СФ ФИАН
Самарский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Физического института им. П.Н. Лебедева Российской академии наук
20 марта 1980г. Президиум АН СССР принял постановление №314 "Об организации в г. Куйбышеве филиала Физического института им. П.Н. Лебедева АН СССР".
Обоснование для открытия филиала было подготовлено по совместной инициативе областного руководства и лауреата Нобелевской премии директора ФИАН академика Н.Г. Басова. Задумка заключалась в желании использовать лазерные наработки ФИАН в интересах мощного машиностроительного комплекса г. Куйбышева. Реализацию этой идеи Н.Г. Басов возложил на талантливого физика-экспериментатора, молодого доктора физико-математических наук, лауреата Государственной премии СССР В.А. Катулина, ставшего первым директором филиала и возглавлявшего филиал 18 лет до последних дней своей жизни.
Под руководством В.А. Катулина сформирован работоспособный, творческий коллектив, получены приоритетные научные результаты практически по всем направлениям исследований филиала, решены актуальные инженерные задачи, установлено плодотворное научно-техническое сотрудничество с ВУЗами, предприятиями, НИИ как в стране, так и за рубежом.
Одновременно, взаимосогласовано решались многочисленные проблемы: поиск и подготовка кадров; формирование направлений научных исследований; создание экспериментально-технической базы, разработка структуры филиала, плана его развития; поиск и подготовка производственных площадей; ремонт старого и строительство нового здания.
Филиал хорошо известен своими разработками в области создания новых лазерных систем и внедрениями в российскую промышленность целого ряда передовых лазерных технологий. Результаты фундаментальных исследований и прикладных разработок регулярно публикуются в ведущих научных изданиях, докладываются на престижных конференциях.
Такое динамичное становление стало возможным, прежде всего, благодаря вниманию головного института, который все годы всесторонне поддерживал свой филиал богатейшим опытом, экспериментальной базой, своим ИМЕНЕМ.
В.А. Катулин сформировал будущее ядро коллектива филиала из группы молодых, энергичных выпускников аспирантуры ФИАН. Они и возглавили первые структурные подразделения филиала, приняли самое активное участие в формировании основных направлений его деятельности.
Самарская земля радушно и гостеприимно приняла московский десант. Областное руководство понимало, что мощный передовой регион получает с открытием филиала ФИАН новые технологии XXI века, новые перспективы и стимулы развития не только прикладной, но и широкого спектра фундаментальной науки. Филиал поддержали в очень трудный для него период становления.
Область предоставила производственные площади. К 1990 г. филиал построил новый, красивый, специально спроектированный корпус площадью более 5000м2. Область и город для формирования коллектива филиала выделяли много жилья, что сыграло огромную роль. Под патронажем областных властей была разработана региональная программа "Лазерная технология", и это позволило в кратчайшие сроки установить контакты с ведущими предприятиями, почувствовать их проблемы.
Большую помощь и всестороннюю поддержку филиалу оказывал академик Н.Д. Кузнецов. Он был председателем научно-технического совета при Областном комитете и ключевой фигурой в реализации программы "Лазерная технология". В рамках этой программы в филиале под руководством А.А. Шепеленко и В. Д. Николаева был разработан четырёхкиловаттный лазер "Самара". Для его тиражирования для предприятий области Н.Д. Кузнецов организовал кооперацию: КНПО "Труд", Моторостроительный завод им. Фрунзе, КБАС, СФ ФИАН и др. Николай Дмитриевич неоднократно бывал в СФ ФИАН, иногда даже в свои выходные дни проводил совещания, участвовал в научных дискуссиях. А первое совместное совещание на КНПО "Труд" проводили академики Н.Г. Басов и Н.Д. Кузнецов в ноябре 1980г.
Ректор КуАИ профессор Лукачев В.П. выделил под современные лазерные установки хороший зал в новом, только сданном в эксплуатацию, корпусе №4. На этих установках группой под руководством А.Е. Зайкина проведены циклы поисковых и прикладных исследований по лазерному раскрою, термоупрочнению, лазерно-дуговой обработке материалов. Работу группы поддерживали затем ректоры СГАУ профессор В.П. Шорин и профессор В.А. Сойфер.
Многоплановое, весьма плодотворное сотрудничество установилось между филиалом и Сам ГУ. Началось с того, что еще в1980 году ректор КуГУ В.В. Рябов выделил в новом лабораторном корпусе большие площади под несколько лазерных комплексов: "Катунь", LGL- 200, "Севан" и др.
В 1980 году была открыта кафедра оптики и спектроскопии, которую с момента создания и до конца жизни возглавлял профессор Катулин В.А. По этой кафедре подготовлены и выпущены десятки специалистов по оптике, лазерам, спектроскопии.
В 1989 г. Президиум АН СССР и Министерство высшего и среднего профессионального образования РСФСР издали решение - приказ о создании научно-учебного центра лазерной технологии на базе филиала ФИАН и Куйбышевского госуниверситета. Документ подписали академик-секретарь Отделения общей физики и астрономии А.М. Прохоров и министр академик И.Ф. Образцов. Научным руководителем научно-учебного центра они назначили профессора В.А. Катулина. В центре ведется совместная научно-исследовательская и педагогическая работа, причем с1997 года под эгидой и при поддержке Федеральной целевой программы "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 годы". Конструктивное, многоплановое сотрудничество СФ ФИАН и СамГУ поддерживалось ректорами госуниверситета все 20 лет: и профессором В.В. Рябовым, и профессором Л.В. Храмковым, и профессором Г. П. Яровым.
В настоящее время Самарский филиал ФИАН имеет численность 110 человек, в том числе исследователей 46, включая 20 кандидатов и 8 докторов наук. Учеными института опубликовано более 1000 статей, сделано свыше 500 докладов на международных и российских конференциях, получено более 100 авторских свидетельств об изобретениях и патентов, выпущено два тома Трудов ФИАН, три монографии. Подготовлено и защищено 28 кандидатских и 6 докторских диссертаций.
Главная ценность филиала - это коллектив людей, преданных своему делу и работающих со всей отдачей. Всего за эти годы школу филиала прошли более 1000 человек, внеся свою лепту в общие достижения.
Филиал имеет следующую структуру:
Дирекция
В настоящее время Самарский филиал ФИАН - активно действующий научно-исследовательский институт, имеющий богатый и позитивный опыт внедрения целого ряда высокоэффективных лазерных технологий на крупно-серийных производствах региона; приоритет и лидирующие позиции в мире по исследованиям и разработкам в областях:
Назовем некоторые результаты и разработки филиала в области создания новых лазерных систем и технологий.
1. Лаборатория химических и электроразрядных лазеров
Создан компактный, высокоэффективный, масштабируемый для технологических и оборонных задач, химический кислородно-йодный лазер на принципиально новых, предложенных и развиваемых в СФ ФИАН, методах приготовления активной среды.
Достигнуты рекордные значения химической эффективности для малогабаритных лазеров за счет использования принципиально новых генераторов синглетного кислорода струйного типа с предельно интенсифицированным массообменом в реакционной зоне. Генераторы позволяют достигать выходного давления кислорода до 100 мм рт.ст. при содержании синглетного кислорода более 60% и утилизации хлора более 90%. Продемонстрирована численно и экспериментально перспективность таких схем для крупномасштабных установок; создан сверхзвуковой лазер с удельной мощностью на единицу поперечного сечения потока 200 Вт/см2.
На базе TEA CO2-лазера разработана импульсно-периодическая установка для маркировки через маску промышленных изделий массового производства с производительностью ~ 20 надписей в секунду;
За успешную работу в области исследования химических генераторов синглетного кислорода и химических кислородно-йодных лазеров на их основе авторский коллектив филиала был удостоен Губернской премии в области науки и техники за 1998 г.
2. Лазерно-измерительная лаборатория
Найден, полностью описан и реализован экспериментально новый класс лазерных пучков, названных спиральными. В отличие от известных, они обладают двумя принципи-ально новыми свойствами. Во-первых, сохраняя форму при распространении и фокусировке, они могут иметь разнообразную структуру распределения интенсивности, в частности, в форме произвольных кривых или их совокупности. Во-вторых, вихревой характер распространения световой энергии в пучках обуславливает наличие в них существенно ненулевого углового момента количества движения. Эти два свойства дают возможность создания в области фокусировки заданных микрораспределений интенсивности и углового момента, и, следовательно, открывают принципиально новую возможность бесконтактного манипулирования микрообъектами в электронике и микробиологии.
Разработан теоретически и реализован экспериментально ряд высокоэффективных методов синтеза спиральных пучков:
Среди технологических разработок сотрудников лаборатории следует отметить автоматизированные оптические датчики для диагностики качества деталей подшипников и анализа оптических элементов.
3. Лаборатория технологических лазеров
Выполнен приоритетный цикл работ по лазерно-термическому направленному конструированию структуры и свойств углерод-углеродных композиционних материалов и изделий из них.
В области лазерного прототипирования предложены новые композиции и для них отработана технология лазерного объемного синтеза.
Разработан единственный в России действующий прототип технологического электроионизационного СО- лазера с замкнутым контуром и криогенным охлаждением с уникальными параметрами, открывающий новые технологические перспективы в лазерохимии, машиностроении, в частности, для перфорации звукопоглощающих панелей в авиастроении;
4. Лаборатория лазерной сварки
Разработана физическая модель процесса глубокого плавления металлов импульсным лазерным излучением миллисекундного диапазона длительности и лазерная технологическая установка нового поколения на базе импульсного YAG лазера для высококачественной глубокой точечной и шовной сварки узлов и деталей из различных сталей, алюминиевых сплавов, меди; Использование данного типа лазера обеспечивает двух-трехкратное превышение наилучших показателей сварки.
Разработан и внедрен целый ряд высокоэффективных лазерных технологий на крупносерийных производствах:
5. Лаборатория моделирования и автоматизации лазерных систем
Разработан и создан комплекс для диагностики волнового фронта полупроводниковых лазеров.
Разработаны и изготовлены жидкокристаллические линзы с оптическим управлением (ЛОУ) с одним фоточувствительным управляющим электродом. На основе сферической ЛОУ предложена и реализована система стабилизации мощности, падающей на мишень. Продемонстрирована принципиальная возможность автокоррекции волнового фронта в адаптивно-оптической системе на основе ЛОУ.
Разработана методика регистрации изменения оптических параметров биотканей по характеристикам рассеянного назад света при воздействии низкоинтенсивного лазерного излучения. На основе результатов экспериментов разработан, изготовлен и поставлен на клинические испытания в Самарский государственный медицинский университет аппаратно-программный комплекс. Комплекс может быть также использован для регистрации реакции организма на воздействие и других факторов: магнитотерапии, СВЧ, КВЧ и УВЧ прогревания, различных медикаментозных курсов.
Реализуется гибридная система дистанционного обучения по оптике и лазерной физике, включающая сайт в Интернете и компакт-диск по теме "Дифракция света", компьютерные интерактивные учебники на основе моделирующих сред и мультимедиа технологий по различным областям знаний;
6. Теоретический сектор (С первых дней создания филиала до июля 2004 года теоретический сектор СФ ФИАН возглавлял д.ф.-м.н., лауреат Премии Правительства РФ Валерий Иванович Игошин).
На основе численного моделирования предложены новые, не известные ранее типы химических лазеров (на фотонно-разветлённой реакции, на основе термоцепного взрыва). Предложены, (позднее экспериментально подтвержденные) принципиально новые решения в кислородно-йодном лазере, в оптике, в термообработке и т.д.
7. Группа "Фотон" (руководитель к.ф.-м.н. А.А. Шепеленко)
Разработан электроразрядный быстропроточный CO2-лазер с максимальной мощностью 4кВт для отработки технологических процессов в различных отраслях машиностроения.
Получены новые перспективные результаты по электроразрядному методу получения синглетного кислорода.
В настоящее время основные усилия сотрудников института сосредоточены на проведении исследований по следующим направлениям:
Еще один очень важный результат: филиал стал мощным катализатором развития лазерного направления в Самаре. В госуниверситете, в аэрокосмическом и техническом университетах были открыты кафедры и специальности соответствующего "лазерного" профиля. На всех ведущих предприятиях города появились или расширились участки по использованию лазерных технологий. Совместно с областным обществом "Знание", с Домом науки и техники, через средства массовой информации стали широко пропагандироваться высокие технологии XXI века. Профессора Катулина В.А. неоднократно избирали председателем правления областного общества "Знание".
За прошедшие годы становления и развития Филиал добился международного признания своих разработок и внедрил в Российскую промышленность целый ряд передовых лазерных технологий.
Подводя итог, можно уверенно говорить, что Самарский филиал ФИАН состоялся как научно-исследовательский институт, занял достойное место среди других организаций Академии наук. Коллектив филиала накопил богатейший опыт фундаментальных научных исследований, практических разработок, и, мы надеемся, этот опыт будет востребован Самарской областью, Россией, наукой!