, атомная интерферометрия, высокостабильные лазеры и прецизионные физические
эксперименты, лазерные детекторы гравитационных волн, лазерные источники с квантовым
уровнем шума и сжатие квантового шума, новые лазерные материалы, твердотельные лазеры с
диодной накачкой, волоконные и волноводные лазеры, физика лазерной биомедицины и химии.
Секции сменяли одна другую, докладчики с трудом укладывались в отведенное время... Так
продолжалось четыре с половиной дня.
Кроме официальных семинаров и заседаний, во время симпозиума состоялись также
неформальные встречи и научные дискуссии. По мнению участников, пиком таких встреч можно
считать “круглый стол” по теме “Лазерные и нелинейные кристаллы: сегодня и завтра”, на
котором председательствовали профессора Александр Каминский (Москва) и Даниель Вивьен
(Париж). В свободной дискуссии, не ограниченной временем, могли выступить как официальные,
так и неофициальные участники симпозиума. В результате, ученые из Сибири, большую часть
времени проводившие на трибуне, не только познакомили коллег с результатами своих
исследований в технологиях создания новых лазерных кристаллов, но и обсудили перспективы
дальнейшего сотрудничества в испытании и маркетинге готовых изделий. Четыре с половиной
дня продолжался симпозиум. На пятый день, желающие участвовать в экспериментах на
институтском лазерном полигоне “Кайтанак” или просто совершить экскурсию на Алтай, сели в
автобусы и взяли курс на Горно-Алтайск.
Если говорить об итогах, то на симпозиуме Институтом лазерной физики были установлены
деловые контакты с научно-исследовательскими группами США, Германии, Франции, Италии,
Японии, Австрии, Великобритании и других стран. Получена принципиальная договоренность об
организации ежегодного российско-французского семинара, который планируется провести
весной 1999 года в Париже. Установились и укрепились не только международные контакты.
Российские ученые подписали соглашение о создании “Российской ассоциации лазерных
центров”, в которую вошли все ведущие лазерные центры России. Генеральным директором
ассоциации выбран академик С.Багаев.
Таким образом, прошедшие два симпозиума подтверждают, что серьезные международные
встречи в Новосибирске помогают сибирским ученым активнее участвовать во многих
международных проектах. Кроме того, это прекрасная возможность молодым ученым,
аспирантам и студентам присутствовать на пленарных заседаниях, на стендовых секциях,
участвовать в работе спецсеминаров, обсуждать результаты представленных и своих работ,
устанавливая личные контакты с ведущими зарубежными и отечественными профессорами.
Посещая различные лаборатории, участники симпозиума реально увидели и оценили работы
Института лазерной физики и других институтов Академгородка. Они подтвердили, что в этом
научном центре возможна реализация больших комплексных проектов.
...Прошло четыре месяца как завершился MPLP’97. В институте готовится международный
проект по тематике “Атомная оптика и прецизионная спектроскопия атомов кальция и магния”.
Одной из возможных форм его реализации — INTAS проект с участием: Италии (Университет
г.Пиза, профессор Н.Беверини), Германии (Федеральный физико-технический институт
г.Брауншвейг, профессор Ю.Хелмке) и России (Институт лазерной физики г.Новосибирск, к.ф.-
м.н. А.Гончаров). Обсуждается календарный план с французскими коллегами из Лаборатории
физики Северо-Парижского Университета по спектроскопии сверхвысокого разрешения и
атомно-оптической интерферометрии. Достигнуто соглашении об участии института в проекте
LIGO (Калифорнийский технологический институт, США) по фундаментальным проблемам
гравитационно-волновой физики, включая принципиальные эксперименты по обнаружению
гравитационных волн от астрофизических объектов с помощью новейших оптических систем.
Научная жизнь новосибирских ученых-лазерщиков продолжается. И, несмотря на наше сложное
время есть определенная уверенность, что достижения сибирских ученых в области лазерной
физики всегда будут давать существенный вклад в развитии мировой науки.
стр.
|
