Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук принял участие в 17-й международной специализированной выставке лазерной, оптической и оптоэлектронной техники «Фотоника. Мир лазеров и оптики», проходившей в Экспоцентре (Москва) с 28 по 31 марта 2023 г.
Выставка объединила представителей предприятий и фирм – производителей лазерной и оптической продукции, научно-исследовательских институтов и ведущих учебных заведений России, Беларуси и Армении. Кроме того, в 2023 году участниками выставки стали около 30 профильных компаний из Китая. Информационным партнером мероприятия традиционно выступила редакция научно-технического журнала «Фотоника» (главный редактор – руководитель ТОП ФИАН, чл.-корр. РАН А.В. Наумов).
На стенде ФИАН были представлены научно-технологические разработки института в области оптики, лазерных технологий, фотоники и сенсорики, действующие макеты экспериментальных стендов, образцы прецизионных оптических изделий, лазерных кристаллов и наноматериалов:
1. Компактный высокогерентный перестраиваемый диодный лазер с внешним резонатором для спектроскопии высокого разрешения (Лаборатория стандартов частоты, Отдел лазерных технологий ТОП ФИАН). Такие лазеры используются в прецизионной спектроскопии и квантовой оптике, в т.ч. для лазерного охлаждения атомов рубидия. Ультрахолодные атомные ансамбли являются мощнейшим инструментом многих современных экспериментов в области квантовых технологий и фундаментальных исследований.
2. Технология лазерной сварки и герметизации для изготовления миниатюрных стеклянных атомных кювет – ячеек. Выставочные образцы кювет для квантовых магнитометров и атомных стандартов частоты (Лаборатория стандартов частоты, Отдел лазерных технологий ТОП ФИАН). Атомные ячейки применяются в качестве чувствительных элементов в микроволновых стандартах частоты, магнитометрах с оптической накачкой, ЯМР гироскопах на изотопах Xe. Длина волны выставочного макета компактного диодного лазера также стабилизируется с помощью ячейки, заполненной парами атомов рубидия.
3. Технология синтеза монокристаллов А2В6, легированных переходными металлами, и образцы кристаллов для лазерной генерации в среднем инфракрасном диапазоне на длинах волн 2–7 мкм (Лаборатория лазеров с катодно-лучевой накачкой, Отдел лазерных технологий ТОП ФИАН). Была представлена экспозиция из выращенных кристаллов и активных лазерных элементов: ZnSe:Cr, CdSe:Cr, CdTe:Fe, CdSe:Fe, ZnSe:Fe. Лазеры на основе таких кристаллов имеют широкие перспективы использования для спектроскопии сложных молекул, экологического контроля атмосферы, медицины, лидаров и других применений.
4. Выставочный макет медицинского лазерного аппарата на парах меди для микрохирургических операций в области дерматологии, косметологии, гинекологии, онкологии и офтальмологии (Лаборатория полупроводниковых лазеров с электронной накачкой, Отдел лазерных технологий ТОП ФИАН). Аппарат является примером многолетнего опыта разработок и производства высокотехнологичного лазерного оборудования, а также клинического опыта использования лазерных технологий, и имеет регистрационное удостоверение Росздравнадзора. В настоящее время проводятся мероприятия по сертификации оборудования на предмет соответствия актуальным требованиям, предъявляемым к медицинским изделиям.
5. Методика экспресс-диагностики на основе SERS-спектроскопии и технология синтеза специализированных SERS-подложек для высокочувствительной спектроскопии и сенсорики (Лаборатория новых фотонных материалов, Отдел перспективной фотоники и сенсорики ТОП ФИАН). Были представлены различные типы SERS-активных подложек, в т.ч. с металлическими нанопроволоками и дендритными наноструктурами. Такие наноматериалы могут найти применение для изучения сложных органических молекул и клеточных структур, анализа спектров и детектирования малых количеств вещества (вплоть до единичных молекул), в т.ч. в газовой среде. Сотрудниками ФИАН был презентован экспериментальный стенд для экспресс-диагностики веществ методом SERS-спектроскопии, а также рабочая модель гибкого нагревателя на основе трехмерных сеток из металлических нанопроволок.
6. Технология изготовления и выставочные образцы прецизионных оптических компонент: зеркал, многослойных интерференционных фильтров, просветляющих покрытий (Технопарк «Прецизионные оптические технологии» ТОП ФИАН). Презентация оптического производства включала в себя технологии изготовления оптических деталей с шероховатостью ̴ 1 Å, зеркал с малыми потерями (коэффициент отражения ̴ 99,999%), зеркал с высокой лучевой стойкостью, спектральных фильтров с полушириной ̴ 3Å и коэффициентом пропускания более 90% и других типов оптических покрытий для широкого спектра оптических изделий: дихроичные зеркала, поляризаторы, чирпированные зеркала, просветляющая оптика, спектральные фильтры, светоделители, металлические зеркала и др.
7. Высокостабильный метановый оптический стандарт частоты (Лаборатория стандартов частоты, Отдел лазерных технологий ТОП ФИАН). Непрерывный He-Ne/СН4 лазер (длина волны 3,39 мкм), стабилизированный по узкой спектральной линии метана, входящий в состав Фотонного СВЧ генератора, и задающий «опорную» оптическую частоту для синхронизации частоты повторения импульсов фемтосекундного волоконного лазера (длина волны 1,55 мкм). Благодаря использованию такого лазера стабильность компонент СВЧ гребенки (1-10 ГГц) на выходе фотодетектора, регистрирующего фемтосекундные импульсы, приобретает стабильность частоты He-Ne/CH4 лазера. Предельная кратковременная стабильность оптической частоты опорного He-Ne/CH4 лазера определяется «естественными» частотными шумами излучения, которые находятся на уровне ≈ 0,1 Гц/√Гц (в относительных единицах ≈ 10^(-15) /√Гц). Это позволяет снизить на 1–2 порядка кратковременную нестабильность частоты и уровень фазовых шумов СВЧ гармоник Фотонного СВЧ генератора по сравнению с водородными мазерами, кварцевыми и оптоэлектронными генераторами. Применяемые отечественные технологии, разработанные в сотрудничестве с высокотехнологическими компаниями-арендаторами, многолетними партнерами ФИАН ООО «Авеста» и ООО «Флавт», обеспечивают устойчивую автономную работу лазера при сохранении параметров в течение не менее 5 лет.
29 марта сотрудники ФИАН приняли участие в секции «Узлы и устройства фотоники для научного приборостроения» ХI Конгресса технологической платформы «Фотоника» с докладом «Трехмерная (3D) наноскопия на основе структурированных световых полей» (Д.В. Прокопова, Н.Н. Лосевский, С.А. Самагин, С.П. Котова, И.Ю. Еремчев, И.Т. Мынжасаров, А.В. Наумов), подготовленным по результатам работ, выполненных коллаборацией сотрудников ТОП ФИАН, Самарского филиала ФИАН, Института спектроскопии РАН и Московского педагогического государственного университета.
31 марта состоялось расширенное заседание Совета по оптике и фотонике Отделения физических наук РАН, посвященное обсуждению важнейших результатов научных институтов, находящихся под научно-методическим руководством ОФН РАН. Были заслушаны доклады представителей научных коллективов из разных городов России: Москвы (ФИАН, ИСАН, ФНИЦ ИОФ РАН, ФНИЦ «Кристаллография и фотоника РАН»), Санкт-Петербурга (ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН), Черноголовки (ИФТТ РАН), Нижнего Новгорода (ИПФ РАН), Томска (ИОА СО РАН), Новосибирска (ИЛФ СО РАН), Владивостока (ИАПУ ДВО РАН). Сотрудниками ФИАН были представлены доклады: «Транспортируемые оптические часы на одиночном ионе иттербия (И.А. Семериков, И.В. Заливако, А.С. Борисенко, М.Д. Аксенов, Н.Н. Колачевский, К.Ю. Хабарова), «Жидкокристаллический ферриэлектрик как электрооптическая среда пространственно-временных фазовых модуляторов света (Е.П. Пожидаев, М.В. Минченко, А.В. Кузнецов, Т.П. Ткаченко, В.А. Барбашов) и «Трёхмерная флуоресцентная наноскопия с аппаратной модификацией функции рассеяния точки» (И.Ю. Еремчев, Д.В. Прокопова, Н.H. Лосевский, И.Т. Мынжасаров, С.П. Котова, А.В. Наумов). Участники семинара были награждены почетными дипломами Отделения физических наук РАН.
Участники выставки «Фотоника-2023» получили возможность ознакомиться с основными направлениями подготовки научных кадров в аспирантуре ФИАН. По итогам презентации научных достижений и технологических разработок коллектив ФИАН был награжден дипломом 17-й международной специализированной выставке лазерной, оптической и оптоэлектронной техники «Фотоника. Мир лазеров и оптики».
