Фотонды-оптикалық сигналдарды өңдеу құрылғылары. Фотоника лекция курсынан

V. Лич:

Қайырлы күн. «Mediametrics» арнасы, «Cyber-med» бағдарламасы және оның жүргізушісі Валерия Лич. Бүгін біздің қонағымыз – медицина ғылымдарының кандидаты, сертификатталған нейрохирург, Ресей Федерациясы Үкіметі сыйлығының лауреаты Петр Зеленков. Қайырлы күн, Питер.

П.Зеленков:

Сәлеметсіз бе.

V. Лич:

Бүгін сіз нейрохирургияға арналған фотоника туралы айтып беруге уәде бердіңіз. Бұл не? Ал ерекшеліктері мен артықшылықтары қандай?

П.Зеленков:

Шақыру үшін рахмет. Иә, бұл біздің академик Н.Н.Бурденко атындағы нейрохирургия орталығында көп жылдар бойы айналысып жүрген тақырып. Жалпы, фотоника дегеніміз не? Фотоника – жарықты, яғни жарық фотондарын пайдаланатын физиканың бір саласы, білім саласы. Жарық нейрохирургияда ұзақ уақыт бойы қолданылған; бұл жарықтандыру құрылғылары ми мен жұлынның нәзік құрылымдарын көру, оларды жақсы көру, аз зақымдау және аз қауіп тудыруы үшін қажет хирургияның алғашқы бағыттарының бірі. науқасқа. Тиісінше, прогресс 20 ғасырдың басында қолданылған қарабайыр қуатты бас шамдардан бағытталған жарық сәулесін пайдаланатын, өте жоғары қуатты заманауи, өте күрделі құрылғыларға, микроскоптарға дейін жетті, бұл сізге көруге мүмкіндік береді. бастың құрылымдары өте тар кеңістіктердің тереңдігінде ми, қан тамырлары, жіңішке нервтер және т.б.

Бірақ дамудың қазіргі кезеңі, әрине, құрылымдарды жарықтандыруға ғана емес, патология мен сау тіндерді ажыратуға болатын жарық фотондарын қолдануға қатысты. Бұл нейрохирургияның негізгі сұрақтарының бірі, өйткені көптеген ми ісіктері сау ми мен ісік арасында шекара болмайтындай өседі. Бұл жай көз кейде ісік жасушаларының және қалыпты жасушалардың қайда екенін көре алмайтын диффузиялық аймақ.

Жарық нейрохирургияда ұзақ уақыт бойы қолданылған; бұл жарықтандыру құрылғылары ми мен жұлынның нәзік құрылымдарын көру, оларды жақсы көру, аз зақымдау және аз қауіп тудыруы үшін қажет хирургияның алғашқы бағыттарының бірі. науқасқа.

V. Лич:

Сонда қалай? Өйткені, ісік әлі де жиі жойылуы керек пе?

П.Зеленков:

Иә, әрине. Бұл жерде әрқашан радикалдылық туралы сұрақ туындайды, яғни тым аз алып тастасаңыз, ісік одан әрі өсе бастайды, егер сіз тым көп алып тастасаңыз, кейбір маңызды функциялар жоғалады. Өйткені мида бір немесе басқа функцияға жауап бермейтін аймақтар іс жүзінде жоқ. Критикалық аймақтар көп, критикалық аймақтар аз. Дегенмен, түбегейлі жою мен функцияны сақтау арасындағы мәселе әрқашан өте маңызды болып қала береді. Міне, фотоника нейрохирургияға көмекке келді.

Бұл тақырып бұрыннан, шамамен 30 жыл бұрын басталған және қазір үлкен дамуға ие болды, егер сіз айтып өткен лазерлерді пайдалана отырып, флуоресценция және спектроскопия әдістерін қолдана отырып, олар ажырата алады, олардың жарығы негізінде тіннің қасиеттерін бағалай алады. сипаттамалары, олардың жарықты сіңіруі және сәйкес жауаптан бас тартуы (бұл флуоресценция эффектісі) операция кезінде, оның ісік немесе сау ұлпа немесе өтпелі аймақтың қандай да бір түрі екенін дәлірек ажыратуға мүмкіндік береді. Бұл тақырып біздің институтта өте ұзақ уақыт бойы дамып келеді, қазір ол академик Н.Н. Бурденко атындағы Ұлттық медициналық нейрохирургия ғылыми орталығы деп аталады. Және ол ми мен жұлын үшін белсенді қолданылады.

V. Лич:

Бұл енді хирургия емес, емдеу. Диагноз қою үшін не істеді? Өйткені, бүгінде ми ісіктері көптеп кездеседі. Бұл ерте кезеңдерде қалай диагноз қоюға болады? Мысалы, жылына бір рет дәрігерлерге бару, медициналық тексеруден өту, қандай да бір профилактика ретінде тексеруден өту ұсынылады. Бірақ ми ісіктері туралы айтатын болсақ, біз жылына бір рет МРТ немесе КТ-ға бармаймыз.

П.Зеленков:

Әрине, жылына бір рет бармайтынымыз үшін Құдайға шүкір. Бұл жерде біз фотоникадан сәл ауытқып кеттік, өйткені біз хирургия кезінде тікелей диагностика туралы айттық, бұл хирургқа ісіктерді жақсы көруге көмектесетін нәрсе.

Ауруханаға дейінгі диагностика мен профилактикалық диагностикаға келетін болсақ. Ерте кезеңде мұндай дамудың алдын алу үшін белгілерге назар аудару керек: тұрақты бас ауруы, сөйлеу бұзылыстары, аяқ-қолдардың қозғалысы. Көбінесе себеп ісіктер емес, тамырлы бұзылулар және жоғары қан қысымы болады. Бұл шын мәнінде әлеуметтік мәселе, өйткені жоғары қан қысымы және мидағы қан тамырларының бұзылуы - барлығына дерлік әсер ететін кең таралған мәселе және бұл жерде, әрине, жалпы денсаулық пен қан қысымын бақылау керек. Ал егер қандай да бір неврологиялық белгілер пайда болса, онда МРТ-ға бару мағынасы бар.

Жоғары қан қысымы және мидағы қан тамырларының бұзылуы - барлығына дерлік әсер ететін кең таралған мәселе

V. Лич:

Емдеуден кейін науқас қаншалықты тез қалпына келеді? Ал олар миға операциядан кейін қалпына келе ме? Мидың әрбір бөлігі бір нәрсеге жауапты дейсіз. Адам қаншалықты функционалды болып қалады?

П.Зеленков:

Әрине, қазір ми және жұлын ісіктерін емдеу деңгейі өте жоғары, бұл әртүрлі әдістерді қолданудың арқасында 10-20 жыл бұрынғыға қарағанда әлдеқайда жақсы, мысалы, электрофизиологиялық бақылау, флуоресцентті диагностика, олар жоюға мүмкіндік береді. функционалдық маңызды аймақтарды сақтай отырып, ісік. Сонымен қатар, оңалтудың жаңа әдістері, қозғалыстарды қалпына келтіру, үйлестіру, пациенттерді қайта даярлау, тіпті сөйлеуді қалпына келтіруге мүмкіндік беретін сөйлеу техникасы. Осылайша, нәтижелер бұрынғыға қарағанда айтарлықтай жақсы деп айта аламыз.

V. Лич:

Ал фотоника, лазер көмегімен емдеу үшін қай мамандарды біріктіреді, қай аймақтарды?

П.Зеленков:

Біз нейрохирургтер ретінде физиканы аз түсінеміз. Міне, біз екі саланың түйіскен жерінде тұрмыз: лазерлік физика және нейрохирургия. Прохоров атындағы жалпы физика институтымен, профессор Лащеновтың зертханасымен біз бұрыннан тиімді ынтымақтастықтамыз. Көптеген жылдар бойы ол және оның қызметкерлері біздің операциялық бөлмелерде болып, көмектесіп, жабдықты орнатып, бізге лазерлік талшықтарды беріп, сол лазерді өшіріп, жарада не көретінімізді айтып берді. Өйткені бұл сигналдың нәтижелерін түсіндіру үшін сізге тиісті біліктілік пен білім қажет.

V. Лич:

Не реттеледі - сәуленің ені, ұзындығы, тереңдігі, бұл қалай болады?

П.Зеленков:

Спектр, абсорбция ұзындығы және т.б. реттеледі. Шынымды айтсам, мен мұны терең түсінбеймін. Бірақ, соған қарамастан, бұл жағдайда инженерлердің болуы әлі де қажет. Флуоресцентті диагностикалық мүмкіндіктерді біріктіретін операциялық микроскоптардың нұсқалары біраз уақыттан бері бар. Яғни, хирургқа іс жүзінде ешқандай сыртқы көмекші қажет емес, ол микроскоптағы түймені ауыстырып, флуоресцентті режимде суретті көруі керек.

V. Лич:

Микроскоптар операция кезінде тікелей қолданылады ма?

П.Зеленков:

Иә. Бұл тағы да баса айтқым келетін бөлек мәселе. Нейрохирургияда фотоника, яғни жарық өте ұзақ уақыт бойы қолданылып келеді деп айта аламыз, 50-60-жылдары микроскоптар ми операциясы үшін қолданыла бастады. Бұған дейін тек бас шамдар қолданылған.

V. Лич:

Микроскоп адамға қалай орнатылады?

П.Зеленков:

Бұл жақсы тоңазытқыштың үлкен негізі бар жеткілікті үлкен қондырғы, оның ішінен тұтқалары бар микроскоптың нақты оптикалық басы ілулі тұрған қол шығады. Ал бұл нейрохирург үшін өте қолайлы. Яғни, шын мәнінде, науқастың басы немесе бізге қажет құрылым мен хирургтың арасында бұл оптикалық құрылғы бар, оны реттеу өте оңай және өте күшті фокусталған жарық бар. Алынуы мүмкін ұлғайту 10-15 есеге дейін, яғни ең жақсы құрылымдарды көруге болады. Бұл тек нейрохирургияда ғана емес, сонымен қатар пластикалық хирургияда, тіпті стоматологияда, оториноларингологияда және микрохирургия қажет болатын барлық басқа салаларда, яғни қозғалыстар миллиметрдің бір бөлігінің дәлдігіне жететін жұмыста қолданылады.

V. Лич:

Енді көп диагноздар емделуге жатады ма?

П.Зеленков:

Иә. Бұрын жазылмайтын деп саналатын, хирургтар жай ғана қолға алмаған ісіктер мен патологияларға енді ота жасала бастағаны анық.

V. Лич:

Мысалы, қайсысы?

П.Зеленков:

Бұл алып ісіктер мен терең ісіктерге қатысты. Тікелей маманданған ісім – жұлын хирургиясы, интрамедуллярлық ісіктердің хирургиясы. Бұған дейін тактика мүмкіндігінше ұзақ жұмыс істемеді, өйткені жұлын хирургиясы әрқашан қандай да бір тапшылықпен байланысты. Жұлынның барлық аймақтары одан да сезімтал; ол кішірек, мүмкін қалыңдығы менің кішкентай саусағымдай. Егер оның ішінде ісік пайда болса, бұл оның барлық функцияларына әсер етуі мүмкін және адамның белгілері тез күшейеді. Және бұл жағдайда кез келген операция сөзсіз неврологиялық тапшылықтың ұлғаюына әкеледі, бірақ адамның болашақта тиімді оңалтудың арқасында әлі де қалпына келу мүмкіндігі бар және ол қайтадан жүріп, толыққанды өмір сүреді. Сонымен, дәл осы жерде микрохирургия, микроскопты қолдану, бақылау, спектроскопия және флуоресцентті диагностика, бұл жаңа әдістер жиынтығы, бұл жақсы болжам жасауға және бұрын қол тигізбеуді жөн көрген жағдайларда тиімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

V. Лич:

Яғни, бүгінгі күні адамдардың ұзағырақ жүруге мүмкіндігі бар ма?

П.Зеленков:

Сөзсіз. Бұл сирек кездесетін патология. Егер біз, мысалы, біздің сол аймақпен салыстырсақ, грыжа омыртқааралық дискілерді, жұлын каналының стенозын емдегенде, бұл барлығында дерлік болады. Менің ойымша, сіз екеуміз МРТ жасасақ, олар міндетті түрде кейбір грыжа, шығыңқы жерлер және т.б. Ал мұндай науқастар әлдеқайда көп. Егер бәрі МРТ жасағысы келсе, адамдардың 10% грыжалары бар екенін және нейрохирургпен кеңесу және қандай да бір операция қажет екенін жазатынына сенімдімін.

Егер бәрі МРТ жасағысы келсе, адамдардың 10% грыжалары бар екенін және нейрохирургпен кеңесу және қандай да бір операция қажет екенін жазатынына сенімдімін.

V. Лич:

Ісік әлі де қатерлі ме, әлде қатерсіз бе?

П.Зеленков:

Мида ісіктердің шамамен жартысы қатерлі: глиобластома және анапластикалық астроцитома, шын мәнінде, бұл үлкен мәселе, оны шешудің мүмкін әдістерінің бірі ретінде фотониканы енгізуді талап етті, өйткені бұл пациенттердің үлкен тобы. оларды емдеу өте қиын. Хирургиялық араласу, химиотерапия, сәулелік терапия және кейбір жаңа эксперименттік әдістерді біріктіргеніне қарамастан, оларды емдеудің нәтижелері әлі де қанағаттанарлық емес. Яғни, орташа өмір сүру уақыты шамамен бір жыл, бір жылдан сәл артық. Біздің орталықтың тәжірибесіне сүйенсек, науқас осы ем түрлерін біріктіріп, дер кезінде қабылдап, үнемі жіті бақылауда болса, оның өмірі бірнеше жылға, кейде ондаған жылдарға дейін айтарлықтай ұзартылуы мүмкін.

V. Лич:

Омыртқаға келетін болсақ, қандай көрсеткіштер бар?

П.Зеленков:

Омыртқа жағдайында жағдай біршама басқаша. Нақты тәжірибеде омыртқалы науқастар нейрохирургтың бүкіл тәжірибесінің 50-75% құрайды. Бұл арқадағы ауырсыну, бұл әртүрлі қысу синдромдары, оларда ауырсыну аяқ-қолға, қолға, аяққа таралады. Мен омыртқа, жұлын және перифериялық нервтерге маманданған бөлімде жұмыс істеймін, сондықтан мен бұл науқастарды күнде көремін. Бұл сәл басқа сала, ол ортопедияға жақын, өйткені біз сүйек құрылымдарымен, буындық-байланыс аппаратымен көп жұмыс жасаймыз. Ал мұнда біз нейрохирургтер ретінде бірдей әдістерді қолданамыз: микрохирургия, микроскоптарды қолдану, әртүрлі аз инвазивті тәсілдер, жарақаты аз, өте кішкентай кесу арқылы. Соңғы жылдары адамдар эндоскопияны белсенді түрде меңгере бастады - бұл бұлшықеттерге, тіндерге және байламдарға азырақ зақым келтіруге мүмкіндік беретін әдіс.

V. Лич:

Омыртқаға операция жасау миға қарағанда оңай ма?

П.Зеленков:

Бір жағынан, омыртқадағы хирургияның өзі ми хирургиясына қарағанда біршама жеңіл деп саналады, өйткені құрылымдар үлкенірек. Мен қазір жұлын туралы емес, тек сүйектер мен дискілер туралы айтып отырмын. Кейбір жолдармен бұл хирургиялық операция деп саналады. Мысалы, біз микроскопты қолданбай жұмыс істей аламыз (ескі техникамен, үлкен тіліктермен, үлкен декомпрессияларды жасай аламыз), сәйкесінше, біз үлкен тұрақтандыруды жасай аламыз, тұрақтандырғыш құрылымдарды (титан импланттары, бұрандалар) пайдалана аламыз немесе кішігірім, тірек құрылымдарына зақым келтірместен тек жүйке құрылымдарын босатқан кездегі нәзік операциялар. Әрине, бұл мүлдем басқа көзқарас, аздап басқа біліктілікті талап етеді, өйткені ол тәжірибені, анатомияны өте тар, шектеулі кеңістікте көруді талап етеді.

V. Лич:

Жұлынға операциядан кейін қанша науқас толықтай жүріп, қозғала алады?

П.Зеленков:

Басым көпшілігі. «Омыртқаның омыртқасына операция жасама, ол сал болып қалады» деген классикалық миф бұрыннан келе жатқан нәрсе дер едім.

V. Лич:

Екінші жағынан, ол бәрібір сал болып қалады, бірақ мұнда кем дегенде біраз мүмкіндік бар.

П.Зеленков:

Өте сирек жағдайларда грыжа бар науқас сал болып қалуы мүмкін. Бұл кейбір асқынулар, тамырлы бұзылулар туындаған кезде немесе операция кезінде екі төменгі аяқтың функциясы бұзылған асқыну пайда болғанда болады. Бірақ, әдетте, 99,9% жағдайда бұл болмайды.

Біздің негізгі міндеттеріміз ұзақ мерзімді ауырсыну синдромдарымен күресу болып табылады, өйткені ауырсыну операцияға дейін жиі кездеседі, бірақ ол операциядан кейін қалады. Кейде ол 20-30-50% -ға азайғанына қарамастан, пациент әлі де осы ауырсыну синдромына назар аударады. Бұл тәжірибелерді есептен шығару мүмкін емес. Біз хирург ретінде олармен қарым-қатынасты жалғастыруымыз керек, түсіндіруіміз керек, бұл ауырсынудың басқа себептерін білуіміз керек. Кейде қызықты нәрселер пайда болады. Бірінші рет біздің консультациямыз бұрын диагноз қойылмаған ілеспелі ауруларды анықтайды.

Омыртқа - дененің орталық осі. Біз омыртқаның өзін ғана емес, оны қоршап тұрған барлық нәрсені және тұтастай алғанда пациентті бағалауымыз керек, өйткені біз әр түрліміз және ауырсыну қолмен ұстауға, көруге болатын морфологиялық нәрседен гөрі психикалық күй болып табылады. кез келген әдістің көмегімен. Яғни, әркімнің өз дерті бар.

Өте сирек жағдайларда грыжа бар науқас сал болып қалуы мүмкін. 99,9% жағдайда бұл болмайды.

V. Лич:

Сіз грыжа туралы айтып отырсыз, бірақ ісікке қайта оралсақ ше?

П.Зеленков:

Ісіктермен бәрі оңайырақ. Бұл бөлек тақырып. Әдетте, жұлын немесе омыртқа ісігі бар науқастар диагноз қойылғанға дейін ұзақ сапарға шығады. Бастапқыда олар жай ғана бел ауруымен ауырады, көбінесе оларға қосымша диагностика жүргізілмейді, тек рентгенге түсіріледі, ол шынымен ештеңе көрсетпейді, ал пациент емдік дене шынықтыру және витаминдік емге жіберіледі, бұл өз кезегінде ынталандырады. ісіктің одан әрі өсуі.

V. Лич:

Бірақ сіз жыл сайын МРТ-ға бару ұсынылмайды деп айтасыз.

П.Зеленков:

Бұл дұрыс.

V. Лич:

Сонда не істеу керек?

П.Зеленков:

Сондықтан невропатологтар науқасқа мұқият қарайды. Егер пациенттердің жағдайы нашарлап бара жатқанын көрсе, олар жол іздей бастайды, басқа дәрігерлерді іздейді және өздері МРТ-ға барады. Біздің ресейлік шындықтың оң аспектісі мынада: ақша үшін сіз МРТ-ны оңай жасай аласыз және ешкім бағыт сұрамайды, өйткені бұл орталықтар қандай да бір түрде аман қалуы керек. Олар үшін пациенттердің ағымы маңызды, ал МРТ қызметі - бұл мүлдем зиянсыз диагностикалық процедура, сондықтан оны тыныш және дәрігердің рецептісіз жасауға болады.

Тағы бір сұрақ - фотосуреттің интерпретациясы, өйткені бізге шағымдарын нақты түсіндіре алмайтын адамдар жиі келеді және біз: «Осылайша неге келдің?» Деп сұраймыз. «Себебі менің МРТ грыжа бар екенін айтады». Сонымен, мен әрқашан қорытындыны патологиялардың қай жерде және қай жерде норма екенін сипаттауды зерттеген маман жазғанын түсіндіремін. Бірақ бұл жерде ненің маңызды, ненің маңызды емес екенін ажырата алмайтын науқас үшін емес, ненің маңызды екенін, клиникалық маңыздылығын, мүмкін хирургияны қажет ететінін бағалай алатын басқа маманға (невропатолог, нейрохирург үшін) жазылған. соншалықты маңызды емес.

Біздің ресейлік шындықтың оң аспектісі мынада: ақша үшін сіз МРТ-ны оңай жасай аласыз және ешкім бағыт сұрамайды, өйткені бұл орталықтар қандай да бір түрде аман қалуы керек.

V. Лич:

Екінші жағынан, науқас хирургқа барады, өйткені емхана дәрігері оны жүзуге жіберіп қойған. Өйткені, бізде ауруханаларда жұмыс істейтін, операция жасайтын, емдейтін және емханаларда жұмыс істейтін дәрігерлер арасында айтарлықтай алшақтық бар, олар көбінесе суық тию және ауру кезінде аспирин мен парацетамолды тағайындайды. Мүмкін біліктілік өте әртүрлі болуы мүмкін бе?

П.Зеленков:

Мен сізбен толық келісе алмаймын. Өйткені, емханаларда отырғандар іс жүзінде атыс шебінде отырады. Олар өте қиын жағдайда - қаржылық, экономикалық және әлеуметтік тұрғыдан. Бір жағынан, олар өркениетті әлемде жалпы тәжірибелік дәрігер, отбасылық дәрігер деп аталатын алғашқы медициналық көмек көрсетуші. Шындығында, бұл соққының ауыртпалығын көтеретін адам, оған әр түрлі аурумен ауыратын адамдар келеді және бұл адамның, әрине, жақсы жағдайда болуы керек. Өкінішке орай, біздің шындықта бұл адамдар көбінесе төмен жалақы алады, өте жақсы қолдау көрсетпейді және олардың бір емханада мүмкіндіктері аз.

V. Лич:

Ақылы клиникаларда да біліктілік әрқашан расталмайды. Қабылдау айтарлықтай қымбатқа түссе де.

П.Зеленков:

Біздің жоғары оқу орнынан кейінгі білім беру жүйеміз жақсы жұмыс істейді. Бұл кісілердің біліктілігі әлі де жоғары дер едім. Тағы бір мәселе, оларға науқасты қарауға өте аз уақыт беріледі, олар әртүрлі нәрселерді жазуға мәжбүр. Олар белгілі бір шектерде заңды түрде шектелген, сондықтан ол жерде емдеу сапасы басқа жерлерге қарағанда нашар деген стереотиптер туындайды. Дегенмен, бастапқы емханада қабылдауға жақсы жағдай жасалса, сапасы өте жоғары болады, дәрігерлердің де біліктілігі жоғары, өңірлердегі көптеген емханалардан науқастардың келуі осыны дәлелдейді деп ойлаймын. Науқастың қайдан келгені, қаншалықты тексерілгені және қандай ұсыныстар берілгені арасында ешқандай байланыс жоқ. Көбінесе біз науқастарды үйлеріне шығарған кезде тіпті жергілікті дәрігерлерге телефон арқылы хабарласамыз. Тағы да, шын мәнінде, Мәскеуде сіз бассейнге немесе оңалту орталығына бара аласыз. Бір ауылда немесе шағын қалада бассейн жоқ, жақсы спорт диспансерлері жоқ және т.б. Бірақ науқас әлі де оңалтуды қажет етеді. Сіз қандай да бір тактиканы дамытасыз, бейімделуге тырысасыз, не мүмкін, не болмайтынын түсіндіресіз.

Бастапқы емханада қабылдауға жақсы жағдай жасалса, сапасы өте жоғары болады, дәрігерлердің өздері де білікті.

V. Лич:

Бірақ үй жаттығулары да бар, солай ма?

П.Зеленков:

Әрине, олар бар, бірақ бұл үлкен төзімділікті қажет етеді. Сонда да менің басты кеңесім - жаттықтырушыға бару. Егер сіз бәрін дұрыс ынталандырып, түсіндірсеңіз, адам шынымен де өзіне қамқорлық жасайды.

V. Лич:

Неше? Пациенттер бір-екі ай жаттығады, содан кейін ол шынымен нашарлайды.

П.Зеленков:

Менде бұл жеткіліксіз деген сезім бар. Кейде біздің операциялардың әсері, әсіресе грыжа үшін, өте жақсы, яғни адам ауырды, содан кейін ол тұрып, жүрді және өмірден ләззат ала бастады, оның жалпы өмір салты аздап өзгереді, ол өзіне көбірек белсенділік бере бастайды. , ол өзіне жақсырақ қамқорлық жасайды , ол мұндай жағдайдың қайталануына жол бермеу жақсы екенін түсінеді. Бұл үшін не істеу керек? Арқа бұлшықеттерін күшейтіңіз: жүзу, жаттығу.

V. Лич:

Сіздің науқасыңыз кім?

П.Зеленков:

Олар айтқандай: «Бұл жерде барлық жастағы адамдар бағынады». Жастар бұлшық еттердің спазмымен байланысты грыжаларды, жарақаттарды және ауырсыну синдромдарын жиі сезінеді. Егде жастағы адамдар санатында біз омыртқа каналының ұзақ мерзімді стеноздары туралы көбірек айтамыз, онда остеохондроз, ұзақ жүктемеге байланысты құрамдас элементтер өсіп, жүйке ұштарын қысады. Бұл 50 жастан асқандар санатында жиі кездеседі.

V. Лич:

Ал ісікке қайта оралсақ, оны кім жиі алады? Және қандай себептермен?

П.Зеленков:

Ісік, әрине, генетикалық, яғни генетикалық бейімділіктің қандай да бір түрі бар, сонымен қатар қоршаған орта факторлары, химиялық және радиациялық әсер болуы мүмкін. Бірақ біз білетіндей, қазір бұл гендердегі бұзылулар, яғни кейбір жасушаларда өзін-өзі жою механизмдері жұмысын тоқтатады және олар ісік жасушасына айналады. Әдетте, кез келген сау адамда ісік жасушаларының белгілі бір саны үнемі қалыптасады. Бірақ бұл жасуша өзінің ісік жасушасына айналғанын түсінген бойда оның ішінде апоптоз, яғни өзін-өзі жою процесі басталады. Бұл жасуша бірте-бірте өледі және ісік тудырмайды. Бұл механизмнің бұзылуы мұндай жасушаларды тірі қалдырады және белгілі бір уақытта сыни масса пайда болады және өсе бастайды. Мұның себептері толық анықталған жоқ; молекулалық, биологиялық, генетикалық механизмдерге өте үлкен кіріс бар. Көптеген ісіктер үшін бұл механизмдер өте терең зерттелген, ісік дамуы мүмкін көптеген гендер белгілі, тіпті генетикалық тестілеу бұл адамның жоғары қауіп тобына жататынын алдын ала болжауға болады, ол әр сайын МРТ өтуі керек. жыл және оның дамуын мұқият қадағалаңыз, ісік немесе жоқ.

Генетикалық тестілеуге сүйене отырып, бұл адам жоғары тәуекелге ұшырайды деп алдын ала болжауға болады, ол жыл сайын МРТ-дан өтуі керек және бұл ісік дамып келе ме, жоқ па, оны мұқият бақылау керек.

V. Лич:

Жарақаттар ісік дамуына әсер ете ме?

П.Зеленков:

Бұл сұрақ жиі қойылады, бірақ менің білуімше, мұнда тікелей байланыс жоқ. Алғашқы жылдары институтта бізді оқытқандай: «Отбасының тарихын алыңыз: ата-анаңызда, ата-әжелеріңізде немесе үлкен әжелеріңізде ісік бар-жоғын біліңіз». Көбінесе табиғаттың өзі отбасылық бейімділіктің қандай да бір түрі бар екенін болжайды, содан кейін осы науқасқа мұқият назар аудару керек.

V. Лич:

Жаңа емдер ауруханада болу уақытын қысқартады ма?

П.Зеленков:

Иә. Міне, біз омыртқа хирургиясына орала аламыз. Бұрын омыртқа стенозына жасалған ота үлкен операция болатын, үлкен кесумен, ламинэктомиямен, ұзақ емделетін, науқас ұзақ жатуға мәжбүр болған, ал менде омыртқаның артқы бөлігі, сүйектердің бірігуі және т.б. . Енді біз эндоскоптың көмегімен 5 миллиметрлік тілік арқылы декомпрессия жасап, кешке науқасты үйіне шығара аламыз. Әдетте, біз жай ғана жағдайды бағалау үшін бір күн күтеміз, бірақ келесі күні науқасты шығара аламыз. Технология ауруханадан тез шығып, қалыпты өмірге оралуға мүмкіндік береді.

V. Лич:

Біздің дәрігерлер бүгінде өз елімізде ме, әлде шетелде ме? Өйткені кейбір мамандықтар бойынша дәрігерлер бізде толық дайындық жүргізілмейді деп шағымданады.

П.Зеленков:

Мен шетелде әртүрлі клиникаларға көп бардым. Мен Германияда, Францияда оқыдым және оқыдым, Ресейде медицинаның деңгейі негізінен айтарлықтай жоғары деп айта аламын, әсіресе ірі қалаларда: Мәскеуде, Санкт-Петербургте, Новосибирскте және т.б. Үлкен орталықтарда дамыған Батыс елдерінде бар дерлік бірдей әдістемелер бар. Бәлкім, біз клиникалық зерттеулер деңгейінде, әртүрлі жаңа әдістерден, толығымен эксперименттік әдістерден артта қалған шығармыз. Ресейде бірдей глиобластома үшін Германиядағы бірдей университет клиникаларына қарағанда жаңа физикалық немесе химиялық немесе биологиялық принциптерді қолданатын клиникалық зерттеулер, жаңа әдістер айтарлықтай аз. Бірақ дайындық деңгейін Ресейде алуға болады. Оның үстіне қазіргі еуро бағамымен дәрігерлерге өз қаражатына бір жерге барып, оқуы әбден қиын. Бірақ менің әріптестерімнің арасында бір нәрсеге қол жеткізгісі келетін, көп нәрсені үйренгісі келетін зейінді адамдар, ең алдымен жастар көп. Әрине, мұндай жандарға берер кеңесім, мүмкіндігінше саяхаттап, оқып, тамашалап, өз іс-тәжірибелерінде қолдана біліңдер.

Үлкен орталықтарда дамыған Батыс елдерінде бар дерлік бірдей әдістемелер бар. Бәлкім, біз клиникалық зерттеулер деңгейінде, әртүрлі жаңа әдістерден, толығымен эксперименттік әдістерден артта қалған шығармыз.

V. Лич:

Шетелдік тәжірибеден өзіңізге және осында болмаған тәжірибеңізге не ұттыңыз?

П.Зеленков:

2008 жылы Германияда бір жылдық тағылымдамадан өту кезінде мен омыртқа хирургиясына қатысты философиямды аздап өзгерттім: грыжа, стеноз және т.б. Яғни, үлкен операцияларды, үлкен декомпрессияларды, металдың көп мөлшерін пайдаланып тұрақтандыруды жасаудың қажеті жоқ екенін, сол мәселелерді микрохирургиялық әдістерді, микродекомпрессияны қолдану арқылы өте төмен жарақатты, аз инвазивті жолмен шешуге болатынын көрдім.

V. Лич:

Яғни, осы уақыт аралығында шетелдегілер бізден озып кетті ме?

П.Зеленков:

Германияда да ескі және жаңа әдістермен жұмыс істейтін клиникаларды табуға болады. Мысалы, мен жақында Францияның Бордо I университетінде клиникалық интернатурадан өттім. Мен ол жақта сәл басқаша көзқарастағы адамдар бар екеніне таң қалдым. Яғни, бұл ашық операциялар, біз 10 жыл бұрын қолдандық, бірақ олар ағынға қойылды, олар өте жақсы орындалады, бәрі сағат сияқты жұмыс істейді, бүкіл команда не және қалай істеу керектігін біледі, және олар тез және өте тиімді жүреді. Яғни, әрбір хирургтың қолында, ол шебер болған әдіс жақсы.

V. Лич:

Нәтижесінде бүкіл команданы қайта даярлау қажет пе?

П.Зеленков:

Әрине, бүкіл бригада. Хирургтың өзі маңызды, өйткені ол тікелей жұмыс істейді, ол мұны өз қолымен жасайды, бірақ операция бөлмесінің медбикесінің рөлі, анестезиологтың рөлі, рентгенологтың рөлі - бізде, өкінішке орай, мұндай қызметкер жоқ. операциялық бөлмеде, бірақ ол да қажет, өйткені біз рентген сәулелерімен, электронды-оптикалық түрлендіргішпен жұмыс істейміз. Яғни, бүкіл бригаданың рөлі өте маңызды. Операцияны бір хирургтың күшімен және білімімен аяқтау мүмкін емес, ол үшін әрбір қатысушы осы операцияның ерекшеліктерін, кейбір нюанстарды, оның қимылдарын және т.б. түсінуі керек, сонымен қатар команда жақсы үйлестірілген болуы керек. Хирург, анестезиолог және медбике бір уақытта болуы керек.

V. Лич:

Шетелде тағылымдамадан өткен соң елге келіп, бүкіл команданы қайта даярлау керек екен?

П.Зеленков:

Сөзсіз. Операция кезінде кейде бейтаныс нәрселерді апаға түсіндіруге тура келетін. Академик Н.Н.Бурденко атындағы нейрохирургия орталығында бірге жұмыс істейтін біздің қызметкерлер мен медбикелер – тамаша, өте жоғары білікті мамандар, олардың арқасында біздің ота жасауға болады, өйткені оларсыз, тәжірибесіз бұл өте қиын болар еді.

V. Лич:

Сонда бұл тәжірибе әріптестерімізге қалай берілді, әлде қандай да бір бәсекелестік бар ма, бәрі отырып: «Мен ешкімді үйретпеймін, бәрі маған келсін» деп ойлайды.

П.Зеленков:

Бұл жерде алқалылық бірінші орынға шығады. Сіз, әрине, отыруға және біліміңізді бермеуге және бәсекелестіктен қорқуыңызға болады. Бірақ өмір оны бәрібір шығарады, ал оны қажет ететіндер бұл білімді бәрібір алады. Сондықтан мен әрқашан басқа біреуге үйреткеннен гөрі мен болған дұрыс деген қағиданы ұстанамын. Яғни, қорада ит болудан пайда жоқ. Өзгелерге, жас әріптестерге, тұрғындарға неғұрлым көп білім берсеңіз, соғұрлым оның нәтижесі кейінірек болады. Өйткені олар әлі де кеңес алуға келіп, науқастарын жіберетін болады. Бұл екі жаққа да тиімді процесс. Ежелден келе жатқан дәрігерлік дәстүр – білімді ұстаздан алған болсаңыз, бас иіп, алғыс айтып, осы біліміңізді әрі қарай жалғастыруыңыз керек, өйткені бұл біздің кәсіби заңымыз.

Ежелден келе жатқан дәрігерлік дәстүр – біліміңді ұстазыңнан алсаң, бас иіп, алғыс айтып, осы біліміңді жеткізу керек.

V. Лич:

Бүгінгі таңда нейрохирургия мамандығы бойынша не болып жатыр, өйткені жыл сайын көптеген мамандар, кейбіреулер айтқандай, талап етілгеннен де көп шығады. Әркім өз мамандығы бойынша жұмыс істей ме, жұмысқа тұра ма?

П.Зеленков:

Орындар азайып бара жатқанын сеземін, бұл біздің денсаулық сақтаудағы жалпы үрдіс, біршама оңтайландыру жүріп жатыр, емханалар да аздап барады. Бірақ, дәл осы уақытта, дәлірек айтсақ, өз мамандығым бойынша нейрохирургтерге деген қажеттілік азайып барады деп айта алмаймын. Меніңше, керісінше жабылған жоқ. Ал нейрохирургтер мен мұндай мамандар республика бойынша жетіспейді, өйткені өңірлерден көп адамдар келетінін көріп отырмыз, ал көбісі белгілі бір себептермен жергілікті жерге жүгінгісі келмейді. Дегенмен, маған бұл қате түсінік сияқты көрінеді. Өйткені курсанттардың деңгейі айтарлықтай жоғары және адамдар тәжірибе қажет ең күрделі нәрселерден басқа кейбір нәрселермен жерде жұмыс істеуге әбден қабілетті. Сондықтан басқа мамандар сияқты нейрохирургтардың қатары көбеюі керек деп ойлаймын.

Міне, менің жеке пікірім, адамдар тұрғылықты жерінде жоғары білікті, жоғары технологиялық көмек алуы керек, өйткені Мәскеуге жету өте қиын, кейде олар үшін бұл мүмкін емес. Мен орталықсыздандыруды жақтаймын, сонда адамдар бұл көмекті өздерінің тұратын жерінен алыс емес жерде, оңай қол жеткізе алады және ала алады. Сонымен қатар, олармен жұмыс істеген дәрігермен байланыста, байланыста болыңыз. Мәселе бір операциямен шектелмейтіндіктен, өмір жалғасуда, науқасты бақылау, оңалту және кейінгі тексерулер қажет. Көбінесе қайталанулар, жаңа мәселелер бар, 10 жыл бұрын операция жасаған адамдар жаңа сұрақтармен және проблемалармен келгенде, олар әрқашан сәтті нәтиже болған жағдайда, олар бұрыннан сөйлескен адамға жетуге тырысады.

V. Лич:

Бүгінгі күні науқастардың өздері арасында алдын алу, дұрыс диагноз қою, қайда, қашан, қайда бару керектігі туралы үгіт-насихат жұмыстары жүргізілуде.

П.Зеленков:

Бұл шын мәнінде үлкен сәтсіздік.

V. Лич:

Өйткені олар мектептерге қаржылық сауаттылықты енгізбекші. Қаржы маңызды, бірақ денсаулығың болмаса, қалғанының мәні неде?

П.Зеленков:

Мен олардың мектептерде қаржылық сауаттылықтан сабақ беретінін білмедім.

V. Лич:

Кейбіреулерінде олар енгізілуде, оның ішінде одан әрі енгізу жоспарлары бар.

П.Зеленков:

Денсаулық сақтау сауаттылығын оқыту қаржылық сауаттылықтан кем түспейтін шығар. Өйткені, өз денсаулығыңды күту бірінші орында, менің ойымша.

V. Лич:

Балалар мектептен, кейде балабақшадан бастап, біршама дұрыс емес өмір салтын ұстана бастайды: гаджеттер, жеткілікті отырықшы өмір салты.

П.Зеленков:

Мұнда бар да, жоқ. Отырықшы өмір салты әрине жаман. Әрине, спорт бірінші орында тұруы керек, белсенді қозғалыс. Дегенмен, біздің өміріміздің шындығы сондай, балалардың көбірек оқуы керек, ақпарат көлемі, білім көлемі артып келеді. Гаджет ғылыми-техникалық прогрестің сөзсіз салдары болып табылады.

V. Лич:

Кейде бұл жаман, ата-аналар балаларын компьютерден қуып жібереді. Бұрын бізді үйге апару мүмкін болмаса, қазір бұл гаджеттермен балаларды үйден қуып шығу мүмкін емес.

П.Зеленков:

Бұл жерде әрқашан ойлану керек: балаға гаджет не үшін қажет? Мәселенің үстірт көріністеріне емес, тереңіне қараңыз. Яғни, балаға гаджет ол жай ғана зеріккен кезде және оның басқа әрекеттері болмаған кезде қажет.

Балаға гаджет ол жай ғана скучно және оның басқа әрекеттері болмаған кезде қажет.

V. Лич:

Екінші жағынан, ол көшеде жүрмейді, бір жерде қыдырмайды.

П.Зеленков:

Ол спорт секциясына барып, сол жерде жұмыс істей алады. Бұл жерде мәселе балаларға емес, ата-аналарға қатысты, олар баласының уақытын қалай ұйымдастырады және оның қызықты әрекеттері болуы үшін не істейді, күні бойы осы гаджетте отыруға құлшынысы жоқ немесе бар. жай ғана уақыт табуға мүмкіндік жоқ, өйткені ол жерде және онда оқыса, онда оның көп сағат отыруға күші мен уақыты болмайды. Бірақ телефонда немесе планшетте біраз уақыт өткізу, шын мәнінде, бұл жерде ештеңе жоқ, өйткені бұл қазіргі заманғы ойыншық, бізде бір кездері текшелер, арқандар және т.б.

V. Лич:

Әріптестеріңіз бен емделушілеріңізге бірнеше тілегім бар ма?

П.Зеленков:

Мен әріптестеріме үнемі жаңа нәрсені үйренуге деген құлшынысын сақтауды тілеймін, осылайша бұл ынта өшпеуі үшін, өмірдің құлдырауы мен құлдырауы оны бұзбауы үшін, сіз қолданатын әдістерді үнемі жетілдіруге деген ұмтылыс бар. өзіндік, біліммен байыту.

Науқастарға келетін болсақ, мен байыптылықты сақтап, дәрігерлерді бәрін жақсы білетін ақ халатты құдайлар деп санамай-ақ қойғым келеді. Яғни, ішкі интуицияңызды аздап қадағалаңыз және сізге не қажет, не қажет емес екенін анықтаңыз. Бұл әдеттен тыс ұсыныс болуы мүмкін, әсіресе ресейлік шындықтар үшін, бірақ соған қарамастан, өз денсаулығыңызға көбірек жауапкершілікпен қарай бастаңыз. Физиология мен анатомияның ерекшеліктерін түсініп, білім алып, қызығушылық танытып, Интернеттен оқыған дұрыс. Және өзіңіздің ауруыңыздың ерекшеліктерін біліп алыңыз және осы біліммен дәрігерге барыңыз. Сізге ұсынылған нәрсені байсалды түрде бағалаңыз. Дәрігерді таңдаңыз, емхананы таңдаңыз. Шын мәнінде, қазір таңдау еркіндігі өте жақсы. Және салауатты өмір салтын ұстаныңыз.

V. Лич:

Бар жақсылықты тілеймін. Келесі кездескенше.

П.Зеленков:

Фотоникалық компьютер, электр шамынан шыққан Wi-Fi, көзге көрінбейтін материалдар, жауынгерлік лазерлер мен ультра сезімтал сенсорлар... Мұның бәрі бір ғылымның жемісі – фотоника. Неліктен жарық бүгінде дүние жүзіндегі физиктердің жартысына жуығы үшін зерттеу нысанына айналғаны туралы біздің жаңа материалымызда

Фото: GiroScience / Alamy / DIOMEDIA

Камерадағы тінтуір тозақ жасыл жарықпен жарықтандырылады: лазер денеге терең еніп, оны ең ұсақ бөлшектерге дейін сканерлеу үшін бірнеше секунд қажет. Экранда қан тамырларының шатастырылған шатасуының кескіні пайда болады - өлшемі ең кішкентай, миллиметрдің оннан бір бөлігіне дейін. Бұл оптоакустикалық микроскоп - бірегей және әзірге Ресейдегі жалғыз құрылғы. Ол оптикалық сигналды акустикалық сигналға түрлендіреді және микрокапиллярларға дейінгі қан тамырларын «көруге» ғана емес, сонымен қатар қандағы ең кішкентай бөлшектерді, мысалы, жалғыз рак клеткаларын анықтауға мүмкіндік береді.

Ал егер радиацияның қарқындылығын арттырсаңыз, жасуша қызып кетуден жай ғана жарылып, ұшады. Сен түсінесің бе? – дейді профессор Ильдар Ғабитов, «Біз хирургиялық араласусыз және бүкіл денеге әсер етпей-ақ қажетсіз биологиялық нысандарды тікелей дененің ішінен алып тастай аламыз. Бір мезгілде диагностика мен терапияның бұл мүмкіндіктері медицинаның жаңа бағыты – тераностикаға тән.

Біз Сколково ғылыми-техникалық институтының Фотоника және кванттық материалдар орталығында биофизика зертханасында орналасқанбыз. Ғалымдар ұлпа үлгілері бойынша өз дағдыларын шыңдауда. Бірақ жақын арада Сколтехте толыққанды ғылыми-зерттеу виварийі болады.

Бір қызығы, диагностикалық және емдеу технологияларын біріктіру идеясы Нобель сыйлығының лауреаты, американдық атом бомбасының авторларының бірі Ричард Фейнманнан туындаған. Ол адам ағзасына тікелей хирургиялық операциялар жасай алатын автономды құралдардың жасалуын болжады. Фейнман былай деп жазды: "...Сіз хирургты жұтып алсаңыз, қызық болар еді. Қан тамырларына механикалық хирургты енгізер едіңіз, ол жүрекке барып, сол жерде "айналайын"...". Мүмкін мұның бәрі алдағы онжылдықта шындыққа айналар. Ол үшін фотондардың затпен наноөлшемде қалай әрекеттесетінін түсініп, жарықты басқару әдістерін әзірлеу керек.

Жарықтан жасалған компьютер

Жарық – бәрінің негізі, – деп қосты профессор Ғабитов басқа зертханаға бара жатып, – Жарық болмаса, ештеңе де болмас еді: Жерде тіршілік пайда болуы мүмкін емес еді». Заманауи медицина да, заманауи индустрия да болмас еді, ақпараттық құрылымы, экономикасы мен күнделікті өмірі күрделі қазіргі қоғам да болмас еді. Қарқынды дамуы көптеген қолданбалы салаларға байланысты фотоника ғылымы жарықтың қасиеттерін, жарықтың затпен әрекеттесуін зерттейді және жарық ағындарын басқару әдістерін жасайды. Бұл әдістердің ортақ бір қасиеті бар – олар жарық бөлшектерін – фотондарды манипуляциялауға негізделген. (Фотон - электромагниттік сәулелену кванты; электроннан айырмашылығы оның массасы немесе электр заряды жоқ және вакуумде жарық жылдамдығымен қозғалады - "ТУРАЛЫ".)

Неліктен фотоника дәл қазір тез дами бастады? Барлық озық елдер, соның ішінде Ресей де оны стратегиялық маңызды аймақ деп белгіледі...

Мен екі негізгі факторды атар едім – инструменталдық базаның дамуы және өсіп келе жатқан технологиялық қажеттіліктер, оның ішінде қазіргі қоғамның ақпараттық инфрақұрылымы. Бүгінгі таңда әлемде өндірілетін өнімнің 30-40 пайызы фотониканың көмегімен жасалады және ашылымдар қолданылатын салалардың тізімі күн сайын артып келеді.

Компьютерлік технологиялар ең ыстық салалардың бірі болып қала береді. Сонау 1965 жылы Intel негізін қалаушы Гордон Мур чиптегі транзисторлардың саны, демек, оның өнімділігі әр екі жыл сайын екі есе өсетін заңды тұжырымдаған. Бірақ 2016 жылы оның заңы жұмысын тоқтатты: электроника бұдан былай тез дами алмайды. Фотоникалық технологиялар оны алмастыра ма?

Электроника технологиясы кейбір салаларда кейбір шектеулерге жетті. Біз бәріміз электроникаға негізделген құрылғылардың қарқынды дамуының куәгеріміз. Көптеген адамдардың қалтасында смартфоны бар - 20 жыл бұрын функционалдығын елестету мүмкін емес болатын таңғажайып құрылғы. Оның пайда болуы саннан сапаға өтудің философиялық заңдылығын жақсы көрсетеді. Егер біз дискретті электроника деп аталатын дәуірде смартфонға ұқсас нәрсені жасауға тырыссақ, онда сәйкес құрылғы радио түтіктерден, конденсаторлардан, кедергілерден, индуктивтіліктерден және т.б. бұл блоктың өлшемі болар еді. Сонымен қатар, ол керемет энергияны тұтынатын және элементтердің сенімсіздігінен тұрақты бұзылуларға байланысты жұмыс істей алмайтын еді. Тек жоғары интеграцияланған микросұлбалардың пайда болуы (элементтердің үлкен саны бар - «O») қазір барлығына қолжетімді құрылғының жаңа түрін жасауға әкелді. Дегенмен, электрониканы дамытудағы одан әрі ілгерілеу кейбір жағдайларда мүмкін емес.

– Ал оның себебі неде?

Екіншіден, жылуды кетіретін материалдардың жоқтығы компьютерлердің дамуын айтарлықтай тежейді. Қазіргі заманғы құрылғылардағы элементтер өте кішкентай болып келеді, бірақ олардың көптігі сонша, олар өте тығыз оралған, сондықтан қызып кетуден аулақ болу мүмкін емес. Қазіргі уақытта Google және Facebook сияқты сала алпауыттары өздерінің «деректер орталықтарын» (деректерді өңдеу орталықтары - «O») суық климатта: Арктикалық шеңберден тыс жерлерде және солтүстікте мұнай платформаларында орналастыруға мәжбүр болды. суық су . Ал Қытайдың ең үлкен деректер орталығы Ішкі Моңғолиядағы Хоххот қаласында теңіз деңгейінен 1065 м биіктікте орналасқан. Мәселені шешу керек, өйткені сақтау жүйелерінің тығыздығы тек артады. Бір нәрсені өшіру немесе жою дағдысы пайдаланушылар мәдениетінен 20 жыл бұрын дискеттерді немесе дискілерді пайдаланған кездегідей мүлдем жойылып барады. Бұлтты кеңістік шексіз болып көрінеді.

Ал үшінші себеп, ең маңыздысы, соның арқасында компьютерлердің жылдамдығы енді артпайды, элементар логикалық операцияға қатысатын электрондар санына байланысты. Енді бір операция шын мәнінде бір электронды қамтиды. Яғни, әрі қарай біз электронның «жартысын» немесе «төрттенін» пайдалануымыз керек, бұл абсурдтық. Сондықтан фотондардың көмегімен жоғары интеграцияланған құрылғыларды жасауға тырысу идеясы пайда болды.

Бұл мыс кабельдің орнына оптикалық талшықты қолдана бастаған 1970 жылдардағы технологиялық серпіліске ұқсас бола ма? Өйткені, дәл осы өтпелі кезең қазіргі ақпараттық қоғамды құрды.

Иә, талшықты оптика – жарық жоғары жылдамдықпен тасымалданатын мөлдір материалдан жасалған жіңішке жіп – таңғажайып материал. Елестетіп көріңізші: ондаған шақырымдық оптикалық талшықтар терезе әйнегінің метріндегідей мөлдірлікке ие! Бұл ақпаратты тасымалдаушылар ретінде электрондардың орнына фотондарды пайдалануға мүмкіндік береді. Оптикалық талшықты технологияны құру және оптикалық күшейткіштердің өнертабысы жоғары жылдамдықты беру саласында орасан зор жетістіктерге әкелді. Енді, әрине, фотонды технологияларды тек тасымалдау үшін ғана емес, ақпаратты өңдеу үшін де қолдануға азғырылуда.

– Сонда жақын арада фотонды компьютер жасау мүмкін бе?

Бұл жерде біз әлі шешілмеген мәселелерге тап боламыз. Мысалы, қазіргі заманғы процессор - бұл ұсақ элементтерден тұратын күрделі құрылым. Жыл сайын компаниялар технологияны жетілдіреді: Apple және Samsung шамамен 7 нанометрлік технологиялық өлшемдерге ие (яғни, бүгінде мұндай өлшемдегі бөліктермен жұмыс істеуге және сәйкесінше көптеген миниатюралық элементтерді орналастыруға болады. - «O»). Бірақ фотон, біз білетіндей, әрі бөлшек, әрі толқын. Оның үстіне қазіргі ақпараттық жүйелерде қолданылатын бұл толқынның ұзындығы 1550 нанометрді құрайды. Шамамен айтқанда, фотоникалық технологияға негізделген смартфон бүгінде біз үйренгеннен шамамен 200 есе үлкен болады.

Екінші шешілмеген мәселе - фотон ағындарын басқарудың тиімді әдістерінің жоқтығы. Электрондардың заряды бар екені белгілі, сондықтан оларды магниттік немесе электр өрісінің көмегімен басқаруға болады. Фотондар бейтарап және мұны істеу мүмкін емес. Бүгінде барлығы фотоника мен электрониканы біріктіретін жаңа гибридті құрылғылардың пайда болуын күтуде. Негізгі компаниялардың ғылыми орталықтары бұл мәселені шешу үшін күресуде.

Ол не береді? Керемет өнімділік? Адамзаттың осындай өнімділікпен шешуді қажет ететін проблемалары бар ма?

Әрине, климатты модельдеу, миды зерттеу, медициналық-биологиялық мәселелер бойынша мұндай міндеттер бар... Бұл тізімді ұзақ жалғастыруға болады. Күнделікті өмірдің жаңа мүмкіндіктеріне келетін болсақ - білесіз бе, мен бұл сұраққа жауап бере алмаймын. Тағы да, 20 жыл бұрын біз смартфондардың қандай керемет мүмкіндіктерге ие болатынын елестете алмадық. Сондықтан, жоғары интеграцияланған фотоникалық құрылғыларды жасау қандай функционалдылыққа әкелетіні туралы қиялдау - рахметсіз міндет.

Ағарту туралы ғылым

– Фотоника ғылымы қаншалықты қымбат? Ғалымдарға қандай қондырғылар қажет?

Фотоника саласындағы адрондық коллайдер сияқты алып жобаларды елестету қиын - мұндағы процестердің ауқымы кішірек. Бірақ бұл ғылым өте қымбат. Әдетте, өте кішкентай құрылымды объектілермен, жаңа материалдармен және жаңа құрылғылармен жұмыс істейтін фотоникалық орталықтар шамамен 250-300 миллион доллар тұрады.

– Бүгінгі таңда ғылыми әлеует қайда шоғырланған және жаңа суперқұрылғылар қай жерде пайда болуы ықтимал?

Ірі компанияларда барған сайын көбірек зерттеулер ауыстырылуда және шоғырлануда. Негізгі қызметкерлер өте қымбат, сондықтан компаниялар өздерінің тәжірибелік және жоғары тәуекелді зерттеулерінің бір бөлігін білікті профессорлары мен жақсы студенттері бар университеттерге аутсорсингке береді.

Елдер туралы айтатын болсақ, АҚШ-та көп жұмыс атқарылуда. Оның үстіне Англия, Германия, Жапония, Корея елдерінде жақсы орталықтар бар. Ішінара Францияда. Нью-Йорктегі Рочестер университеті сияқты университеттерде көп жұмыстар атқарылуда. Бұл, әдетте, оптикаға қатысты барлық адамдар үшін белгілі орын. Мұнда Kodak, Xerox, Bausch және Lomb сияқты атақты оптикалық алыптар өз жұмысын бастады.

– Қытай әлі бұл тізімде жоқ па?

Қытай басқа әңгіме. Ол жақта фотоникаға қыруар қаржы бөлінеді. Қытайлықтар қазірдің өзінде өндірістің белгілі бір салаларында үстемдік етеді, бірақ әлі де жаңа құрылғыларды әзірлеуде сәл артта қалуы мүмкін. Бір жерде болса да, мысалы, кванттық байланыста, қытайлар бүкіл әлемді басып озды. Осы қыркүйекте олар QUESS кванттық спутнигін пайдаланып, Қытай мен Австрия арасында байланыс орнатты. Бұл сигналдың жүріп өткен қашықтығы бойынша рекордты жаңартып қана қоймай, сонымен қатар бұзылуға болмайтын байланыс сілтемелерін құрудың басталуын белгіледі.

Қытай өте жылдам дамып келеді, ол қомақты қаражатты ғана емес, сонымен бірге адам әлеуетін де тартады. Енді бір қызығы, қытайлық студенттер оқығаннан кейін бір штатта қалмай, Қытайға қайтады, содан кейін зертхана меңгерушісі болып, профессорларын сонда шақырады.

Жасыратыны жоқ, электроника Ресейдің, жұмсақ тілмен айтқанда, артта қалған сала: азаматтық микропроцессорлық нарықта бізде 100 пайыз импорт бар. Орыс фотоникасы туралы не айтуға болады? Бұл әсіресе қызықты, өйткені БРИКС-те ғылымдағы ең перспективалы бағыттардың бірі ретінде оған Ресей мен Үндістан жауапты.

Иә, Ресей мен Үндістан радиофотоника саласында бірлескен бағдарламаларды жүзеге асыратын көрінеді. Бірақ жалпы таңдау, мен айтар едім, негізделген. Сонау 1919 жылы азамат соғысы қызған шағында үкіметтің шешімімен Мемлекеттік оптикалық институт (ГОИ) құрылғаны аз адам есіне түседі. 1923 жылға қарай ол әлемдегі ең жақсы жабдықталған ғылыми мекемелердің бірі болды.

Жалпы, бұл тамаша мекеме көп мәселені шешті. Айталық, Бірінші дүниежүзілік соғысқа дейін Германия оптиканың негізгі өндірушісі болды, ал соғыстың бір жерінде қазір айтқандай, санкциялар енгізілді. Яғни, құрылғылар енді Ресейге жеткізілмейтін болды. GOI үлкен рөл атқаратын саланы құру қажет болды. Оның негізінде сол 1919 жылы жұлдыздарды бақылау үшін 300 метрлік интерферометр салынды. Онда олар іргелі ғылыммен де, технологиялық база жасаумен де айналысты. Мұнда барлығы жасалды - медициналық микроскоптардан бастап ең күрделі әскери оптика мен ғарыш аппараттарына арналған линзаларға дейін.

Өкінішке орай, 1990-шы жылдары GOI аянышты күйге түсті. Көптеген мамандар басшылықтың күшті шешімімен ITMO – Санкт-Петербург ақпараттық технологиялар, механика және оптика зерттеу университетіне жұмысқа қабылданды. Қазір бұл өте күрделі ғылыми жұмыстар жүргізілетін бірегей оқу орны. Сонымен қатар, физика және технология, MISIS, университет туралы айтпай кетуге болмайды. Бауман Мәскеуде, Новосибирск университетінде. Қазір бұл бүкіл аймақ өркендеу үстінде және Ресей үкіметінің Ресейде фотониканың дамуын қолдау туралы шешімі кездейсоқ емес. Сколтех, айтпақшы, бұл бағдарламаның қалыптасуына қатысты. Соңында, бизнес тарапынан үлкен қызығушылық бар: азаматтық және әскери мақсаттағы бәсекеге қабілетті өнімдерді шығаратын және жаңа өнімдерді әзірлейтін ұйымдар бар.

Болашаққа оралу

Біздің күнделікті өмірімізді өзгертетін фотонды технологиялар туралы айтып беріңізші. Фотондармен жұмыс істейтін Li-Fi - Wi-Fi дамуы қай кезеңде?

Бұл технологияның негізін қалаушы неміс физигі Харальд Хаас болып саналады, ол 2011 жылы LED шамды маршрутизатор ретінде пайдаланды. Зертханалық жағдайда ол 224 Гб/с жылдамдыққа жетті. Бұл жылдамдық, мысалы, 1 секундта әрқайсысы 1,5 ГБ болатын 18 фильмді жүктеп алуға мүмкіндік береді. Тағы бір маңызды нюанс - құпиялылық. Радиотолқындар қабырғалар арқылы өте алады, яғни Wi-Fi арқылы байланысқан кезде радиосигнал оңай оқылады, ал деректерді ұрлап, шифрын шешуге болады. Модуляцияланған жарық бөлмеден алыс кетпейді, мұндай сигналды жасырын ұстау әлдеқайда қиын - ол көру сызығында қабылданады және беріледі. Бірақ бұл технология әлі күнге дейін жүзеге асырылмайды. Плазмоникаға негізделген технологиялар шынайырақ.

-Олар не?

Плазмоника шамамен 15 жыл бұрын ғана дами бастады, бірақ онымен байланысты құбылыстар өте ұзақ уақыт бойы белгілі болды. Мысалы, Ежелгі Египетте металдар шыныға қосылып, әртүрлі түстерге боялған. Ал Британ мұражайында алтын ерітілген шыныдан жасалған бірегей тостаған бар, демек, бір жарықта қызғылт, екіншісінде жасыл. Мәселе мынада, әйнекте еріген кезде алтын молекулаларға тарамайды, бірақ кластерлерге жиналады - бөлшектердің мөлшері шамамен 50 нанометрді құрайды. Егер жарықпен жарықтандырылса, толқын ұзындығы бөлшек өлшемінен үлкен болады, ал жарық оның айналасында шашырамай өтеді. Бұл жаңалық толқын ұзындығынан кіші нанолазерлер және ультра сезімтал сенсорлар сияқты алуан түрлі технологияларды жасауға әкелді.

- Қазірдің өзінде жұмыс істейтін модельдер бар ма?

Тамақ. Мұндай лазерлер туралы алғашқы жұмыстарды бірнеше жыл бұрын АҚШ-та тұратын MIPT түлегі Миша Ногинов басып шығарды. Ол бірінші болып 40 нанометрлік лазерді құрастырды - адам шашының қалыңдығынан миллион есе аз. Бұл туралы ақпарат 2011 жылы Nature журналында пайда болды. Содан бері нанолазерлердің тәжірибелік өмірі басталды. Атап айтқанда, біздің басқа бұрынғы жерлесіміз, академик Спартак Беляевтің шәкірті, Новосибирск мемлекеттік университетінің ректоры Марк Стокман SPASER – оптикалық сәулеленудің плазмоникалық нанокөзін ойлап тапты. Бұл 22 нанометр, яғни адам жасушасынан жүздеген есе кіші бөлшек. Арнайы жабынның арқасында SPASER бөлшектері қандағы метастаздық рак клеткаларын «табу» және оларға жабысу арқылы оларды жоя алады. Стокманның өте оптимистік бағалауы бойынша мұндай алғашқы құрылғылар келесі жылы пайда болуы мүмкін.

- Аса сезімтал сенсорлар бірінші кезекте не үшін пайдаланылады?

Мысалы, жарылғыш заттарды таңбалау үшін. Терроризмге қарсы іс-шаралар үшін осы немесе басқа жарылғыш заттың қайдан шыққанын білу және оның қай жерден ағып кеткенін табу өте маңызды. Бүкіл әлемде жарылғыш заттарды таңбалауға көп күш жұмсалады, өйткені жарылыстан кейін қалған заттарды жинау арқылы заттың қай жерде жасалғанын – ауысым мен уақытқа дейін түсінуге болады. Және ол жерде не қосылып жатқанын жау түсіне алмайтындай. Және бұл мәселе жай ғана шешіледі: фотоникалық технологияға негізделген сенсор тани алатын жарылғыш затқа бірнеше молекула кіреді.

Тағы бір бағыт – дәрілік заттарды таңбалау. Белгілі болғандай, кез келген таблеткада белсенді заттың өте аз мөлшері бар, ал негізгі бөлігі толтырғыш пен қабықтан тұрады. Біз, айталық, бес бояғышты белгілі бір пропорцияда араластыра аламыз, содан кейін оларды төмен концентрацияға дейін сұйылтуға және осылайша белгілі бір жабын құрамы арқылы шынайы таблеткаларды белгілеуге болады. Оларды жалғаннан ажырату үшін таблеткаларды арнайы субстратқа салып, олардың қандай спектр шығаратынын көру жеткілікті. Бұл келешегі зор бағыт әлемде кеңінен дамып келеді.

Сколтехтегі зертханамызда адам қанындағы кортизол, стресс гормонының деңгейін анықтай алатын сенсорды жасап жатырмыз. Бұл нақты уақыт режимінде ақпаратты тасымалдайтын киілетін гаджет болады. Жұмысы үнемі шоғырлануды қажет ететін адамдар үшін қандай баға жетпес нәрсе екенін елестете аласыз ба?

1960 жылдардың соңында әлемде жауынгерлік лазерлерді жасау туралы әңгіме болды. Бағдарламамызды Нобель сыйлығының лауреаты Николай Басов жүргізді. Оның басшылығымен баллистикалық зымыранды соғуға қабілетті жауынгерлік лазер жасалды. Фотониканың қандай бағыттары әскерилерді қызықтырады?

Әрине, барлық елдерде жауынгерлік лазерлер саласындағы жұмыстар жүргізілуде, бірақ бұл талқыланатын тақырып емес. Камуфляжға арналған ықтимал метаматериалдар (қасиеттері нанотехнологиялар арқылы байытылған материалдарға осылай аталады - «O») бүгінде белсендірек талқылануда.

– Иә, компаниялар Х.Г.Уэллс романындағыдай көрінбейтін плащ жасауға дайын екендіктерін бірнеше рет мәлімдеген.

Бұл медиа кеңістігінде өте танымал тренд. Уэллс романында көрінбеу материалдың ашықтығы принципіне негізделген. Бұл принцип, дәлірек айтсақ, оған еліктеу қазіргі уақытта жүзеге асырылуда. Қазір, мысалы, мезгіл-мезгіл «мөлдір» болатын мұнара салу жобасы Сеулде талқылануда. Ғимараттың беті жарықдиодты шамдармен жарықтандырылады, ал қасбеттерде орналасқан бірқатар камералар оның бетіне аспан бейнесін нақты уақыт режимінде көрсетеді. Толығымен «іске қосылған» мұнара аспанға қарсы көрінбейтін болуы керек. Рас, бұл жерден алыс емес жерде әуежай бар екенін ескерсек, авиациялық қауіпсіздік мәселесінің қалай шешілетіні тым анық емес.

Тағы бір технология ғылыми фантастикалық кітапта сипатталған - «Көрінбейтін әйел». Онда ханым сәулелердің бағытын бұзатын қабықпен қоршалған.

Бұл принцип метаматериалдар арқылы жүзеге асырылады. Метаматериалдар жарық сәулелерін оның артына тығылып жатқан нысан көрінбейтін етіп майыстыра алады. Бірақ мәселе мынада, бұл тек өте кішкентай объектілерде - сантиметрлік тәртіпте - және спектрдің тар аймағында ғана мүмкін.

Екі жағдайда да нақты көрінбейтін туралы айту әлі ерте.

Ертеңгі физика

ХХ ғасырда физиканың бір немесе басқа саласының дамуы, әдетте, саяси тәртіппен анықталды. Академик Гинзбург өзінің соңғы сұхбаттарының бірінде америкалықтар атом бомбасын тастаған кезде оның жалақысы 3 есе өскенін айтты... Сіздің ойыңызша, физиканың осы немесе басқа саласының дамуына не түрткі болып отыр?

Соңғы бірнеше онжылдықта тапсырыстар саяси емес, өндірістік қажеттіліктермен айқындалды. Өйткені, бұрын қалай болған? Біраз жаңалық жасалды, кейбір құбылыстар зерттелді, кейбір математикалық фактілер ашылды және біршама уақыт өткеннен кейін олар қолданбалы бағдарламаларға енгізілді. Енді енгізу жылдамдығы соншалық, технологияның ашылуынан пайда болғанға дейін бірнеше ай өтеді. Барлық биофотоника шамамен жеті жыл бұрын пайда болды және бүгінгі күні бірде-бір үлкен фотоникалық технологиялар орталығы тиісті зертханасыз жұмыс істей алмайды.

Сондықтан қазір Батыста физикалық пәндердің дамуы физика кафедраларынан инженерлік бөлімдерге ауысуда. Дәл сол жерде бүгінде қаржыландыру жақсырақ, өндірістік тәртіп бар. Сонымен бірге физика кафедраларын қаржыландыру азайып келеді. Бұл мен Еуропада да, АҚШ-та да көретін жалпы үрдіс.

– Бұл іргелі және қолданбалы ғылым арасында қаражатты қайта бөлу келе жатыр дегенді білдіре ме?

Мүмкін. Іргелі ғылымдағы ілгерілеу көбінесе өте үлкен капитал салымдарын талап етеді. Іргелі ғылым өте қымбатқа түсуде, сондықтан халықаралық ынтымақтастық пен қаржылық консолидация бар. Бұл әдеттегі құбылыс. Кезінде бізде Ландау институтында түсініксіз және беймәлім құбылыстар ғана нақты физика болатындай көзқараста болатынбыз. Ал қалғанының бәрі қосымша. Демек, осы тұрғыдан алғанда, бүгінгі іргелі ғылым, айталық, қараңғы материя мен қараңғы энергияны зерттеу болар еді.

Сіз бір сұхбатыңызда физика факультетіндегі студенттердің білім сапасы апатты түрде төмендеп бара жатқанын айттыңыз. Сіз АҚШ пен Ресейде сабақ бересіз. Бұл екі елге де қатысты ма?

Ғылымға деген қызығушылықтың төмендеуі – дүниежүзілік мәселе. Ол барлық жерде дерлік анық көрінеді. Шамасы, адамзат бұл туралы ойлануы керек, өйткені ол ерте ме, кеш пе кейбір жағымсыз салдарға әкеледі. Иә, мен оқушылардың мектептен кейінгі білім сапасының төмендеп бара жатқанын айтып отырмын. Мұның көптеген себептері бар, соның бірі – іздестіру жүйесінің жойылып, кейіннен дарынды балаларға, әсіресе, провинциялардан келген қамқорлық.

Сонымен қатар, қазіргі ресейлік мектеп-интернат жүйесі үлкен қиындықтарды бастан кешіруде, өйткені оларға қарапайым мектептер сияқты қаражат бөлінеді. Академиялық мекемелер кейбір үшінші тарап қаржыландыру көздерін табады, бірақ бұл олардың профилі емес. Мемлекет мұнымен жүйелі түрде айналысуы керек. Кеңес заманында Қытай қазір бізден қарызға алған дәл осы жүйе өте жақсы жұмыс істеді.

Бір кездері АҚШ-та олар кеңестік математика мектептерінің жүйесін көшірген, бірақ мен Қытай туралы әлі естіген жоқпын...

Қытайдағы әріптестеріммен сөйлескен кезде мен көптеген таныс нәрселерді көремін - бір уақытта бастан өткергеніміз. Мысалы, кеңестік жүйенің байқаулар мен үздік студенттерді іріктеу сонда көшірілді. Бұл маған өте жақын, өйткені мен ғылымға осылай келдім. Менің анам мұғалім болды және физика-математика пәндері бойынша олимпиада тапсырмалары жарияланған «Мұғалімдер газетіне» жазылды. Мен оларды барлық сыныптар үшін бірден шешіп, шешімдерді пошта арқылы жібердім. Оның үстіне, тапсырмаларды өте дана мұғалімдер құрастырған, өйткені олар өте жақсы дайындық беретін мамандандырылған мектептер мен ауылдық мектептер арасындағы айырмашылықты теңестірді. Яғни, зерделілікке, тапқырлыққа, әлеуеті бар адамдарға баса назар аударылды. Қазір Ресейде олай емес.

– Көп адамдар 20 ғасырды ядролық физика ғасыры деп атайды. 21 ғасырда физиканың қай саласы флагманға айналады?

Қазіргі физиканың ең таңғажайып саласы, менің ойымша, Ғалам туралы ғылым. Қараңғы материя мен қараңғы энергия - бұл ашылған және әлі де түсіндірілуін күтетін жұмбақ, таңғажайып құбылыстар. Бұл құбылыстарды зерделеу және ашу біздің дүние құрылымын түсінуімізде орасан зор прогреске әкеледі. Бірақ бүгін біз айтқан фотоника 21 ғасырда 19 ғасырдағы бу қозғалтқышы немесе 20 ғасырдағы электроника сияқты рөл атқарады.

Жарықты есептеңіз
Визит карточкасы

Физик Ильдар Ғабитов фотоникаға деген құмарлығына математикалық формулалар арқылы келді. Қазір ол бірден үш бағытта жұмыс істейді - жарықтың қасиеттерін зерттеу, өмірдегі жаңалықтарды енгізу және ғылымды дамыту бағдарламаларын жасау

Ильдар Ғабитов – Аризона университетінің (АҚШ) математика факультетінің профессоры, Сколково ғылыми-техникалық институтының Фотоника және кванттық материалдар орталығының директоры, Теориялық физика институтының жетекші ғылыми қызметкері. Л.Д. Ландау РҒА.

1950 жылы мұғалім және тау-кен инженерінің отбасында дүниеге келген. Ленинград университетінің физика факультетінде оқыды. Математикалық физика кафедрасында оның оқытушылары атақты профессорлар Ольга Ладыженская мен Василий Бабич болды. Біраз уақыт Ленинград түбіндегі Сосновый Бордағы жабық мекемеде жұмыс істеді. Одан кейін – Бішкектегі математика институтында. Ол жерден Ландау институтына, академик Владимир Захаровқа ауысты. 1990 жылдардың басында ол Германияға, содан кейін АҚШ-тағы Лос-Аламос ұлттық зертханасына көшті, содан кейін Аризона университетіне орналасты. Жылдың көп бөлігін сонда өткізеді.

Профессор Ғабитов теориялық және математикалық физика, сызықты емес оптика, интеграциялық жүйелер теориясы, талшықты-оптикалық байланыстар, көп масштабты құбылыстар мен наноматериалдар, нанофотоника және наноплазмоника бойынша 100-ден астам ғылыми еңбектердің авторы. Ол көптеген халықаралық кәсіпқой қауымдастықтар сарапшысы ретінде танылған, соның ішінде Ұлттық ғылым қоры (АҚШ), Канаданың Жаратылыстану ғылымдары мен инженерлік зерттеулері кеңесі, АҚШ Азаматтық ҒЗТКЖ қоры (АҚШ), Инженерлік және физикалық ғылымдарды зерттеу кеңесі (Ұлыбритания). Сколково ғылыми-техникалық институтының ғылыми кеңесінің мүшесі. Ресей Федерациясы Білім және ғылым министрлігінің «Фотоника саласындағы 2017-2020 жылдарға арналған ғылыми зерттеулер мен әзірлемелердің ведомствоаралық бағдарламасын» дайындауға қатысты.

Екатеринбургте «Иннопром-2015» халықаралық өнеркәсіп көрмесі өтті. Биылғы жылы пленарлық отырыстар мен отырыстар, халықаралық конференциялар мен сарапшылар алқалары көптеген тақырыптар мен мәселелерді қамтыды. Бұл байланыстың нәтижесі ондаған нақты келісімдер мен ірі келісімшарттар болды.

Болашақ фотоника. «Фотоника – индустрияның инновациялық дамуының қозғаушы күші» атты дөңгелек үстелде Ресейдегі фотониканы дамыту мәселелері және оны ғылым мен өндірісте қолдану перспективалары талқыланған ең нәтижелі әңгімелердің бірі болды. Шараның серіктестері сала жетекшілері болды: Швабе, Лазер орталығы және Сколково. «Электроника» сөзіне ұқсастық арқылы жасалған «фотоника» термині осыдан 5-7 жыл бұрын пайда болды. Ресей фотоника бойынша әлемде басым орын алады. Бұл бағыттың бастауында еліміздің көрнекті ғалымдары: академиктер Николай Басов, Александр Прохоров, Николай Вавилов болды. Фотоника нарығындағы жетекші орынды қазір Валентин Павлович Гапонцев мектебі алады. Ол басқаратын IPG Photonics компаниясы әлемдегі талшықты лазерлердің 40 пайызын шығарады.

«Ресейде фотоникамен айналысатын жүздеген кәсіпорындар мен ұйымдар бар. Олар ғылыми зерттеулер жүргізеді және ғылыми мақалалар жариялайды, тапсырыс беруге және сатып алуға болатын өнімдер шығарады және арнайы мамандарды дайындайды», - дейді Ресей лазерлік қауымдастығының президенті Иван Ковш. – Бұған академиялық және салалық институттар, университеттер, кәсіпорындар, конструкторлық бюролар кіреді, бірақ жалпы біздің аудан шағын кәсіпорындар. 350-ге жуық шағын кәсіпорын Ресейдегі барлық азаматтық фотоникалардың 70 пайызын шығарады, шамамен екі мың модель - бұл оптикалық элементтер, сәулелену көздерінің кейбір түрлері және басқа да өнімдер.

Сала үшін маңызды міндеттердің бірі тек құру ғана емес, сонымен қатар технологияны тәжірибеге енгізу және бұл үшін өте қуатты құрал - аймақтық салалық құзырет орталықтары. Қазір олар бүкіл әлемде қолданылады, біздің елімізде де мұндай тәжірибе бар. Мәселен, лазер және оптикалық технологиялар саласындағы ғылыми-техникалық ынтымақтастық туралы ресейлік-германдық келісім аясында соңғы он жылда Ресейде бес ресейлік-неміс орталығы құрылды. Немістер соңғы үлгідегі жабдықтарды жеткізген, орталықтар бес қалада жұмыс істейді, олар шағын, әрқайсысында 5-8 адам. Он жыл ішінде олар арқылы 1,5 мың кәсіпорын өтті. Ал олардың әрбір үштен бірі бүгінде материалдарды өңдеуде лазерлік технологияларды пайдаланушыға айналды.

Бүгінгі таңда әлемдік нарықтағы негізгі тенденциялар қандай? Ең бастысы - таза экономикалық қолдануы бар фотоникалық технологиялар мен техникалардың санының тез өсуі. Технологияның дамуымен де, жаңа материалдар мен жабдықтардың дамуымен де байланысты, олар қазірдің өзінде белсенді қолданылып жүрген аймақтарда фотоникалық өнімдерді өндіру көлемін ұлғайту. Бүгінгі таңда дамудың негізгі бағыттары өндірістік технологиялар болып табылады, өйткені алдыңғы қатарлы елдер қайта индустрияландыру жолына түсіп, жаңа технологияларды белсенді түрде талап етіп отыр. Лазерлік фотоникалық технологияның инновацияға әсерін осы мысалдан көруге болады. Бүгінгі таңда микроэлектроникада ең маңызды мәселе элементті - чипті азайту болып табылады. Әзірге ең жақсы өлшем - 20 нанометр. Фотоникасыз мұны істеу мүмкін емес. Бұл процесс қысқа толқынды немесе ионды литографияны пайдаланады. Осылайша, литографияға жұмсалған 1 миллион доллар бізге 100 миллион долларлық чиптерді шығаруға мүмкіндік береді. Лазерлерден басқа жасауға болмайтын бұл чиптерді 1,5 миллиард долларға түпкілікті өнімге пайдалануға болады: компьютерлер, сандық камералар, телефондар және т.б. Міне, фотониканы пайдалану перспективалары: 1 миллион доллар инвестицияланды - нәтижесінде 1,5 миллиард алды!

Немесе, айталық, «фотоника және медицина» сияқты жанып тұрған тақырып. Қазіргі таңда жер шарында халық тез қартаюда, көптеген жаңа аурулар пайда болуда. Денсаулыққа қатысты мәселелер алдыңғы қатарға шығады. Мысалы, АҚШ халық денсаулығына жылына 1 триллион 800 миллиард доллар, Германия 225 миллиард еуро жұмсайды. Бұл үлкен сандар. Жапондық сарапшылардың пікірінше, диагностика мен емдеуге фотоникалық технологияларды енгізу ғана денсаулық сақтау шығындарын 20 пайызға азайтады. Бұл жылына шамамен 400 миллиард доллар.

Тағы бір аспект - жарықтандыру технологиясы, дәлірек айтқанда, жарықдиодты шамдарды қолдану арқылы жарықтандыру. Қазір әлемде өндірілетін электр қуатының 15 пайызы жарықтандыруға жұмсалады. Бұл көрсеткіш Азияның қарқынды урбанизациясына байланысты алдағы 20 жылда екі есеге артуы мүмкін, бұл айтарлықтай шығындар мен ластануды әкеледі, өйткені энергия өндірісінің қалдықтары үлкен. Шығудың жалғыз жолы - жоғары тиімділікпен жарықдиодты шамдарды пайдалану. Бұл энергия тұтынуды екі есе азайтады. Белгілі болғандай, жарық диодты жасаушылар Нобель сыйлығымен марапатталды.

Бір қызығы, соңғы жылдары Қытайдың фотониканы дамытудағы рөлі күрт артты. Ол бұл бағытты ғылым мен техника саласындағы мемлекеттік саясаттың басым бағыттарының біріне айналдырды. Қытай жылына 25 пайызға фотониканы дамытады, 15 жылда бұл салада 5000 кәсіпорын құрылды. Ал бүгінде қытайлықтар бүкіл Еуропалық Одаққа қарағанда көбірек фотоника шығарады. АҚШ, Қытай және Еуропалық Одақ фотониканы дамытуға үкіметтің ықпалын өте белсенді пайдаланады.

Мақаланың толық нұсқасын Rare Earths журналының жаңа санынан оқыңыз.

Ресей Федерациясының Байланыс министрлігі
Мемлекеттік жоғары оқу орны
кәсіптік білім беру
«Еділ мемлекеттік телекоммуникация университеті»
катион және информатика»	Глущенко А.Г., Жуков С.В.
_________________________________	Фотоника негіздері. Дәріс конспектісі. – Самара: GOUVPO
	ПГУТИ, 2009. – 100 б.
Физика кафедрасы
	(Пән бойынша конспект).
А.Г. Глущенко, С.В. Жуков
ДӘРІС ЕСКЕРТУ
АКАДЕМИЯЛЫҚ ПӘН БОЙЫНША	Рецензент:
	Петров П.П. – п.ғ.к., доцент, кафедраның доценті «………..
ФОТОНИКА НЕГІЗДЕРІ	» GOUVPO PGUTI
Зерттеу саласы: Фотоника және оптоинформатика ()

Самара – 2009 ж

	Аты
	пәнінің бөлімі
	үздіксіздік көздері	жылу көздері, газ
	және сызық ерекшеліктері-	разрядты шамдар, жарықдиодты
		одалар, лазерлік ұшқын;
		лазерлердің негізгі түрлері
		(қатты күй, газ,
		иондық, жартылай өткізгіш
		жоғары, үздіксіз және им-
	кож көздері-	импульс, реттеумен
	жалға берілетін радиация	сәулелену жиіліктері мен ұзындықтары
		импульстік белсенділік), ген-
		гармоникалық неаторлар, SRS және
		SBS түрлендіргіштері,
		спектрлік генераторлар
		суперконтинуум;
		фотокатодтар және фотокөбейткіштер, жартылай
	сәуле қабылдағыштар	сым қабылдағыштар,
		фотосезімтал төсеніш-
		рицтер, микроболометрлер;
		электро-оптикалық және акустикалық
		сто-оптикалық жарық
	басқару құрылғылары	клапандар, сұйықтық
	мінездеме	кристалдық және жартылай
	когерентті таяқшалар	өткізгіш транспа-
	ny сәулелер:	дәнекерлеу, құрылғыларға негізделген
		және фоторефракциялық орта,
		Фарадей изоляторлары;
		электронды сәуле және
		сұйық кристал
	көрсету құрылғылары	дисплейлер, лазерлік проекторлар
	ақпарат:	иондық жүйелер, холо-
		графикалық дисплейлер, si-
		көлемді қалыптастыру жүйелері

	Аты
	пәнінің бөлімі
		көп сурет;
		микро құру принциптері
		электромеханикалық
	микроэлектромеханика-	құрылғылар мен фотолитография
		фия, оптикалық микро-
	техникалық дизайн	электромеханикалық элементтер
		полицейлер, микро-
		электромеханикалық
		құрылғылар;
		талшықты компоненттер
	басқару құрылғылары	оптикалық сызықтар, модуль-
		тори, мультиплексорлар және
	ления жарық
		демультиплексорлар, изоляторлар
	Шаш	торлар, қосқыштар, таратушылар
	аттың жарық бағыттағыштары:
		жүргізушілер назар аударады
		элементтер;
		жазық диэлектрик
	басқару құрылғылары	толқын өткізгіштер, сызықты емес
		радиациялық түрлендіргіштер
	ления жарық	иондар, арна толқындары
	біріктірілген оптика:	иә, енгізу/шығару элементтері
		радиация;
		оптикалық тізбектер, оптикалық
	басқару құрылғылары	икалық транзистор, микро
	жарқыраған жарық	чип, оптикалық шектеулер
	фотоникалық негізде	оқырмандар, фотоникалық
	кристалдар:	кристалдық талшықтар

Кіріспе

Фотоника - жарық бөлшектері, яғни фотондар тудыратын сәулеленудің әртүрлі формаларын зерттейтін ғылым.

Терминнің анықтамалары

Бір қызығы, «Фотоник» терминінің жалпы қабылданған анықтамасы жоқ.

Фотоника - бұл әсіресе көрінетін және жақын инфрақызыл спектрдегі фотондарды генерациялау, бақылау және анықтау және олардың ультракүлгін (толқын ұзындығы 10-380 нм), ұзын толқынды инфрақызыл (толқын ұзындығы 15-150 мкм) және ультра- толқындарға таралуы туралы ғылым. спектрдің инфрақызыл бөліктері (мысалы, 2-4 ТГц 75-150 микрон толқын ұзындығына сәйкес келеді), мұнда бүгінде кванттық каскадты лазерлер белсенді түрде дамып келеді.

Фотониканы сонымен қатар фотондардың сәулеленуіне, анықтауына, мінез-құлқына, болуының және жойылуының салдарына қатысты физика мен технология саласы ретінде сипаттауға болады. Бұл фотоника оптикалық сигналдарды басқарумен және түрлендірумен айналысады және қолдану аясы кең екенін білдіреді: ақпаратты оптикалық талшықтар арқылы беруден қоршаған ортадағы ең аз өзгерістерге сәйкес жарық сигналдарын модуляциялайтын жаңа сенсорларды жасауға дейін.

Кейбір дереккөздерде «оптика» термині бірте-бірте жаңа жалпыланған атаумен - «фотоникамен» ауыстырылатынын атап өтеді.

Фотоника оптикалық, электро-оптикалық және оптоэлектрондық құрылғылардың кең ауқымын және олардың әртүрлі қолданбаларын қамтиды. Фотоникалық зерттеулердің негізгі бағыттарына талшықты және интеграцияланған оптика, соның ішінде сызықты емес оптика, жартылай өткізгіш физика және технологиялар, жартылай өткізгіш лазерлер, оптоэлектрондық құрылғылар және жоғары жылдамдықты электронды құрылғылар кіреді.

Пәнаралық бағыттар

Жоғары жаһандық ғылыми-техникалық белсенділіктің және жаңа нәтижелерге деген үлкен сұраныстың арқасында

Фотоникада жаңа пәнаралық бағыттар пайда болуда:

Микротолқынды фотоника оптикалық сигнал мен жоғары жиілікті (1 ГГц-тен жоғары) электрлік сигналдың өзара әрекеттесуін зерттейді. Бұл аймақ микротолқынды оптика негіздерін, фотонды құрылғылардың микротолқынды жұмысын, микротолқынды құрылғыларды фотонды басқаруды, жоғары жиілікті тарату желілерін және микротолқынды тізбектерде әртүрлі функцияларды орындау үшін фотониканы пайдалануды қамтиды.

Компьютерлік фотоника заманауи физикалық және кванттық оптиканы, математиканы және компьютерлік технологияларды біріктіреді және жаңа идеяларды, әдістер мен технологияларды жүзеге асыру мүмкін болған кезде белсенді даму сатысында.

Оптоинформатика – оптикалық технологиялар негізінде ақпаратты беруге, қабылдауға, өңдеуге, сақтауға және бейнелеуге арналған жаңа материалдарды, технологиялар мен құрылғыларды зерттеумен, жасаумен және пайдаланумен байланысты ғылым мен техника саласы.

Фотоника мен басқа ғылым салаларының байланысы

Классикалық оптика. Фотоника оптикамен тығыз байланысты. Дегенмен, оптика жарықтың квантталуын ашудан бұрын болды (фотоэффектіні Альберт Эйнштейн 1905 жылы түсіндіргенде). Оптиканың құралдары сыну линзалары, шағылыстыратын айна және әртүрлі оптикалық жинақтар болып табылады, олар 1900 жылға дейін белгілі болды. Бұл жағдайда классикалық оптиканың негізгі принциптері, мысалы, Гюйгенс ережесі, Максвелл теңдеулері және жарықтың туралануы. толқындар жарықтың кванттық қасиеттеріне тәуелді емес, олар оптикада да, фотоникада да қолданылады.

Қазіргі заманғы оптика Бұл саладағы «Фотоника» термині шамамен «Кванттық оптика», «Кванттық электроника», «Электрооптика» және «Оптоэлектроника» терминдерімен синоним болып табылады. Дегенмен, әр терминді әртүрлі ғылыми қоғамдар әртүрлі қосымша мағыналарымен пайдаланады: мысалы, «кванттық оптика» термині көбінесе іргелі зерттеулерді білдіреді, ал «Фотоника» термині қолданбалы зерттеулерді білдіреді.

Қазіргі оптика саласындағы «Фотоника» термині көбінесе мыналарды білдіреді:

Жарықтың ерекше қасиеттері Фотонды өңдеу технологияларын құру мүмкіндігі

сигналдар «Электроника» терминіне ұқсас.

Фотоника тарихы

Фотоника ғылым саласы ретінде 1960 жылы лазердің ойлап табылуымен, сондай-ақ 1970 жылдары лазерлік диодтың ойлап табылуымен басталды, содан кейін жарыққа негізделген әдістерді пайдалана отырып ақпаратты беру құралы ретінде талшықты-оптикалық байланыс жүйелерін дамыту басталды. Бұл өнертабыстар 20 ғасырдың аяғындағы телекоммуникациялық революцияға негіз болды және Интернеттің дамуына көмектесті.

Тарихи тұрғыдан алғанда, «фотоника» терминінің ғылыми ортада қолданыла бастауы 1967 жылы академик А.Н.Терениннің «Бояғыштар молекулаларының фотоникасы» кітабының жариялануымен байланысты. Осыдан үш жыл бұрын оның бастамасымен Ленинград мемлекеттік университетінің физика факультетінде биомолекулалық және фотондар физикасы кафедрасы құрылды, ол 1970 жылдан бастап фотоника кафедрасы деп аталды.

А.Н.Теренин фотониканы «өзара байланысты фотофизикалық және фотохимиялық процестердің жиынтығы» деп анықтады. Дүниежүзілік ғылымда фотондар ақпаратты тасымалдаушы болып табылатын жүйелерді зерттейтін ғылым саласы ретінде фотониканың кейінгі және кеңірек анықтамасы кең тарады. Бұл мағынада «фотоника» термині алғаш рет 9-шы Халықаралық жылдамдықты фотосуреттер конгресінде айтылды.

«Фотоника» термині 1980 жылдары телекоммуникациялық желі провайдерлерінің электронды деректерді талшықты-оптикалық беруді кеңінен қолдануына байланысты кеңінен қолданыла бастады (бірақ талшықты оптика бұрын шектеулі қолданыста болған). Терминнің қолданылуы IEEE қауымдастығы мұрағатталған есепті орнатқан кезде расталды

бірге соңында «Фотоника технологиясының хаттары» тақырыбы 1980 жылдар

IN Осы кезеңде шамамен 2001 жылға дейін фотоника ғылым саласы ретінде телекоммуникацияға көп көңіл бөлді. 2001 жылдан бастап мерзімі

Фотоника сонымен қатар ғылым мен технологияның үлкен саласын қамтиды, соның ішінде:

лазерлік өндіріс, биологиялық және химиялық зерттеулер, медициналық диагностика және терапия, дисплей және проекциялау технологиясы, оптикалық есептеулер.

Оптоинформатика

Оптоинформатика – фотондар негізінде ақпаратты беру, қабылдау, өңдеу, сақтау және көрсетудің жаңа технологиялары жасалатын фотоника саласы. Негізінде қазіргі интернетті оптоинформатикасыз елестету мүмкін емес.

Оптоинформатика жүйелерінің перспективалы мысалдарына мыналар жатады:

Бір арна бойынша секундына 40 терабитке дейінгі деректерді беру жылдамдығы бар оптикалық телекоммуникациялық жүйелер;

стандартты өлшемдегі дискіге 1,5 терабайтқа дейін аса жоғары сыйымдылықты оптикалық голографиялық сақтау құрылғылары;

оптикалық процессор аралық байланысы бар көппроцессорлы компьютерлер;

жарық жарықпен басқарылатын оптикалық компьютер. Мұндай компьютердің максималды тактілік жиілігі 1012-1014 Гц болуы мүмкін, бұл қолданыстағы электронды аналогтардан 3-5 рет жоғары;

фотонды кристалдар үлкен дисперсті және төмен оптикалық жоғалтуларды (0,001 дБ/км) жазатын жаңа жасанды кристалдар болып табылады.

Дәріс 1 Тақырып 1. Фотоника тарихы. Мәселе

Біз электронды компьютерміз.

1.1-бөлім. Фотоника тарихы.

Ақпаратты беру үшін жарықты пайдаланудың ұзақ тарихы бар. Теңізшілер Морзе алфавитінің көмегімен ақпаратты беру үшін сигнал шамдарын пайдаланды, ал маяктар ғасырлар бойы теңізшілерді қауіп туралы ескертті.

Cloud Chappe 1890 жылдары Францияда оптикалық телеграф құрастырды. Дабылшылар Парижден Лилльге дейін ұзындығы 230 км тізбек бойымен орналасқан мұнараларда орналасты. Хабарламалар бір шетінен екінші шетіне 15 минутта жеткізілді. АҚШ-та оптикалық телеграф Бостонды қалаға жақын орналасқан Марта жүзімдік аралымен байланыстырды. Бұл жүйелердің барлығы ақырында электрлік телеграфтармен ауыстырылды.

Ағылшын физигі Джон Тиндалл 1870 жылы ішкі шағылысу негізінде жарықты басқару мүмкіндігін көрсетті. Корольдік қоғам жиналысында тазартылған су ағынында таралатын жарықтың кез келген бұрышта иілуі мүмкін екендігі көрсетілді. Тәжірибеде су бір траншеяның көлденең түбінен ағып, параболалық жолмен екінші траншеяға түсті. Жарық су ағынына бірінші окоптың түбіндегі мөлдір терезе арқылы кірді. Тиндалл жарықты ағынға тангенциалды түрде бағыттаған кезде, аудитория ағынның қисық бөлігіндегі жарықтың зигзагты таралуын байқады. Ұқсас зигзагты бөлу

Жарық диффузиясы оптикалық талшықта да болады.

Он жылдан кейін Александр Грэм Белл фотофонды патенттеді (сурет), онда бағыттаушы

Линзалар мен айналар жүйесін пайдалана отырып, жарық мүйізге орнатылған жалпақ айнаға бағытталды. Дыбыс әсерінен айна тербелді, бұл шағылған жарықтың модуляциясына әкелді. Қабылдау құрылғысы селен негізіндегі детекторды пайдаланды, оның электрлік кедергісі түскен жарықтың қарқындылығына байланысты өзгереді. Селен үлгісіне түсетін дауыспен модуляцияланған күн сәулесі қабылдағыш тізбегі арқылы өтетін токты өзгертіп, дауысты шығарды. Бұл құрылғы сөйлеу сигналын 200 м-ден астам қашықтыққа жіберуге мүмкіндік берді.

IN 20 ғасырдың басында иілгіш шыны таяқшаларды қоса алғанда, диэлектрлік толқын өткізгіштердің теориялық және тәжірибелік зерттеулері жүргізілді.

50-ші жылдары кескінді тасымалдауға арналған талшықтарды американдық оптикалық компанияда жұмыс істеген Брайан О'Брайен және Нариндер Капани және Лондондағы Императорлық ғылым және технология колледжіндегі әріптестері әзірледі.Бұл талшықтар жарық бағыттағыштарында қолданылған. адамның ішкі мүшелерін визуалды бақылауға арналған медицина.Доктор Капани бірінші болып шыны қабықшадағы шыны талшықтарды жасап шығарды және 1956 жылы «талшықты оптика» терминін енгізді. және ажыратқыштар.

IN 1957 жылы Колумбия университетінің түлегі Гордон Голд жарықтың қарқынды көзі ретінде лазердің принциптерін тұжырымдады. Чарльз Таунстың Артур Шоулоумен Bell Laboratories-тегі теориялық жұмысы лазер идеясын ғылыми ортада танымал етуге көмектесті және жұмыс істейтін лазерді жасауға бағытталған эксперименттік зерттеулердің жарылысын тудырды. 1960 жылы Хьюз зертханасында Теодор Мейман әлемдегі алғашқы рубин лазерін жасады. Сол жылы Таунс өз жұмысын көрсеттігелий-неон лазері. 1962 жылы жартылай өткізгіш кристалда лазерлік генерация алынды. Бұл талшықты оптикада қолданылатын лазер түрі. Алтын, үлкен кешігумен, тек 1988 жылы төртеуіне қол жеткізді

50-жылдары орындаған жұмысының нәтижелері бойынша жаңа патенттер	АҚШ Әскери-теңіз күштері талшықты енгізді
жылдар және лазерлік жұмыс принципіне арналған.	1973 жылы USS Little Rock бортындағы оптикалық байланыс. IN
Ақпаратты тасымалдаушы ретінде лазерлік сәулеленуді қолдану	1976, ALOFT бағдарламасының бөлігі ретінде Әуе күштері
байланыс мамандары да назардан тыс қалмады	А-7 ұшағының кабельдік жабдығын талшыққа ауыстырды
ниет. Ақпаратты беру үшін лазерлік сәулеленудің мүмкіндіктері	оптикалық Бұл ретте 302 мыс кабельдің кабельдік жүйесі
формациялар радиожиілік мүмкіндіктерінен 10 000 есе артық	лей, оның жалпы ұзындығы 1260 м және салмағы 40 болды
ші радиация. Осыған қарамастан, лазерлік сәулелену толық емес	кг, жалпы ұзындығы 76 м және салмағы 1,7 болатын 12 талшықпен ауыстырылды.
Сыртқы сигнал беру үшін қолайлы. Жұмысқа	кг. Әскерилер де бірінші болып талшықты енгізді
Бұл желіге тұман, тұман және жаңбыр айтарлықтай әсер етеді,	оптикалық сызық. 1977 жылы 2 шақырымдық жүйе іске қосылды
сондай-ақ атмосфераның күйі. Лазер сәулесінен әлдеқайда көп	ақпаратты беру жылдамдығы 20 Мб/сек (секундына мегабит)
Жер мен Ай арасындағы қашықтықты еңсеру арасындағы қашықтыққа қарағанда оңайырақ	du), спутниктік жерүсті станциясын орталықпен байланыстыру
Манхэттеннің қарама-қарсы шекараларынан. Осылайша,	басқару.
Бастапқыда лазер байланыс құралы болды	1977 жылы AT&T және GTE коммерциялық компания құрды
қолайлы өткізу ортасы жоқ жарық көзі.	оптикалық талшыққа негізделген телефон жүйелері.
1966 жылы Чарльз Као мен Чарльз Хокхэм жұмыс істеген	Бұл жүйелер сипаттамалары бойынша қарастырылғандардан асып түсті.
Ағылшын телекоммуникация стандарттары зертханасы,	әкелді, бұрын бұлжымайтын өнімділік стандарттары
	70-жылдардың соңы мен 80-жылдардың басында олардың тез таралуына әкелді
мөлдірлікке қол жеткізу кезінде тасымалдау құралы ретінде пайдалану,	жылдар. 1980 жылы AT&T өршіл шаш сым жобасын жариялады.
әлсіретуді қамтамасыз ету (беріліс шығындарын анықтайды	Бостон мен байланыстыратын жылқы оптикалық жүйесі
сигнал) 20 дБ/км-ден аз (километрге децибел). Олар келді	Ричмонд. Жобаның жүзеге асуы оның жылдамдығын көрсетті
біріншіге тән әлсіреудің жоғары деңгейі деген қорытынды	сериялық жоғары жылдамдықта жаңа технологияның өсу сапасы
талшықтар (шамамен 1000 дБ/км), шыныда болатындармен байланысты	эксперименттік қондырғыларда ғана емес, жүйелерде. By-
қоспалар. Соларға қолайлы құру жолы	Осыдан кейін болашақта шашқа баса назар аудару керек екені белгілі болды.
деңгейінің төмендеуіне байланысты талшықты байланыс	мүмкіндігін көрсеткен ат-оптикалық технология.
шыныдағы қоспалар.	кең практикалық қолдану.
1970 жылы Роберт Маурер және оның әріптестері	Технология дамыған сайын ол да тез кеңейеді
Corning Glass Works әлсіреген алғашқы талшықты алды.	бұлан және өндіріс күшейді. Қазірдің өзінде 1983 жылы бір
ол 20 дБ/км құрайды. 1972 жылға қарай зертханалық жағдайда оған қол жеткізілді	модальды талшықты-оптикалық кабель, бірақ оның практикалық қолданылуы
деңгейі 4 дБ/км құрады, бұл Као критерийіне және	пайдалану көптеген мәселелермен байланысты болды, сондықтан
Хокхэм. Қазіргі уақытта ең жақсы талшықтардың деңгейі бар	мұндай кабельдерді толық пайдалану үшін көптеген жылдар бойы
жоғалтулар 0,2 дБ/км.	кейбір арнайы әзірлемелерде ғана табысқа жетті.
Жартылай өнеркәсiп саласында бұдан асқан табысқа қол жеткiзген жоқ.	1985 жылға қарай мәліметтерді тасымалдаудың негізгі ұйымдары
өткізгіш көздер мен детекторлар, қосқыштар, техно-	алыс қашықтықтарды, AT&T және Мәскеу облысы ғана жүзеге асырған жоқ
тасымалдау технологиясы, байланыс теориясы және басқа да байланысты	бір режимді оптикалық жүйелер болсын, сонымен қатар оларды мақұлдады
талшықты-оптикалық аймақтар. Мұның бәрі үлкен қызығушылықпен бірге	болашақ жобалар үшін стандарт.
сом талшықты оптиканың айқын артықшылықтарын пайдалану үшін	Қарамастан компьютерлік индустрия, технология
тиктер айтарлықтай әсер етті	Компьютерлік желілер мен өндірісті басқару технологиясы ондай емес
талшықты-оптикалық жүйелерді құру жолында прогресс.	Әскери және телекоммуникациялық компаниялар сияқты тез қабылдады

талшықты оптика қызметке енгізілді, алайда бұл салаларда жаңа технологияны зерттеу және енгізу бойынша тәжірибелік жұмыстар да жүргізілді. Ақпараттық дәуірдің келуі және одан да өнімді телекоммуникациялық жүйелерге деген қажеттілік талшықты-оптикалық технологияның одан әрі дамуына тек қана түрткі болды. Бүгінгі таңда бұл технология телекоммуникация саласының сыртында кеңінен қолданылады.

Мысалы, компьютерлік өндірістің көшбасшысы IBM 1990 жылы талшықты оптика негізінде сыртқы дискі мен таспа жетектері бар байланыс байланысы контроллерін пайдаланатын жаңа жоғары жылдамдықты компьютердің шығарылғанын жариялады. Бұл жаппай шығарылатын жабдықта талшықты оптиканың алғашқы қолданылуын белгіледі. ESCON деп аталатын талшықты контроллерді енгізу ақпаратты жоғары жылдамдықта және ұзақ қашықтыққа жіберуге мүмкіндік берді. Алдыңғы мыс контроллерінің үлгісінде деректерді беру жылдамдығы 4,5 Мбит/с болатын, беру желісінің максималды ұзындығы 400 фут болатын. Жаңа контроллер бірнеше миль қашықтықта 10 Мбит/с жылдамдықпен жұмыс істейді.

1990 жылы Линн Моллинар сигналды регенерациясыз 2,5 Гб/сек жылдамдықпен шамамен 7500 км қашықтыққа жіберу мүмкіндігін көрсетті. Әдетте, талшықты-оптикалық сигналды күшейту және мерзімді түрде өзгерту қажет - шамамен әрбір 25 км. Тасымалдау кезінде талшықты-оптикалық сигнал қуатын жоғалтады және бұрмаланады. Моллинард жүйесінде лазер солитон режимінде жұмыс істеді және эрбий қоспалары бар өзін-өзі күшейтетін талшықты пайдаланды. Солитон (өте тар диапазон) импульстары талшық бойымен қозғалған кезде таралмайды және бастапқы пішінін сақтайды. Бұл ретте жапондық Nippon Telephone & Telegraph компаниясы айтарлықтай қысқа қашықтықта болса да 20 Гб/сек жылдамдыққа қол жеткізді. Солитон технологиясының құндылығы аралық күшейткіштерді орнатуды қажет етпейтін Тынық мұхиты немесе Атлант мұхитының түбінің бойымен талшықты-оптикалық телефон жүйесін төсеудің іргелі мүмкіндігінде жатыр. Дегенмен, бірге

1992 жылдан бастап soliton технологиясы зертханалық демонстрациялар деңгейінде қалады және әлі коммерциялық қолдануды тапқан жоқ.

Ақпараттық дәуір Ақпаратты манипуляциялауға байланысты төрт процесс

қалыптастыру, электрониканы қолдануға негізделген: 1.Sbrr

2. Сақтау

3. Өңдеу және талдау

4. Тасымалдау

Бұл процестерді жүзеге асыру үшін жеткілікті заманауи жабдықтар пайдаланылады: компьютерлер, электронды кеңселер, кең телефон желілері, спутниктік құрылғылар, теледидар және т.б. Айналаға көз жүгіртсек, жаңа дәуірдің келе жатқаны туралы көптеген дәлелдер табуға болады. Ақпараттық индустриядағы қызметтердің жыл сайынғы өсімі қазір шамамен 15% құрайды.

Төменде маңыздылығын көрсететін фактілер берілген

Және қазіргі өмірдегі электрониканың болашағы.

IN АҚШ-та 1988 жылы 165 миллион телефон болған 1950 жылы бар болғаны 39 млн. Сонымен қатар, телефон компаниялары көрсететін қызметтер де анағұрлым жан-жақты бола түсті.

1950 жылдан 1981 жылға дейін телефон жүйесінің сымдарының ұзындығы 147 миллион мильден 1,1 миллиардқа дейін өсті.

IN 1990 жылы АҚШ-тың телефон жүйелеріндегі оптикалық талшықтың жалпы ұзындығы шамамен 5 миллион миль болды. 2000 жылға қарай ол 15 миллион мильге дейін артады. Бұл жағдайда әрбір талшықтың мүмкіндіктері бірнеше мыс кабельдерінің мүмкіндіктеріне сәйкес келеді.

IN 1989 жылы АҚШ-та 10 миллионға жуық дербес компьютерлер сатылды. Сонау 1976 жылы дербес компьютерлер мүлдем болмаған. Қазір бұл кез-келген кеңсе және өнеркәсіптік өндірістегі жабдықтың жалпы элементі.

IN Қазіргі уақытта АҚШ-та мыңдаған компьютерлік деректер қорына қол жеткізу дербес компьютер және кәдімгі телефон желісі арқылы қол жетімді.

Іскерлік хат алмасуда факсимильді хабарламалар (факстар) басымдыққа ие болды.

Бірінші талшықты-оптикалық телефон жүйесі	Телекоммуникация және компьютерлер
1977 жылы орнатылған кабель ақпаратты жіберуге мүмкіндік берді	Соңғы уақытқа дейін арасында айқын айырмашылық болды
44,7 Мб/сек жылдамдықпен қалыптастыру және келіссөздер жүргізу	телефон жүйесінің бөлігі болған және арасындағы айырмашылық
бір уақытта 672 арнада. Бүгінгі күні Сонет жүйесі	компьютерлік жүйеге қатысты. Мысалы, теледидар
оптикалық телефониядағы стандартты жүйе мүмкіндік береді	фондық компанияларға компьютер нарығына қатысуға тыйым салынды
ақпаратты максималды 10 Гб/сек жылдамдықпен жіберу,	тікен технологиясы. Бүгінгі күні тыйым ресми түрде күшінде қалады,
бұл бірінші оптиканың мүмкіндіктерінен шамамен 200 есе көп	бірақ оның әсері айтарлықтай әлсірейді. Компьютерлер
химиялық жүйе. Күтілетін жетістік және стандарттау	енді телефон желілері арқылы деректерді жібере алады және сол
айтарлықтай жоғары жылдамдықтар, олар әлі қол жетімді емес
бізге заманауи электронды компоненттерде.	компьютер) беру алдындағы сигнал. Телефон және байланыс
Жоғарыдағы барлық мысалдар пайдалануды қамтиды	Ақпараттық нарықта компьютерлік компаниялардың бәсекелестігі артып келеді.
ақпарат көздері және оларды біріктіру құралдары. Ақпарат астында	байланыс технологиялары.
бұл жерде телефон арқылы сөйлесудің мазмұны деп түсінуге болады	Бұл тыйымның әлсіреуіне себеп болған себептер:
досымен ұры немесе кез келген жоба. Ақпаратты тасымалдау құралдары	анық. Электрондық технологияның дамуы жақындығын білдіреді
бір жерден екінші жерге ауыстыру иелену тұрғысынан маңызды	оның әртүрлі бағыттарының өзара әрекеттесуі. Арасындағы айырмашылық
елдің кез келген жерінде ақпараттың толық көлемі. ретінде	компьютер мен телефон технологиясы бұрынғыдан да әлсіреді
Ақпаратты тасымалдаудың мысалын теледидар ретінде келтіруге болады	Ең ірі корпорация AT&T ыдырағаннан кейін 1982 ж
екінші жағындағы жазылушымен фондық әңгіме	жаһандық масштабтағы бөліктер. Ақпараттық желіге айналуда
елдер, және көрші кеңселер арасындағы әңгіме, бөлінген	біртұтас жүйе. Қазір не үшін екенін анықтау қиындап барады
бірнеше есік. Телефон компаниялары көбірек пайдаланады	телефон компаниялары желінің бір бөлігіне, желінің қай бөлігіне жауапты
беру үшін бірдей цифрлық технологияларды пайдаланыңыз	орналасқан компьютерлік компанияларға тиесілі
	үй иесінің мүлкі.
әрине, бірақ ақпаратты берудің цифрлық технологиялары тұрғысынан	қосумен бірге АҚШ-та кабельдік желінің дамуы
	компьютерлік мәліметтерді көрсетілетін қызметтер көлеміне беру
	телефон компаниялары ең жақсы дәлел
түрі дәл сәйкес келетін сандық импульстар немесе сандар	ақпарат ғасырының келуімен байланысты артықшылықтар.
компьютер деректеріне сәйкес келеді. Мұндай түрлендіру	Бұрын телефон компаниялары екі жақты байланысты қамтамасыз ететін
сандық дыбыс сигналы телефон компанияларына мүмкіндік береді	абоненттер арасындағы POTS (Plain Old Telephone Ser-
әңгімені аз бұрмалаумен жақсырақ жіберіңіз. Көбінде	кемшіліктер - кәдімгі ескі телефон қызметтері). Қазіргі уақытта
Жаңа телефон жүйелерінің көпшілігі сандық жүйені пайдаланады	Көптеген басқа қызметтер пайда болды, мысалы, автоматты
технология. 1984 жылы орталық телефон желілерінің шамамен 34%	Қытайлық теру, автожауап беру және т.б. (бұл қызметтер PANS деп аталады
станциялар цифрлық тарату жабдықтарын пайдаланды. TO	Өте керемет жаңа қызметтер – жай ғана таңғажайып жаңа
1994 жылы бұл көрсеткіш 82%-ға дейін өсті. Талшықты оптика	қызметтер). Телефон компаниялары интеграцияланған құруға бағытталған
сандық телекоммуникациялар үшін өте ыңғайлы. By-	Біріктірілген қызметтердің цифрлық желісі,
тиімділігіне, сенімділігіне, жылдамдығына және талаптарының артуы	ISDN), мемлекеттің телефон желісі арқылы таратуға арналған
сипаттамалары арқылы деректерді үнемді беру қамтамасыз етіледі	los, деректер және бейне суреттер. Мұндай желілер ұсынылған
талшықты-оптикалық жүйелердің ками.	ақпараттың кез келген түрін жіберуге мүмкіндік береді
	кез келген жерде және кез келген уақытта.

Талшықты-оптикалық балама

Осы тарауда талқыланатын жаһандық желі ақпаратты тасымалдау үшін тиімді ортаны қажет етеді. Мыс кабелін немесе микротолқынды беруді пайдалануға негізделген дәстүрлі технологиялардың кемшіліктері бар және талшықты оптикаға қарағанда өнімділік жағынан айтарлықтай төмен. Мысалы, мыс кабельдері шектеулі тарату жылдамдығына ие және сыртқы өрістерге сезімтал. Микротолқынды тарату, ақпаратты берудің айтарлықтай жоғары жылдамдығын қамтамасыз ете алатынына қарамастан, қымбат жабдықты пайдалануды талап етеді және көру сызығымен шектеледі. Талшықты оптика ақпаратты мыс кабельдерге қарағанда айтарлықтай жоғары жылдамдықпен жібере алады және микротолқынды технологияға қарағанда әлдеқайда қолжетімді және аз шектеусіз. Талшықты оптиканың мүмкіндіктері енді ғана жүзеге аса бастады. Қазірдің өзінде талшықты-оптикалық желілер мыс кабель негізіндегі аналогтарынан өзінің сипаттамалары бойынша жоғары және мыс кабельдерінің технологиялық мүмкіндіктерінің дами бастаған талшықты-оптикалық технологияға қарағанда даму әлеуеті төмен екенін ескеру қажет. Талшықты оптика ақпараттық төңкерістің ажырамас бөлігі, сондай-ақ дүниежүзілік кабельдік желінің бір бөлігі болуға уәде береді.

Талшықты оптика әр адамның өміріне әсер етеді, кейде байқалмайды. Міне, талшықты оптиканың біздің өмірімізге байқамай енуінің бірнеше мысалдары:

үйіңізге кабель арқылы кіру; кеңсеңіздегі электрондық жабдықты қосу

басқа кеңселердегі жабдықтар; көлігіңіздегі электрондық компоненттерді қосу;

өндірістік процесті басқару.

Талшықты оптика - бұл жаңа технология, ол жаңадан дамып келе жатыр, бірақ оны әртүрлі қолданбалар үшін тарату ортасы ретінде пайдалану қажеттілігі дәлелденді.

саяжайлар, ал талшықты оптиканың сипаттамалары болашақта оны қолдану аясын айтарлықтай кеңейтеді.

1.2. Электрондық есептеуіш машиналардың мәселелері.

Транзисторлары бар алғашқы жаппай шығарылған негізгі компьютерлер 1958 жылы АҚШ, Германия және Жапонияда бір уақытта шығарылды. Кеңес Одағында 1959-1961 жылдары алғашқы шамсыз «Сетун», «Раздан» және «Раздан 2» машиналары жасалды. 60-жылдары кеңестік конструкторлар транзисторлық компьютерлердің 30-ға жуық үлгісін жасап шығарды, олардың көпшілігі жаппай шығарыла бастады. Олардың ең қуаттысы Минск 32 секундына 65 мың операция жасаған. «Урал», «Минск», БЕСМ көліктерінің толық отбасылары пайда болды. Екінші буындағы компьютерлер арасындағы рекордшы BESM 6 болды, оның жылдамдығы секундына миллионға жуық операция болды - әлемдегі ең өнімділердің бірі.

Үшінші буындағы ЭЕМ-нің элементтік негізіне айналған интегралдық схемаларды ойлап табудағы басымдық бұл жаңалықты бір-бірінен тәуелсіз ашқан американдық ғалымдар Д.Килби мен Р.Нойсқа тиесілі. 1962 жылы интегралдық микросхемалардың жаппай өндірісі басталды

жылы, ал 1964 жылы дискретті элементтерден интегралдық элементтерге көшу қарқынды жүргізіле бастады. 1971 жылы 9х15 метр өлшемді жоғарыда аталған ENIAC-ты 1,5 шаршы сантиметрлік пластинаға жинауға болады. 1964 жылы IBM IBM отбасының алты моделін (System 360) жасағанын жариялады, ол үшінші буынның алғашқы компьютерлері болды. Модельдердің бір командалық жүйесі болды және бір-бірінен жедел жады көлемі мен өнімділігі бойынша ерекшеленді.

70-жылдардың басы ультра үлкен интегралдық микросхемалардағы төртінші буын компьютерлеріне көшуді білдіреді.

(VLSI). Жаңа буын компьютерлерінің тағы бір белгісі – архитектураның күрт өзгеруі.

Төртінші буын технологиясы компьютердің сапалы жаңа элементін – микропроцессорды немесе чипті (ағылшынның chip сөзінен шыққан) дүниеге әкелді. 1971 жылы олар микробағдарламалары бұрын тұрақты жадқа енгізілуі керек болатын шағын операциялар жиынтығын енгізу арқылы процессордың мүмкіндіктерін шектеу идеясын ұсынды. Есептер 16 килобиттік тек оқуға арналған жадты пайдалану 100-200 кәдімгі интегралды схемаларды жоятынын көрсетті. Міне, осылайша микропроцессор идеясы пайда болды, ол тіпті бір чипте де жүзеге асырылуы мүмкін және бағдарлама оның жадында мәңгі сақталады.

70-жылдардың ортасына қарай компьютер нарығындағы жағдай күрт және күтпеген жерден өзгере бастады. Компьютерлерді дамытудың екі тұжырымдамасы анық пайда болды. Бірінші концепция суперкомпьютерлерде, ал екіншісі дербес компьютерлерде жүзеге асырылды. Аса үлкен интегралдық схемаларға негізделген төртінші буындағы ірі компьютерлердің ішінде американдық «Крей-1» және «Крей-2» машиналары, сондай-ақ «Эльбрус-1» және «Эльбрус-2» кеңестік үлгілері ерекше болды. әсіресе жақсы. Олардың алғашқы үлгілері айналасында пайда болды

сонымен бірге - 1976 ж. Олардың барлығы суперкомпьютерлер санатына жатады, өйткені олардың сипаттамалары өз уақытында өте қол жетімді және өте қымбат. 1980 жылдардың басына қарай жеке өнімділік

компьютерлер секундына жүздеген мың операцияларды құрады, суперкомпьютерлердің өнімділігі секундына жүздеген миллион операцияларға жетті, ал әлемдік компьютерлік парк 100 миллионнан асты.

Гордон Мурдың қазір әйгілі мақаласы жарияланды

«Интегралдық микросхемалардағы элементтер санының асып кетуі»

(«Интегралды микросхемаларға көбірек құрамдас бөліктерді тарту»), онда Fairchild Semiconductors компаниясының сол кездегі әзірлеу жөніндегі директоры және Intel корпорациясының болашақ тең құрылтайшысы микроэлектрониканың келесі он жылға дамуына болжам жасап, микроэлектрониканың келесі он жылға дамуын болжады. электронды схемалардың чиптері жыл сайын екі есе артады. Кейінірек, 1975 жылы Халықаралық электронды құрылғылар жиналысында аудитория алдында сөз сөйлеген Годрон Мур соңғы онжылдықта чиптердегі элементтердің саны шын мәнінде жыл сайын екі есе өскенін, бірақ болашақта чиптердің күрделілігі артқан сайын, чиптердегі транзисторлар екі жыл сайын екі еселенген. Бұл жаңа болжам да орындалып, Мур заңы осы формада (екі жылда екі есе өседі) күні бүгінге дейін жалғасуда, оны келесі кестеден (1.4.-сурет) және графиктен анық көруге болады.

Соңғы бір жылда Intel жасаған соңғы технологиялық секіріске сүйенсек, чиптегі транзисторлар саны екі есе көп екі ядролы процессорлар дайындады, ал Мэдисоннан Монтекитоға көшкен жағдайда бұл санды төрт есеге арттырса, Мур заңы. қысқа уақытқа болса да, өзінің бастапқы түріне қайта оралуда – чиптегі элементтердің жылына екі еселенген саны. Микропроцессорлардың тактілік жиілігі туралы заңның нәтижесін қарастыруға болады, дегенмен Гордон Мур оның заңы тек чиптегі транзисторлар санына ғана қолданылады және оны көрсетеді деп бірнеше рет дәлелдеді.

Ресейде өндірілген азаматтық фотоника өнімдерін сату көлемі, миллиард рубль. жылына

Ресей Федерациясында өндірілген азаматтық фотоника өнімдерін сату көлемі (ішкі нарық/экспорт) (жылына миллиард рубль)

Ресей Федерациясы Үкіметінің 2013 жылғы 24 шілдедегі № 1305-р қаулысымен.«Оптоэлектрондық технологияларды (фотоника) дамыту» іс-шаралар жоспары («жол картасы») бекітілді.

Ресей Индустрия және сауда министрлігінің 2016 жылғы 27 қазандағы No 3385 бұйрығымен.Мемлекеттік бағдарламалар мен мемлекеттік корпорациялардың инновациялық даму бағдарламалары аясында саланы дамыту жөніндегі қызметті үйлестіру жөніндегі фотоника жұмыс тобының құрамына өзгерістер енгізілді. Ресейдің Индустрия және сауда министрлігінің 2013 жылғы 29 қарашадағы № 1911 бұйрығымен бекітілген Photonics технологиялық платформасының мемлекеттік қатысуымен және бағдарламалары бар компаниялар.

Мордовия Республикасы 2008 жылғы 18 ақпанда «Оптикалық талшықты жүйелер» акционерлік қоғамы (бұдан әрі – «ОВС» АҚ) тіркелді. Компанияның инвесторлары «РУСНАНО» ААҚ, ЖШҚ GPB – Жоғары технологиялар, Мордовия Республикасы.

«ОВС» АҚ-ның негізгі мақсаты – Ресейде бірінші оптикалық талшық шығаратын зауыт құру жобасын жүзеге асыру. Зауыттың құрылысы мен іске қосылуын «ОВС» АҚ Rosendahl Nextrom (Финляндия) серіктестігімен жүзеге асыруда. Rosendahl Nextrom жобаға жабдықтарды жеткізеді және өндіріс технологиясын, соның ішінде патенттер мен ноу-хауды, сондай-ақ персоналды оқыту мен тағылымдамадан өткізуді жүзеге асырады.
Жоба телекоммуникациялық және техникалық оптикалық талшықты өнеркәсіптік өндіруді, оптикалық талшықта наноқұрылымдарды құрудың соңғы жетістіктерін енгізуді және талшықтың қасиеттерін жақсарту үшін нанотехнологияларды қолдануды қарастырады. Оптикалық талшық тұрақты оптикалық байланыс желілерін салу үшін қолданылатын талшықты-оптикалық байланыс кабельдерін өндіру үшін негізгі шикізат болып табылады.
«ОВС» АҚ зауытының қазіргі конфигурациясында жылына 2,4 млн км оптикалық талшықты өндіру қуаты бар, бұл ресейлік кабельдік зауыттардың оптикалық талшыққа қажеттілігін 40-50% қамтамасыз етеді және отандық кабельдік зауыттардың қажеттілігін 100% қанағаттандырады. мемлекеттік сатып алу жүйесі арқылы өткізілетін өндірістік мақсаттағы кабельдік өнімдер үшін талшықты оптикалық. Технологиялық жабдықты жаңарту арқылы бір өндіріс орнында өндірісті жылына 4,5 млн км-ге дейін (қазіргі нарық көлемінің 70-100%) кеңейтуге болады.
Оптикалық талшықтарды жаппай өндіруді ұйымдастыру ресейлік 14 оптикалық кабельдер шығаратын зауыттарды отандық шикізатпен қамтамасыз етіп қана қоймайды, сонымен қатар талшықты ТМД елдеріне және алыс шетелдерге экспорттауды ұйымдастыруға мүмкіндік береді.
Зауыттың ашылуы 2015 жылдың 25 қыркүйегінде өтті. Ресми іске қосу рәсіміне Ресей Федерациясы Премьер-министрінің орынбасары Аркадий Дворкович, Мордовия Республикасының басшысы Владимир Волков және RUSNANO басқарма төрағасы Анатолий Чубайс қатысты.
2016 жылдың қазан айына дейін зауыт оптикалық талшықты, оның ішінде «Ростелеком» ЖАҚ-мен бірге отандық оптикалық талшықтың сапасын растаған талшықты сынау мен сертификаттауды жүргізді. 2016 жылдың 15 қазанында «ОВС» АҚ өнімінің өнеркәсіптік өндірісі басталды.

Калуга облысы.Обнинск қаласында халықаралық (Ресей-Германия) жоба аясында аймақтық лазерлік инновациялық-технологиялық орталық – ұжымдық пайдалану орталығы (Калуга ЛИТЦ-ЦКП) құрылды. Орталықтың миссиясы – облыс өнеркәсібінде лазерлік технологиялар мен жабдықтарды ілгерілетуге жәрдемдесу. Осы мақсатқа жету үшін Орталық кеңес беру қызметін жүзеге асырады, заманауи лазерлік жабдықтарды көрсетеді, қызметкерлерге білім беру мен оқытуды жүргізеді. Калуга LITC-TsKP аймақтық инновациялық құрылымның бөлігі болып табылады және субсидиялар түріндегі аймақтық үкіметтің қолдауын, сондай-ақ іскерлік миссиялар түріндегі маркетингтік науқандарға қатысуға шақыруды пайдаланады.

Пермь облысы.Пермь өлкесі Үкіметінің қолдауымен «Навигациялық аспаптарды жасау үшін фотонды интегралды схемалардың жоғары технологиялық өндірісін құру» жобасы («Пермь ғылыми-өндірістік аспап жасау компаниясы» АҚ) Министрліктің грантына ие болды. көлемінде Ресейдің білім және ғылым министрлігі 160 миллион рубль.

Пермь облысы.Пермь өлкесінің үкіметінің қолдауымен «Жер сымына салынған оптикалық кабель өндірісін құру» жобасы («Инкаб» ЖШС) Ресейдің Индустрия және сауда министрлігімен басым кешенді инвестициялық жобалар тізіміне енгізілді. ресейлік несие ұйымдарынан алынған несиелер бойынша төленген пайыздарды өтеу үшін субсидиялар алатын субсидиялардың болжамды сомасы 100 миллион рубль.

Пермь облысы.«Умник» инновацияларды алға жылжыту қорының бағдарламасы бойынша облыстық байқаудың қорытындысы бойынша 2014 жылы Қордың аймақтық өкілдігі ДК Үкіметінің қолдауымен ұйымдастырылған Photonics кластерінің жас ғалымдары жалпы сомасы екі грантқа ие болды. 800 мың рубль.:

• «Борттық талшықты-оптикалық өлшеу және байланыс жүйесін әзірлеу.
• «Сыбырлау галерея режимі» эффектісі негізінде біріктірілген оптикалық гироскопты әзірлеу;

Самара облысы.Осы саладағы ең маңызды іргелі және қолданбалы зерттеулер мен әзірлемелерді әзірлеу лазерлік технологияны дамытудың басым бағыттарында жүзеге асырылады:

• лазерлік технологиялар саласындағы іргелі зерттеулер: СФ IRE RAS, Оптика және биофотоника ғылыми-оқу институты атындағы СМУ. Н.Г. Чернышевский, «НПП Инжект» жауапкершілігі шектеулі серіктестігі;
• лазерлік технологиялар саласындағы қолданбалы зерттеулер: СМУ Оптика және биофотоника ғылыми-оқу институты. Н.Г. Чернышевский, «Алмаз» АЭС» ФМҚК, «Прибор-Т» ССТУ ғылыми-өндірістік компаниясы, «Кантегир» ЖАҚ, «ЦНИИИИА» АҚ, «Пиезон» НПФ, «Волга» белгі-синтездеу электроника ғылыми-зерттеу институты, «Инжект» АЭС ЖШҚ «, «Наноқұрылымды шыны технологиясы» жауапкершілігі шектеулі серіктестігі, «Ербий» ЖШС және т.б.;
• лазерлік технологиялардың материалдық-техникалық базасын және инфрақұрылымын дамыту: «Инжект» АЭС ЖШҚ, «Прибор-Т» ССТУ НПФ, «Кантегир» АҚ;
• лазерлік технологиялар саласында оқыту: Оптика және биофотоника ғылыми-оқу институты атындағы СМУ. Н.Г. Чернышевский, НПФ «Прибор-Т» СМУ және т.б.