АО «НИИ «Полюс» им. М.Ф.Стельмаха»

«Теснейшее взаимодействие наших институтов было определено А.М.Прохоровым и М.Ф.Стельмахом»


И. А. Щербаков

Щербаков Иван Александрович
Щербаков Иван Александрович,
Директор Института общей физики РАН, академик

Сотрудничество между «Полюсом» и ИОФАН началось со дня рождения первого и задолго до рождения второго. Дело в том, что в день рождения «Полюса» ИОФАНа как такового не существовало. Подразделение Александра Михайловича Прохорова, будущего основателя и первого директора ИОФАН, входило в состав Физического института им. П.Н. Лебедева в виде лаборатории колебаний. ИОФАН возник на ее основе лишь в 1982 году. Теснейшее взаимодействие между «Полюсом» и лабораторией колебаний ФИАН было определено их руководителями: Александром Михайловичем Прохоровым и Митрофаном Федоровичем Стельмахом, которому правительством СССР было поручено организовать институт по разработке лазерной техники.

Уже ранние работы в области лазерной физики дали возможность осознать, может быть, еще не в полной мере, колоссальные возможности практического применения лазеров. Однако для реализации уникальных свойств этих замечательных приборов на практике требовалось развитие совершенно новых технологий, которых не существовало тогда ни в СССР, ни в других странах, включая США. Необходимо было организовать поиск новых материалов, причем во всех мыслимых агрегатных состояниях — твердом (кристаллы и стекла), жидком, газообразном и плазменном, обладающих подходящими для генерации схемами уровней и скоростями релаксации, а также требовалось разработать методы получения этих материалов. При этом предъявлялись очень высокие требования к химической чистоте и структурной однородности материалов, значительно более высокие, чем это требовалось ранее.

Кроме того, необходимо было разработать методы прецизионной механической обработки новых материалов, такие как полировка оптических поверхностей с небывало высоким классом точности с соблюдением строгой параллельности и высокой плоскостности. Необходимо было создать новые источники оптической накачки, новые методы напыления прецизионных зеркал. За этими технологиями тянулись другие: разработка нового технологического оборудования, создание особо чистых реактивов, методик и приборов для контроля физических свойств материалов и много других совершенно необходимых компонентов.

Все это вместе образует так называемые высокие технологии. По существу, необходимо было создать разветвленную исследовательскую и промышленную инфраструктуру, без которой развитие лазеров и их продвижение в практику было бы невозможно. К счастью, важность проблемы, в том числе и с точки зрения обороноспособности, была в полной мере осознана руководством страны. Для ее решения были выделены необходимые средства.

В результате в рекордно короткие сроки, в пределах одного десятилетия, в СССР была создана сеть новых институтов, конструкторских бюро и производств, подготовлены кадры специалистов-лазерщиков и специалистов смежных областей.

За короткий срок СССР превратился, наряду с США, в одну из двух лазерных сверхдержав. Заметный вклад в решение этой проблемы был сделан НИИ «Полюс» и ИОФАН, чему способствовало их тесное взаимодействие.

Настоящие заметки основываются исключительно только на тех эпизодах, которые автор непосредственно наблюдал или в которых он принимал участие, придя на работу в отдел монокристаллов лаборатории колебаний ФИАН в конце 1967 г.

Естественно, что основной задачей академических институтов является получение фундаментальных результатов, тогда как на институты отраслевые возложено решение прикладных проблем. Однако А.М. Прохоров не делил науку на прикладную и фундаментальную, считая, что прелесть настоящей науки в том и состоит, что начиная исследования, ты не знаешь, каков будет результат. Истинно фундаментальный результат всегда найдет практическое приложение. Это только вопрос времени.

Основатель и первый директор «Полюса» генерал Митрофан Федорович Стельмах придерживался точно таких же взглядов. Поэтому он не только не препятствовал, но и всячески поддерживал инициативу сотрудников «Полюса» в научных исследованиях, которые на первый взгляд не имели отношения к решению прикладных задач. Ярким примером тому являются пионерские работы в области нелинейной оптики, выполненные в «Полюсе» группой Валентина Георгиевича Дмитриева. Другая группа — Георгия Митрофановича Зверева, занималась исследованиями процессов переноса энергии электронного возбуждения в активированных кристаллах. До поступления на работу в «Полюс» Георгий Митрофанович работал в Институте ядерной физики МГУ и, несмотря на свою молодость, был достаточно известным ученым. Так, он являлся соавтором А.М. Прохорова и других сотрудников ФИАН и НИИЯФ МГУ ставшей классической работы по созданию мазера на кристалле рубина.

Область науки о люминесценции, касающаяся безызлучательной релаксации энергии в конденсированных средах, была и остается моей первой любовью. Ее привили мне мои учителя, Вячеслав Васильевич Осико и Юрий Козьмич Воронько, в руки которых мне повезло попасть по приходе на работу в ФИАН сразу после окончания института. Под их руководством я активно включился в работу по исследованию процессов возбуждения и релаксации в кристаллах, активированных ионами редкоземельных элементов.

Как я уже отмечал, аналогичной проблемой занималась и группа Г.М. Зверева, в которую входили Анна Михайловна Онищенко и Георгий Яковлевич Колодный. Ими был опубликован цикл работ, на который наша группа не могла не обратить внимания, так как в них исследовались процессы и применялись методики, которые использовались и в наших аналогичных исследованиях: изучение температурных зависимостей вероятности передачи энергии. Качественно наши результаты совпадали, но энергии активации процесса переноса отличались ровно вдвое: в экспериментах нашей группы ее величина соответствовала энергии первой возбужденной штарковской компоненты основного состояния, а в экспериментах группы Г.М. Зверева — ее половине. Результатом многочисленных дискуссий явилось понимание того, что это не экспериментальная ошибка, а некий фундаментальный результат, не имеющий пока объяснения.

Проблема «полштарка» весьма живо обсуждалась на ряде конференций, и к ее решению подключились теоретики: группа Анатолия Израильевича Бурштейна из Новосибирска и Вадима Павловича Сакуна из Института химической физики. Обоюдоострые дискуссии, вылившиеся в серию совместных работ, привели к решению проблемы «полштарка». Говоря научным языком, было однозначно показано, что перенос энергии электронного возбуждения в коллективе взаимодействующих частиц в активированных кристаллах и стеклах является случайным марковским процессом без корреляции. Были получены и проверены экспериментально формулы для вероятности переноса, из которых однозначно следовало, что вероятность элементарного акта взаимодействия двух частиц стоит под корнем в выражении для макроскопической вероятности, которая измерялась группой Г.М. Зверева. В условиях же нашего эксперимента мы имели дело с элементарным актом переноса между двумя частицами. Я далек от мысли сравнивать это достижение с историей о замечательной двойке в теории сверхпроводимости БКШ, однако удовлетворение от полученного результата мы все испытали, и развитие этих работ привело к разработке ряда новых лазерных материалов и созданию на их основе уникальных твердотельных лазеров.

Тесное взаимодействие уже созданного ИОФАН и «Полюса» продолжалось. В середине восьмидесятых годов в результате совместных действий в рекордно короткие сроки (за полгода) было осуществлено внедрение технологии кристаллов скандиевых гранатов на опытный завод «Полюса», что привело к повышению КПД лазерных дальномеров в 2—3 раза. Мы не знали тогда, что в дальнейшем эта деятельность будет называться инновационной, а, скажем, процессам напыления столь необходимых многослойных лазерных зеркал, которыми было поручено заниматься Г.Я. Колодному, будет присвоено звание нанотехнологий. Для решения проблемы многослойных лазерных зеркал было достаточно осознать важность фундаментальных проблем физики поверхности и прочувствовать, что из себя представляет классический квантово-размерный эффект, с чем Г.Я. Колодный блестяще справился и решил поставленную перед ним задачу.

В конце восьмидесятых годов грянула перестройка, губительно сказавшаяся на науке вообще и в особенности — на науке отраслевой. В частности, в соответствии с предсказаниями героя известного фильма Рязанова, мы докатились до выборов руководства.

Трудно найти пример удачных выборов директора прикладного отраслевого института. «Полюсу» в этом смысле очень повезло. В мае 1990 года директором НИИ «Полюс» коллективом института был избран Александр Аполлонович Казаков. Многие выражали сомнения, сможет ли молодой кандидат наук справиться с управлением такой мощной организацией. К счастью, эти сомнения оказались напрасными. Время доказало это. Александр Аполлонович стоял во главе «Полюса» более двадцати лет и благодаря его усилиям институт сохранил потенциал прикладного научного учреждения в тяжелых и неблагоприятных условиях так называемой рыночной экономики. В значительной степени способствовало этому его тесное взаимодействие с уже упоминавшимися выше известными учеными и опытными руководителями Г.М. Зверевым и В.Г. Дмитриевым, которые в настоящее время остаются на боевом посту, сохраняя славные традиции «Полюса».

В «лихие девяностые» на базе института был организован ряд малых предприятий, работающих в области высоких технологий. Некоторые их них оказались вполне успешными. В первую очередь, это относится к предприятию «Лазер-компакт», созданному и возглавляемому Иваном Ивановичем Куратевым и предприятию «Элементы лазерных систем», возглавляемому Александром Валентиновичем Шестаковым. Эти организации нашли свои ниши на рынке наукоемкой продукции, и их изделия успешно конкурируют как на внутреннем, так и на зарубежном рынках. Немаловажно заметить, что и И.И. Куратев, и А.В. Шестаков прошли школу Г.М. Зверева, где весьма успешно совмещали решение задач как чисто научного, так и прикладного плана.

От имени сотрудников ИОФАН сердечно поздравляю сотрудников НИИ «Полюс» с пятидесятилетним юбилеем и желаю успехов, процветания и возможности плодотворно работать на благо нашей Родины.

Щербаков Иван Александрович,
Директор Института общей физики РАН, академик

Почтовый адрес
РФ, 117342, г. Москва,
ул. Введенского, д. 3, корп. 1
Телефон и факс
Телефон:
+7 495 333-91-44
Факс:
+7 495 333-00-03
Интернет
E-mail:
bereg@niipolyus.ru
Skype:
niipolyus