Pajisjet fotonike të përpunimit të sinjalit optik. Kursi i leksioneve të fotonikës nga

V. Leach:

Mirembrema. Kanali "Mediametrics", programi "Cyber-med" dhe prezantuesja e tij Valeria Lich. Sot i ftuari ynë është Peter Zelenkov, Kandidat i Shkencave Mjekësore, neurokirurg i certifikuar dhe laureat i Qeverisë së Federatës Ruse. Mirëdita, Peter.

P. Zelenkov:

Përshëndetje.

V. Leach:

Sot ju premtuat të na tregoni për fotonikën për neurokirurgjinë. Cfare eshte? Dhe cilat janë veçoritë dhe avantazhet?

P. Zelenkov:

Faleminderit për ftesën. Po, kjo është një temë me të cilën merrem prej shumë vitesh në Qendrën tonë të Neurokirurgjisë me emrin Akademik N. N. Burdenko. Në përgjithësi, çfarë është fotonika? Fotonika është një fushë dijeje, një degë e fizikës, që përdor dritën, domethënë fotonet e dritës. Drita është përdorur në neurokirurgji për një kohë mjaft të gjatë; kjo është një nga fushat e para të kirurgjisë ku nevojiteshin pajisje ndriçimi për të parë strukturat delikate të trurit dhe palcës kurrizore, për t'i parë ato më mirë, për të shkaktuar më pak dëmtime dhe për të paraqitur më pak rrezik. tek pacienti. Prandaj, përparimi erdhi nga llambat primitive me fuqi të ulët, të cilat u përdorën në fillim të shekullit të 20-të, te pajisjet moderne, shumë komplekse, mikroskopët, të cilët përdorin një rreze të drejtuar drite, fuqi shumë të lartë, e cila ju lejon të shihni strukturat e kokës në thellësi të hapësirave shumë të ngushta truri, enët e gjakut, nervat e hollë etj.

Por faza aktuale e zhvillimit, natyrisht, nuk ka të bëjë vetëm me ndriçimin e strukturave, por përdorimin e fotoneve të dritës në mënyrë që të dallohen patologjitë dhe indet e shëndetshme. Kjo është një nga pyetjet kryesore në neurokirurgji, pasi shumë tumore të trurit rriten në atë mënyrë që nuk ka kufi midis trurit të shëndetshëm dhe tumorit. Kjo është një zonë difuze në të cilën syri i lirë ndonjëherë nuk mund të shohë se ku janë qelizat e tumorit dhe ku janë qelizat normale.

Drita është përdorur në neurokirurgji për një kohë mjaft të gjatë; kjo është një nga fushat e para të kirurgjisë ku nevojiteshin pajisje ndriçimi për të parë strukturat delikate të trurit dhe palcës kurrizore, për t'i parë ato më mirë, për të shkaktuar më pak dëmtime dhe për të paraqitur më pak rrezik. tek pacienti.

V. Leach:

Dhe si atëherë? Në fund të fundit, tumori ende shpesh duhet të hiqet?

P. Zelenkov:

Po sigurisht. Dhe këtu lind gjithmonë çështja e radikalitetit, domethënë nëse hiqni shumë pak, tumori ka shumë të ngjarë të fillojë të rritet më tej; nëse hiqni shumë, një funksion i rëndësishëm do të humbasë. Sepse praktikisht nuk ka zona në tru që nuk janë përgjegjëse për një ose një funksion tjetër. Ka më shumë zona kritike, zona më pak kritike. Megjithatë, çështja midis heqjes radikale dhe ruajtjes së funksionit mbetet gjithmonë shumë e rëndësishme. Dhe këtu fotonika i erdhi në ndihmë neurokirurgjisë.

Kjo temë ka filluar shumë kohë më parë, rreth 30 vjet më parë, dhe tani ka marrë një zhvillim të madh kur, duke përdorur metodat e fluoreshencës dhe spektroskopisë duke përdorur lazer që përmendët, ata mund të dallojnë, mund të vlerësojnë vetitë e indeve bazuar në dritën e tyre. karakteristikat, thithja e tyre e dritës dhe refuzimi i përgjigjes përkatëse (ky është një efekt fluoreshent) lejon që njeriu të dallojë më saktë gjatë operacionit, drejtpërdrejt gjatë tij, nëse është një tumor ose ind i shëndetshëm, ose një lloj zone tranzicioni. Kjo temë është zhvilluar në institutin tonë për një kohë shumë të gjatë; tani quhet Qendra Kombëtare e Kërkimeve Mjekësore për Neurokirurgjinë me emrin Akademik N. N. Burdenko. Dhe përdoret në mënyrë aktive për trurin dhe palcën kurrizore.

V. Leach:

Ky nuk është më operacion, por trajtim. Çfarë është bërë për diagnozën? Në fund të fundit, sot ka shumë raste të tumoreve të trurit. Si mund të diagnostikohet kjo në fazat e hershme? Për shembull, këshillohemi të shkojmë te mjekët një herë në vit, t'i nënshtroheni ekzaminimit si ekzaminim mjekësor, një lloj parandalimi. Por kur bëhet fjalë për tumoret e trurit, ne nuk shkojmë për një MRI ose një skanim CT një herë në vit.

P. Zelenkov:

Sigurisht, dhe ndoshta faleminderit Zotit që nuk shkojmë një herë në vit. Këtu devijojmë pak nga fotonika, pasi e kishim fjalën për diagnostifikim direkt gjatë operacionit, diçka që e ndihmon kirurgun ta shohë më mirë tumorin.

Sa i përket diagnostikimit paraspitalor dhe diagnostikimit parandalues. Për të parandaluar një zhvillim të tillë në një fazë të hershme, duhet t'i kushtoni vëmendje simptomave: dhimbje koke të rregullt, çrregullime të të folurit dhe lëvizje të gjymtyrëve. Dhe më shpesh shkaku nuk do të jenë fare tumoret, por çrregullimet vaskulare dhe presioni i lartë i gjakut. Ky është një problem vërtet social, pasi presioni i lartë i gjakut dhe çrregullimet vaskulare në tru janë një problem i përhapur që prek pothuajse të gjithë, dhe këtu, natyrisht, duhet të monitoroni shëndetin tuaj të përgjithshëm dhe presionin e gjakut. Dhe nëse shfaqen simptoma neurologjike, atëherë ka kuptim të shkoni për një MRI.

Presioni i lartë i gjakut dhe çrregullimet vaskulare në tru janë një problem i përhapur që prek pothuajse të gjithë

V. Leach:

Sa shpejt shërohet pacienti pas trajtimit? Dhe a shërohen pas operacionit në tru? Ju thoni se çdo pjesë e trurit është përgjegjëse për diçka. Deri në çfarë mase personi mbetet funksional?

P. Zelenkov:

Sigurisht, tani niveli i trajtimit të tumoreve të trurit dhe të palcës kurrizore është shumë i lartë, është shumë më i mirë se 10-20 vjet më parë falë përdorimit të teknikave të ndryshme, si monitorimi elektrofiziologjik, diagnostikimi fluoreshent, të cilat bëjnë të mundur heqjen tumorin duke ruajtur zona funksionale të rëndësishme. Dhe plus metoda të reja rehabilitimi, restaurimi i lëvizjeve, koordinimi, ritrajnimi i pacientëve, teknikat e të folurit që lejojnë edhe rivendosjen e të folurit. Kështu, mund të themi se rezultatet janë dukshëm më të mira se më parë.

V. Leach:

Dhe për të trajtuar me ndihmën e fotonikës, lazerit, cilët specialistë kombinon, cilat zona?

P. Zelenkov:

Ne, si neurokirurgë, kuptojmë pak për fizikën, në fakt. Këtu jemi në kryqëzimin midis dy fushave: fizikës lazer dhe neurokirurgjisë. Ne kemi një bashkëpunim të gjatë përfitues me Institutin e Fizikës së Përgjithshme Prokhorov, me laboratorin e profesor Laschenov. Për shumë vite, ai dhe stafi i tij kanë qenë në sallat tona të operacionit dhe kanë ndihmuar, duke vendosur pajisjet, duke na dhënë fibra lazer, duke e fikur atë lazer dhe duke na treguar atë që ne shohim drejtpërdrejt në plagë. Sepse për të interpretuar rezultatet e këtij sinjali, duhet të keni kualifikimet dhe njohuritë e duhura.

V. Leach:

Çfarë po rregullohet - gjerësia, gjatësia, thellësia e rrezes, si ndodh kjo?

P. Zelenkov:

Spektri, gjatësia e përthithjes, e kështu me radhë janë rregulluar. Për të qenë i sinqertë, nuk e kuptoj shumë këtë. Por, megjithatë, prania e inxhinierëve në këtë situatë është ende e nevojshme. Megjithëse versionet e mikroskopëve operativë që integrojnë aftësitë diagnostikuese fluoreshente kanë ekzistuar tashmë për mjaft kohë. Kjo do të thotë, kirurgu në fakt nuk ka nevojë për asnjë asistent të jashtëm; ai vetëm duhet të kalojë butonin në mikroskop dhe të shohë figurën në modalitetin fluoreshente.

V. Leach:

A përdoren mikroskopët direkt gjatë operacionit?

P. Zelenkov:

Po. Kjo është një pikë më vete që do të doja ta theksoja sërish. Mund të themi se fotonika si e tillë, domethënë drita, është përdorur në neurokirurgji për një kohë mjaft të gjatë; në vitet '50 dhe '60, mikroskopët filluan të përdoren për kirurgjinë e trurit. Para kësaj, përdoreshin vetëm llambat e kokës.

V. Leach:

Si instalohet një mikroskop tek një person?

P. Zelenkov:

Kjo është një njësi mjaft e madhe, e cila ka një bazë të madhe në madhësinë e një frigoriferi të mirë, nga i cili vjen një krah mbi të cilin varet koka aktuale optike e mikroskopit me doreza. Dhe kjo është shumë e përshtatshme për një neurokirurg. Kjo është, në fakt, midis kokës së pacientit ose strukturës që na nevojitet, dhe vetë kirurgut, ekziston kjo pajisje optike, e cila rregullohet shumë lehtë dhe ka një dritë të fokusuar shumë të fuqishme. Zmadhimi që mund të merret është deri në 10-15 herë, domethënë mund të shihni strukturat më të mira. Kjo përdoret jo vetëm në neurokirurgji, por edhe në kirurgji plastike, madje edhe në stomatologji, otorinolaringologji dhe në të gjitha fushat e tjera ku kërkohet mikrokirurgjia, pra punë ku lëvizjet mund të arrijnë saktësinë e një fraksioni milimetrash.

V. Leach:

A janë më shumë diagnoza tani objekt trajtimi?

P. Zelenkov:

Po. Është absolutisht e qartë se tumoret dhe patologjitë që më parë konsideroheshin të pashërueshme dhe që kirurgët thjesht nuk i merrnin përsipër, tani kanë filluar të operohen.

V. Leach:

Cilin për shembull?

P. Zelenkov:

Kjo vlen për tumoret gjigante dhe tumoret e thella. Direkt në atë që unë jam i specializuar është kirurgjia e shtyllës kurrizore, kirurgjia e tumoreve intramedulare. Më parë, taktika ishte të mos operohej për aq kohë sa të ishte e mundur, pasi operacioni i palcës kurrizore shoqërohet gjithmonë me një lloj mangësie. Të gjitha zonat e palcës kurrizore janë edhe më të ndjeshme; është më i vogël në madhësi, ndoshta aq i trashë sa gishti im i vogël. Dhe nëse një tumor rritet brenda tij, ka shumë të ngjarë të ndikojë në të gjitha funksionet e tij dhe simptomat e personit do të rriten shpejt. Dhe në këtë rast, çdo operacion çon në mënyrë të pashmangshme në një rritje të deficitit neurologjik, por personi ka mundësinë që në të ardhmen të ketë ende një rikuperim falë rehabilitimit efektiv dhe të ecë përsëri dhe të jetojë një jetë të plotë. Pra, këtu është pikërisht mikrokirurgjia, përdorimi i mikroskopit, monitorimi, spektroskopia dhe diagnostifikimi fluoreshente, ky grup teknikash të reja që bën të mundur që të bëhet një prognozë më e mirë dhe të operohet realisht me efektivitet në rastet kur më parë preferonin të mos preknin.

V. Leach:

Kjo do të thotë, sot njerëzit mund të përballojnë të ecin më gjatë?

P. Zelenkov:

Pa dyshim. Kjo është një patologji e rrallë si e tillë. Nëse krahasojmë, për shembull, me zonën tonë të njëjtë, kur trajtojmë hernie diskale ndërvertebrale, stenozën e kanalit kurrizor, kjo u ndodh pothuajse të gjithëve. Unë mendoj se nëse ju dhe unë bëjmë një MRI, ata patjetër do të gjejnë disa hernie, zgjatime, etj. Dhe ka shumë më tepër pacientë të tillë. Nëse të gjithë duan të bëjnë një MRI, jam i sigurt se 10% e njerëzve do të shkruajnë se kanë hernie dhe kanë nevojë për një konsultë me një neurokirurg dhe një lloj operacioni.

Nëse të gjithë duan të bëjnë një MRI, jam i sigurt se 10% e njerëzve do të shkruajnë se kanë hernie dhe kanë nevojë për një konsultë me një neurokirurg dhe një lloj operacioni.

V. Leach:

A është tumori ende malinj apo beninj?

P. Zelenkov:

Në tru, afërsisht gjysma e tumoreve janë malinje: glioblastoma dhe astrocitoma anaplastike, në fakt, ky është një problem i madh, i cili kërkonte futjen e fotonikës si një nga mënyrat e mundshme për ta zgjidhur atë, pasi ky është një grup i madh pacientësh. të cilët janë shumë të vështirë për t'u trajtuar. Pavarësisht kombinimit të kirurgjisë, kimioterapisë, terapisë me rrezatim dhe disa metodave të reja eksperimentale, rezultatet e trajtimit të tyre ende nuk janë aq të kënaqshme. Kjo do të thotë, koha mesatare e mbijetesës është rreth një vit, pak më shumë se një vit. Edhe pse, sipas përvojës së qendrës sonë, nëse një pacient i merr këto lloj trajtimesh të kombinuara, në kohën e duhur dhe është vazhdimisht nën mbikëqyrje të ngushtë, atëherë jeta e tij mund të zgjatet ndjeshëm në disa vite, e ndonjëherë deri në dekada.

V. Leach:

Sa i përket shtyllës kurrizore, cilët janë treguesit?

P. Zelenkov:

Në rastin e shtyllës kurrizore, situata është disi e ndryshme. Në praktikën reale, pacientët me shtyllën kurrizore përbëjnë pothuajse 50-75% të të gjithë praktikës së një neurokirurgu. Kjo është dhimbje shpine, këto janë sindroma të ndryshme të kompresimit, në të cilat dhimbja rrezaton në gjymtyrë, në krah, në këmbë. Unë punoj në një departament që është i specializuar për shtyllën kurrizore, palcën kurrizore dhe nervat periferike, kështu që i shoh këta pacientë çdo ditë. Dhe kjo është një zonë pak më ndryshe, është afër ortopedisë, pasi punojmë shumë me strukturat kockore, me aparatin artikulare-ligamentoz. Dhe këtu ne si neurokirurgë përdorim të njëjtat qasje: mikrokirurgjia, përdorimi i mikroskopëve, qasje të ndryshme minimalisht invazive, me trauma të ulëta, përmes prerjeve shumë të vogla. Vitet e fundit, njerëzit kanë filluar të zotërojnë në mënyrë aktive endoskopinë - kjo është një teknikë që lejon edhe më pak dëmtime të muskujve, indeve dhe ligamenteve.

V. Leach:

A është më e lehtë të operosh në shtyllën kurrizore sesa në tru?

P. Zelenkov:

Nga njëra anë, vetë operacioni në shtyllën kurrizore konsiderohet në disa mënyra më i lehtë se operacioni i trurit, sepse strukturat janë më të mëdha. Nuk po flas për palcën kurrizore tani, po flas vetëm për kockat dhe disqet. Në disa mënyra, kjo konsiderohet kirurgji. Për shembull, mund të punojmë pa përdorimin e mikroskopit (me teknika të vjetra, me prerje të mëdha, të bëjmë dekompresione të mëdha), në përputhje me rrethanat, mund të bëjmë stabilizime të mëdha, të përdorim struktura stabilizuese (implante titani, vida), ose mund të bëjmë të vogla, operacione delikate kur ne lëshojmë vetëm struktura nervore pa asnjë dëmtim të strukturave mbështetëse. Sigurisht, kjo është një qasje krejtësisht e ndryshme, që kërkon kualifikime paksa të ndryshme, pasi kërkon përvojë, vizion të anatomisë në hapësira shumë të ngushta dhe të kufizuara.

V. Leach:

Sa pacientë mund të ecin dhe të lëvizin plotësisht pas operacionit në shtyllën kurrizore?

P. Zelenkov:

Shumica dërrmuese. Miti klasik që "mos shkoni për të operuar shtyllën kurrizore - do të paralizojë" është diçka nga e kaluara, do të thosha.

V. Leach:

Nga ana tjetër, gjithsesi paralizon, por këtu ka të paktën një mundësi.

P. Zelenkov:

Në situata jashtëzakonisht të rralla, një pacient me hernie mund të paralizohet. Kjo ndodh kur ndodhin disa komplikime, çrregullime vaskulare ose kur ndodh një ndërlikim gjatë operacionit në të cilin funksioni i të dy ekstremiteteve të poshtme është i dëmtuar. Por, si rregull, në 99.9% të rasteve kjo nuk ndodh.

Detyrat tona kryesore janë të luftojmë sindromat e dhimbjes afatgjatë, pasi shpesh ndodh që dhimbja të jetë e pranishme para operacionit, por ajo mbetet pas operacionit. Dhe ndonjëherë ndodh që pavarësisht se është ulur me 20-30-50%, pacienti sërish fokusohet tek kjo sindromë dhimbjeje. Këto përvoja nuk mund të fshihen. Ne si kirurgë duhet të vazhdojmë të komunikojmë me ta, të shpjegojmë, të zbulojmë arsye të tjera përse shfaqet kjo dhimbje. Ndonjëherë dalin gjëra interesante. Për herë të parë, konsultimi ynë zbulon sëmundje shoqëruese që nuk ishin diagnostikuar më parë.

Shpina është boshti qendror i trupit. Dhe ne duhet të vlerësojmë jo vetëm shtyllën kurrizore, por edhe gjithçka që e rrethon atë, dhe pacientin në tërësi, pasi të gjithë jemi shumë të ndryshëm, dhe dhimbja është më shumë një gjendje shpirtërore sesa një gjë morfologjike që mund të preket, shihet. me ndihmën e çdo metode. Dmth secili ka dhimbjen e vet.

Në situata jashtëzakonisht të rralla, një pacient me hernie mund të paralizohet. Në 99.9% të rasteve kjo nuk ndodh.

V. Leach:

E keni fjalën për hernie, por po sikur të kthehemi te tumori?

P. Zelenkov:

Me tumoret gjithçka është më e thjeshtë. Kjo është një temë më vete. Në mënyrë tipike, pacientët me një tumor të palcës kurrizore ose të shtyllës kurrizore kanë një udhëtim të gjatë përpara se të diagnostikohen. Në fillim ata kanë vetëm dhimbje shpine dhe shpesh nuk u jepet ndonjë diagnozë shtesë, vetëm një radiografi, e cila në të vërtetë nuk tregon asgjë, dhe pacienti dërgohet për terapi fizike dhe trajtim me vitamina, të cilat, nga ana tjetër, stimulojnë rritja e mëtejshme e tumorit.

V. Leach:

Por ju thoni që nuk rekomandohet të shkoni për një MRI çdo vit.

P. Zelenkov:

Është e drejtë.

V. Leach:

Çfarë duhet bërë atëherë?

P. Zelenkov:

Kështu që neurologët e shikojnë pacientin me shumë kujdes. Nëse pacientët shohin se po përkeqësohen, ata fillojnë të kërkojnë mënyra, të kërkojnë mjekë të tjerë dhe të shkojnë vetë për një MRI. Aspekti pozitiv i realitetit tonë rus është se për para mund të bëni lehtësisht një MRI dhe askush nuk do të kërkojë veçanërisht udhëzime, pasi këto qendra duhet të mbijetojnë disi. Dhe fluksi i pacientëve është i rëndësishëm për ta dhe shërbimi MRI është një procedurë diagnostike krejtësisht e padëmshme, ndaj mund të bëhet me qetësi dhe pa recetën e mjekut.

Një pyetje tjetër është interpretimi i fotografisë, pasi shumë shpesh na vijnë njerëz që nuk mund t'i shpjegojnë vërtet ankesat e tyre dhe ne pyesim: "Pse erdhe gjithsesi?" "Sepse MRI ime thotë se ka një hernie." Pra, unë shpjegoj gjithmonë se përfundimi është shkruar nga një specialist që ka studiuar se si të përshkruajë se ku janë patologjitë dhe ku është norma. Por është shkruar jo për pacientin, i cili nuk mund të izolojë se çfarë është e rëndësishme këtu dhe çfarë jo, por për një specialist tjetër (për një neurolog, neurokirurg), i cili mund të vlerësojë atë që është e rëndësishme, domethënëse klinikisht, ndoshta edhe kërkon kirurgji, dhe cila nuk është aq e rëndësishme.

Aspekti pozitiv i realitetit tonë rus është se për para mund të bëni lehtësisht një MRI dhe askush nuk do të kërkojë veçanërisht udhëzime, pasi këto qendra duhet të mbijetojnë disi.

V. Leach:

Nga ana tjetër, pacienti shkon te kirurgu sepse mjeku nga klinika tashmë e ka dërguar për të notuar. Në fund të fundit, kemi një hendek mjaft të madh midis mjekëve që punojnë në spitale, operojnë, trajtojnë dhe klinika, të cilët më së shpeshti përshkruajnë aspirinë dhe paracetamol në rast të ftohjes dhe sëmundjes. Ndoshta kualifikimet ndryshojnë shumë?

P. Zelenkov:

Unë nuk mund të pajtohem plotësisht me ju. Fakti është se ata që ulen në klinika praktikisht janë ulur në vijën e qitjes. Ata janë në një situatë shumë të vështirë - financiarisht, ekonomikisht dhe shoqërore. Nga njëra anë, ata janë ofruesi i kujdesit parësor, ai që në botën e qytetëruar quhet mjek i përgjithshëm, mjek i familjes. Në fakt, ky është personi që merr pjesën më të madhe të goditjes, tek ai vijnë njerëz me lloj-lloj sëmundjesh dhe ky person, natyrisht, duhet të jetë në kushte të mira. Fatkeqësisht, në realitetin tonë, këta persona shpesh kanë paga të ulëta, nuk kanë mbështetje shumë të mirë dhe kanë pak mundësi në të njëjtën klinikë.

V. Leach:

Edhe në klinikat me pagesë, kualifikimet nuk konfirmohen gjithmonë. Edhe pse pritja mund të kushtojë ndjeshëm.

P. Zelenkov:

Sistemi ynë i arsimit pasuniversitar funksionon mjaft mirë. Do të thoja që kualifikimet e këtyre njerëzve janë ende të larta. Një çështje tjetër është se atyre u jepet shumë pak kohë për të ekzaminuar pacientin, ata janë të detyruar të shkruajnë shumë gjëra të ndryshme. Ato janë ligjërisht të kufizuara brenda kufijve të caktuar, prandaj lindin stereotipe se cilësia e trajtimit atje është më e keqe se kudo tjetër. Megjithatë, mendoj se nëse krijohen kushte të mira për pranim në klinikën parësore, cilësia do të jetë shumë e lartë dhe vetë mjekët janë të kualifikuar dhe këtë e vërteton mënyra se si vijnë pacientët nga shumë klinika të rajoneve. Nuk ka absolutisht asnjë lidhje midis vendit nga ka ardhur pacienti, sa mirë është ekzaminuar dhe çfarë rekomandimesh janë dhënë. Shpesh, kur i lëshojmë pacientët në shtëpi, kontaktojmë edhe mjekët vendas me telefon. Përsëri, në realitet, në Moskë mund të shkoni në pishinë ose në qendrën e rehabilitimit. Diku në një fshat apo qytet të vogël nuk ka pishinë, nuk ka shpërndarës të mirë sportiv, etj. Por pacienti ende ka nevojë për rehabilitim. Ju zhvilloni disa taktika, përpiquni të përshtateni, shpjegoni se çfarë është e mundur dhe çfarë jo.

Nëse krijohen kushte të mira për pranim në klinikën parësore, cilësia do të jetë shumë e lartë, dhe vetë mjekët janë të kualifikuar.

V. Leach:

Por edhe ushtrimet në shtëpi ekzistojnë, apo jo?

P. Zelenkov:

Sigurisht, ato ekzistojnë, por kjo kërkon qëndrueshmëri të madhe. Megjithatë, këshilla ime kryesore është të shkosh te një trajner. Nëse motivoni dhe shpjegoni siç duhet gjithçka, atëherë personi do të kujdeset vërtet për veten.

V. Leach:

Sa shume? Pacientët praktikojnë një ose dy muaj, pastaj bëhet shumë keq.

P. Zelenkov:

Kam një ndjenjë që nuk mjafton. Ndonjëherë efekti i operacioneve tona, veçanërisht për herniet, është aq i mirë, domethënë personi ishte i sëmurë, pastaj ngrihej, ecte dhe filloi të shijonte jetën, saqë stili i tij i përgjithshëm i jetesës ndryshon pak, ai fillon t'i lejojë vetes më shumë aktivitet. , kujdeset më mirë për veten , e kupton që është më mirë të mos lejojë që kjo të ndodhë më. Çfarë duhet të bëni për këtë? Forconi muskujt e shpinës: notoni, ushtroni.

V. Leach:

Kush është pacienti juaj më shpesh?

P. Zelenkov:

Siç thonë ata: "Të gjitha moshat janë të nënshtruara këtu". Të rinjtë kanë më shumë gjasa të përjetojnë hernie, lëndime dhe sindroma dhimbjeje të lidhura thjesht me spazma të muskujve. Në kategorinë e të moshuarve, bëhet fjalë më shumë për stenozat afatgjatë të kanalit kurrizor, në të cilat osteokondroza, për shkak të ngarkesës së zgjatur, rriten elementët përbërës dhe ngjesh mbaresat nervore. Kjo është më e zakonshme në kategorinë mbi 50 vjeç.

V. Leach:

Dhe nëse i kthehemi tumorit, kush e merr më shpesh? Dhe për çfarë arsye?

P. Zelenkov:

Tumoret janë, natyrisht, gjenetike, domethënë ka një lloj predispozicioni gjenetik, plus faktorë mjedisorë dhe mund të ketë ekspozim kimik dhe rrezatim. Por siç e dimë, tani këto janë prishje të gjeneve, domethënë mekanizmat e vetë-shkatërrimit në disa qeliza ndalojnë së punuari dhe ato kthehen në një qelizë tumorale. Normalisht, një numër i caktuar i qelizave tumorale formohen vazhdimisht tek çdo person i shëndetshëm. Por, sapo kjo qelizë kupton se është bërë qelizë tumorale, në të fillon procesi i apoptozës, pra vetë-shkatërrimit. Kjo qelizë thjesht vdes pak nga pak dhe nuk shkakton tumor. Një prishje e këtij mekanizmi i mban gjallë qelizat e tilla dhe në një moment shfaqet një masë kritike dhe fillon të rritet. Arsyet për këtë nuk dihen plotësisht; ka një kontribut shumë të madh në mekanizmat molekularë, biologjikë, gjenetikë. Dhe për shumë tumore, këto mekanizma janë studiuar shumë thellë, njihen shumë gjene në të cilat mund të zhvillohet një tumor, madje edhe testimi gjenetik mund të supozojë paraprakisht se ky person është në rrezik të lartë, se ai duhet të bëjë një MRI çdo vit dhe monitoroni nga afër nëse kjo zhvillohet.tumor apo jo.

Në bazë të analizave gjenetike, paraprakisht mund të supozohet se ky person është në rrezik të lartë, se duhet të bëjë një MRI çdo vit dhe të monitorojë nga afër nëse ky tumor zhvillohet apo jo.

V. Leach:

A ndikojnë traumat në zhvillimin e tumorit?

P. Zelenkov:

Kjo pyetje bëhet shpesh, por me sa di unë, këtu nuk ka asnjë lidhje të drejtpërdrejtë. Siç na mësuan në institut në vitet tona të para: "Merrni një histori familjare: zbuloni nëse prindërit, gjyshërit ose ndoshta stërgjyshërit tuaj kishin tumore". Shpesh vetë natyra sugjeron që ekziston një lloj predispozicioni familjar, atëherë duhet t'i kushtohet vëmendje më e kujdesshme këtij pacienti të veçantë.

V. Leach:

A janë trajtimet e reja që shkurtojnë qëndrimet në spital?

P. Zelenkov:

Po. Këtu mund t'i kthehemi operacionit të shtyllës kurrizore. Mund të them se më parë operacioni për stenozën kurrizore ishte një operacion i madh, me një prerje të madhe, laminektomi, shërim të gjatë, pacienti detyrohej të shtrihej për një kohë të gjatë, ndërsa unë kisha një shkrirje të pasme të shtyllës kurrizore, shkrirje kockash etj. . Tani mund të bëjmë dekompresion duke përdorur një endoskop përmes një prerjeje 5 milimetrash dhe ta shkarkojmë pacientin në shtëpi në mbrëmje. Si rregull, presim një ditë për të vlerësuar thjesht gjendjen, por të nesërmen mund ta shkarkojmë pacientin. Teknologjia ju lejon të largoheni shpejt nga spitali dhe të ktheheni në jetën normale.

V. Leach:

A janë mjekët tanë të trajnuar sot në vendin tonë apo jashtë saj? Sepse në disa specialitete mjekët ankohen se nuk bëjmë trajnim të plotë.

P. Zelenkov:

Kam udhëtuar shumë jashtë vendit në klinika të ndryshme. Jam trajnuar dhe studiuar në Gjermani dhe Francë dhe mund të them se në Rusi niveli i mjekësisë është përgjithësisht mjaft i lartë, veçanërisht në qytetet e mëdha: Moskë, Shën Petersburg, Novosibirsk etj. Qendrat e mëdha kanë pothuajse të gjitha të njëjtat teknika që janë në dispozicion në vendet e zhvilluara perëndimore. Ndoshta kemi mbetur prapa pikërisht në nivelin e kërkimit klinik, teknikave të ndryshme të reja, krejtësisht eksperimentale. Për të njëjtën glioblastomë në Rusi ka dukshëm më pak studime klinike, metoda të reja, duke përdorur parime të reja fizike, kimike ose biologjike, sesa në të njëjtat klinika universitare në Gjermani. Por niveli i trajnimit mund të merret në Rusi. Për më tepër, me kursin aktual të euros, mjekët e kanë mjaft të vështirë të udhëtojnë diku me shpenzimet e tyre dhe të studiojnë. Por mes kolegëve të mi ka shumë njerëz të fokusuar, kryesisht të rinj, që duan të arrijnë diçka dhe të mësojnë më shumë. Sigurisht, këshilla ime për këta njerëz, nëse është e mundur, është të udhëtojnë, studiojnë, shikojnë dhe zbatojnë në praktikën e tyre.

Qendrat e mëdha kanë pothuajse të gjitha të njëjtat teknika që janë në dispozicion në vendet e zhvilluara perëndimore. Ndoshta kemi mbetur prapa pikërisht në nivelin e kërkimit klinik, teknikave të ndryshme të reja, krejtësisht eksperimentale.

V. Leach:

Çfarë fituat nga përvoja e huaj për veten dhe praktikën tuaj që nuk e kishit këtu?

P. Zelenkov:

Gjatë një praktike njëvjeçare në Gjermani në vitin 2008, ndryshova paksa filozofinë time në lidhje me kirurgjinë e shtyllës kurrizore: hernie, stenozë, e kështu me radhë. Dmth pashë që nuk është e nevojshme të kryhen operacione të mëdha, dekompresione të mëdha, stabilizim duke përdorur një sasi të madhe metali, se të njëjtat probleme mund të zgjidhen në një mënyrë shumë të ulët traumatike, minimalisht invazive, duke përdorur teknika mikrokirurgjikale, mikrodekompresim.

V. Leach:

Domethënë, ata jashtë na ishin para nesh në këtë periudhë kohore?

P. Zelenkov:

Edhe në Gjermani mund të gjeni klinika që funksionojnë duke përdorur metoda të vjetra dhe të reja. Për shembull, kohët e fundit kam bërë një praktikë klinike në Universitetin e Bordo I në Francë. Dhe u habita që kishte njerëz me një qasje paksa të ndryshme. Domethënë, këto janë operacione më të hapura, mund të thuhet, të cilat i kemi përdorur 10 vjet më parë, megjithatë, ato janë vënë në rrymë, janë bërë shumë mirë, gjithçka funksionon atje si orë, i gjithë ekipi e di se çfarë dhe si të bëjë, dhe ato shkojnë shpejt dhe shumë efikase. Domethënë, në duart e çdo kirurgu, metoda në të cilën ai është i zoti është i mirë.

V. Leach:

Si rezultat, a duhet të ritrajnohet i gjithë ekipi?

P. Zelenkov:

Sigurisht, e gjithë brigada. Vetë kirurgu është i rëndësishëm sepse punon drejtpërdrejt, e bën me duart e veta, megjithatë, roli i infermierit të sallës së operacionit, roli i anesteziologut, roli i radiologut - ne, për fat të keq, nuk kemi një punonjës të tillë. në sallën e operacionit, por edhe ai kërkohet, pasi punojmë me rreze x, konvertues elektron-optik. Domethënë, roli i gjithë brigadës është jashtëzakonisht i rëndësishëm. Operacioni nuk mund të kryhet me forcën dhe njohuritë e një kirurgu; për këtë është e nevojshme që secili pjesëmarrës të kuptojë veçoritë e këtij operacioni, disa nuanca, lëvizjet e tij etj., plus ekipi duhet të jetë i mirëkoordinuar. Kirurgu, anesteziologu dhe infermierja duhet të jenë në të njëjtën kohë.

V. Leach:

Rezulton se pas përfundimit të një stazhi jashtë vendit, ju duhet të ktheheni në shtëpi dhe të ritrajnoni të gjithë ekipin?

P. Zelenkov:

Pa dyshim. Gjatë operacionit, ndonjëherë duhej t'i shpjegoheshin motrës gjëra të panjohura. Por stafi ynë dhe infermierët tanë me të cilët punojmë në Qendrën e Neurokirurgjisë me emrin Akademik N. N. Burdenko janë specialistë të mrekullueshëm, shumë të kualifikuar, falë të cilëve operacionet tona janë të mundshme, sepse pa to, pa përvojën e tyre, do të ishte jashtëzakonisht e vështirë.

V. Leach:

Dhe si u përcillet kjo përvojë kolegëve tanë, apo ka një lloj konkursi, dhe të gjithë ulen dhe mendojnë: "Unë nuk do të mësoj askënd, le të vijnë të gjithë tek unë".

P. Zelenkov:

Këtu del në pah kolegjialiteti. Ju, sigurisht, mund të uleni dhe të mos kaloni njohuritë tuaja dhe të keni frikë nga konkurrenca. Por jeta do ta nxjerrë gjithsesi dhe ata që kanë nevojë për të do ta marrin akoma këtë njohuri. Prandaj, unë vazhdoj gjithmonë nga parimi: është më mirë të jem unë ai që mësoj sesa dikush tjetër. Kjo do të thotë, nuk ka kuptim të jesh qen në grazhd. Sa më shumë njohuri t'u kaloni të tjerëve, kolegëve të rinj, banorëve, aq më shumë do të shpërblehet më vonë. Sepse ata ende do të vijnë për këshilla dhe do të dërgojnë pacientët e tyre. Ky është një proces reciprokisht i dobishëm. Një traditë e gjatë mjekësore - nëse njohuritë tuaja i keni marrë nga mësuesi juaj, atëherë duhet të përkuleni, falënderoni dhe t'i kaloni këto njohuri më tej, pasi ky është ligji ynë profesional.

Një traditë e gjatë mjekësore - nëse keni marrë njohuritë tuaja nga mësuesi juaj, atëherë duhet të përkuleni, falënderoni dhe t'i kaloni këto njohuri.

V. Leach:

Çfarë po ndodh sot me specialitetin e neurokirurgjisë, sepse çdo vit diplomohen shumë specialistë, më shumë se sa kërkohet, siç thonë disa. A punojnë të gjithë në specialitetin e tyre, a janë të punësuar?

P. Zelenkov:

Kam një ndjenjë që numri i vendeve është në rënie, kjo është një tendencë e përgjithshme në shëndetësinë tonë, po bëhet njëfarë optimizimi dhe ka pak më pak klinika. Por në të njëjtën kohë nuk mund të them se po bie nevoja për neurokirurgë, konkretisht në specialitetin tim. Për mendimin tim, përkundrazi, nuk është e mbyllur. Dhe ka mungesë të neurokirurgëve dhe specialistëve të tillë në të gjithë vendin, pasi shohim që shumë njerëz vijnë nga rajonet dhe shumë, për disa arsye, nuk duan të aplikojnë në vend. Edhe pse, më duket se ky është një keqkuptim. Sepse niveli i kadetëve është mjaft i lartë dhe njerëzit janë mjaft të aftë të veprojnë në terren me disa gjëra, përveç atyre më komplekse, për të cilat duhet përvojë. Ndaj mendoj se numri i neurokirurgëve, ashtu si specialistët e tjerë, duhet të rritet.

Dhe këtu është mendimi im personal që njerëzit duhet të marrin ndihmë të kualifikuar dhe të teknologjisë së lartë në vendet e tyre të banimit, pasi arritja në Moskë është shumë e vështirë, ndonjëherë është thjesht e pamundur për ta. Unë jam një mbështetës i decentralizimit në mënyrë që njerëzit ta arrijnë dhe ta marrin lehtësisht këtë ndihmë në vendbanimin e tyre, jo shumë larg vendit ku jetojnë. Dhe në të njëjtën kohë, të jenë në kontakt, në kontakt me mjekun që ka punuar me ta. Për shkak se çështja nuk kufizohet vetëm në një operacion, jeta vazhdon dhe pacienti ka nevojë për ndjekje, rehabilitim dhe ekzaminime pasuese. Shpesh ka rikthime, probleme të reja, kur më vijnë njerëz që kanë bërë një operacion 10 vjet më parë me disa pyetje dhe probleme të reja, ata gjithmonë përpiqen të arrijnë tek i njëjti person me të cilin janë marrë tashmë, nëse ka pasur një rezultat të suksesshëm.

V. Leach:

Sot ka një lloj propagande mes vetë pacientëve për parandalimin, diagnostikimin e saktë, ku, kur, të shkohet?

P. Zelenkov:

Ky është një dështim i madh, në fakt.

V. Leach:

Sepse do të futin edukimin financiar në shkolla. Financat janë të rëndësishme, por nëse nuk keni shëndet, atëherë çfarë kuptimi ka gjithçka tjetër?

P. Zelenkov:

Nuk e dija se ata mësonin njohuri financiare në shkolla.

V. Leach:

Në disa ato po prezantojnë, duke përfshirë planet për të prezantuar më tej.

P. Zelenkov:

Njohuria shëndetësore ndoshta nuk do të ishte më pak e rëndësishme për t'u mësuar sesa shkrim-leximi financiar. Sepse kujdesi për shëndetin tuaj është një prioritet, për mendimin tim.

V. Leach:

Fëmijët, duke filluar nga shkolla, ndonjëherë nga kopshti, fillojnë të udhëheqin një mënyrë jetese disi jo të shëndetshme: pajisje, një mënyrë jetese mjaft e ulur.

P. Zelenkov:

Këtu edhe po edhe jo. Një mënyrë jetese e ulur është padyshim e keqe. Sigurisht, sporti duhet të jetë i pari, lëvizshmëria aktive. Megjithatë, realitetet e jetës sonë janë të tilla që fëmijët duhet të studiojnë më shumë, sasia e informacionit, sasia e njohurive po rritet. Një vegël është gjithashtu një pasojë e pashmangshme e përparimit shkencor dhe teknologjik.

V. Leach:

Ndonjëherë është e keqe, prindërit i largojnë fëmijët e tyre nga kompjuteri. Nëse më parë ishte e pamundur të na përzënë në shtëpi, tani është e pamundur të dëbosh fëmijët nga shtëpia me këto pajisje.

P. Zelenkov:

Këtu duhet të mendoni gjithmonë: pse një fëmijë ka nevojë për një vegël? Mos shikoni manifestimet sipërfaqësore të problemit, por ato të thella. Kjo do të thotë, një fëmijë ka nevojë për një vegël kur ai thjesht është i mërzitur dhe kur nuk ka aktivitete të tjera.

Një fëmijë ka nevojë për një vegël kur thjesht është i mërzitur dhe kur nuk ka aktivitete të tjera.

V. Leach:

Nga ana tjetër, ai nuk ecën në rrugë, nuk endet diku.

P. Zelenkov:

Ai mund të shkojë në seksionin e sportit dhe të punojë atje. Dhe këtu pyetja nuk është për fëmijët, por për prindërit, si e organizojnë kohën e fëmijës së tyre dhe çfarë bëjnë për të siguruar që ai të ketë aktivitete interesante, në mënyrë që të mos ketë dëshirë të ulet në këtë vegël gjatë gjithë ditës ose të ketë asnjë mundësi thjesht për të pasur kohë, sepse nëse studion aty-këtu, atëherë nuk do të ketë fuqi dhe kohë të ulet për shumë orë. Por të shpenzosh pak kohë në një telefon apo tablet, në fakt, nuk ka asgjë të keqe, pasi kjo është një lodër moderne, njësoj siç kishim dikur kube, litarë kërcimi etj.

V. Leach:

A mund të kem disa urime për kolegët dhe pacientët tuaj?

P. Zelenkov:

Unë mund t'u uroj kolegëve të mi të ruajnë dëshirën për të mësuar vazhdimisht diçka të re, në mënyrë që ky entuziazëm të mos shuhet, në mënyrë që të mos e shqetësojnë ulje-ngritjet e jetës ose rrethanat, në mënyrë që të ketë një dëshirë të vazhdueshme për të përmirësuar metodat që ju vet, për t'u pasuruar me njohuri.

Sa për pacientët, dëshiroj të ruaj maturinë dhe të mos i konsideroj mjekët si perëndi me petka të bardha që dinë gjithçka më mirë. Kjo do të thotë, ndiqni pak intuitën tuaj të brendshme dhe kuptoni se çfarë keni nevojë dhe çfarë jo. Ky mund të jetë një rekomandim kaq i pazakontë, veçanërisht për realitetet ruse, por megjithatë, filloni të merrni më shumë përgjegjësi për shëndetin tuaj. Është më mirë të kuptosh, të arsimohesh, të interesohesh, të lexosh në internet për veçoritë e fiziologjisë dhe anatomisë. Dhe mësoni tiparet e sëmundjes suaj dhe me këtë njohuri shkoni te mjeku. Vlerësoni me maturi atë që ju rekomandohet. Zgjidhni një mjek, zgjidhni një klinikë. Në fakt, liria e zgjedhjes tani është shumë e mirë. Dhe drejtoni një mënyrë jetese të shëndetshme.

V. Leach:

Gjithe te mirat. Deri herën tjetër.

P. Zelenkov:

Kompjuter fotonik, Wi-Fi nga një llambë, materiale të padukshme, lazer luftarakë dhe sensorë ultra të ndjeshëm... Të gjitha këto janë frytet e së njëjtës shkencë - fotonikës. Rreth asaj se pse drita sot është bërë objekt studimi për pothuajse gjysmën e fizikantëve në mbarë botën, në materialin tonë të ri

Foto: GiroScience / Alamy / DIOMEDIA

Miu në dhomë ndriçohet me një dritë jeshile skëterre: lazerit i nevojiten disa sekonda për të depërtuar thellë në trup dhe për ta skanuar atë deri në detajet më të vogla. Në ekran shfaqet një imazh i një lëmshi të ngatërruar enësh gjaku - deri në më të voglën, një e dhjeta e milimetrit në madhësi. Ky është një mikroskop optoakustik - një pajisje unike dhe deri më tani e vetmja në Rusi. Ai konverton sinjalin optik në një akustik dhe lejon jo vetëm të "shohin" enët e gjakut deri në mikrokapilarë, por edhe të zbulojë grimcat më të vogla në gjak - për shembull, qelizat e vetme të kancerit.

Dhe nëse rritni intensitetin e rrezatimit, qeliza thjesht do të shpërthejë nga mbinxehja dhe do të shpërthejë. a e kuptoni? - thotë profesori Ildar Gabitov.“Ne mund të heqim objekte biologjike të padëshiruara direkt brenda trupit pa ndërhyrje kirurgjikale dhe pa prekur të gjithë trupin. Këto mundësi të diagnostikimit dhe terapisë së njëkohshme janë karakteristike për një drejtim të ri të mjekësisë - teranostika.

Ne jemi të vendosur në Qendrën për Fotonikë dhe Materiale Kuantike në Institutin e Shkencës dhe Teknologjisë Skolkovo në laboratorin e biofizikës. Ndërkohë që shkencëtarët po përmirësojnë aftësitë e tyre në mostrat e indeve. Por në të ardhmen e afërt, Skoltech do të ketë një vivarium të plotë kërkimor.

Është interesante se ideja e ndërthurjes së teknologjive diagnostikuese dhe trajtimi e ka origjinën nga nobelisti, një nga autorët e bombës atomike amerikane, Richard Feynman. Ai parashikoi krijimin e instrumenteve autonome që mund të kryenin operacione kirurgjikale drejtpërdrejt në trupin e njeriut. Feynman shkroi: "...Do të ishte interesante nëse do të mund të gëlltnit një kirurg. Ju do të fusni një kirurg mekanik në enët e gjakut, dhe ai do të shkonte në zemër dhe do të 'shikonte përreth' atje...". Ndoshta e gjithë kjo do të bëhet realitet në dekadën e ardhshme. Për ta bërë këtë, ne duhet të kuptojmë se si fotonet ndërveprojnë me materien në shkallë nano dhe të zhvillojmë metoda për kontrollin e dritës.

Kompjuter i bërë nga drita

Drita është baza e gjithçkaje, - shton profesor Gabitov rrugës për në një laborator tjetër. - Pa dritë nuk do të kishte asgjë: jeta nuk mund të kishte lindur në Tokë. Nuk do të kishte mjekësi moderne, industri moderne dhe nuk do të ekzistonte as e gjithë shoqëria moderne me strukturën komplekse të informacionit, ekonominë dhe jetën e përditshme. Shkenca e fotonikës, zhvillimi i shpejtë i së cilës është për shkak të një numri të madh aplikimesh, studion vetitë e dritës, ndërveprimin e dritës me lëndën dhe zhvillon metoda për kontrollin e flukseve të dritës. Këto metoda kanë një gjë të përbashkët - ato bazohen në manipulimin e grimcave të dritës - fotoneve. (Një foton është një kuant i rrezatimit elektromagnetik; ndryshe nga një elektron, ai nuk ka masë ose ngarkesë elektrike dhe lëviz në një vakum me shpejtësinë e dritës - "RRETH".)

Pse fotonika ka filluar të zhvillohet kaq shpejt tani? Të gjitha vendet e përparuara, përfshirë Rusinë, e kanë identifikuar atë si një zonë të rëndësishme strategjike...

Do të përmendja dy faktorë kryesorë - zhvillimin e bazës instrumentale dhe nevojat në rritje teknologjike, duke përfshirë infrastrukturën e informacionit të shoqërisë moderne. Sot, 30-40 për qind e produkteve në botë krijohen duke përdorur fotonikën dhe lista e zonave ku do të aplikohen zbulimet po rritet çdo ditë.

Teknologjia kompjuterike mbetet një nga fushat më të nxehta. Në vitin 1965, themeluesi i Intel, Gordon Moore formuloi një ligj sipas të cilit numri i transistorëve në një çip dhe, për rrjedhojë, performanca e tij do të dyfishohej çdo dy vjet. Por në vitin 2016, ligji i tij pushoi së funksionuari: elektronika nuk mund të zhvillohet më kaq shpejt. A do ta zëvendësojnë atë teknologjitë fotonike?

Teknologjia elektronike ka arritur vërtet disa kufij në disa fusha. Të gjithë jemi dëshmitarë të zhvillimit të shpejtë të pajisjeve të bazuara në elektronikë. Shumë njerëz kanë një smartphone në xhepin e tyre - një pajisje e mahnitshme funksionaliteti i së cilës do të ishte i paimagjinueshëm 20 vjet më parë. Pamja e tij ilustron mirë ligjin filozofik të kalimit nga sasia në cilësi. Nëse do të përpiqeshim të bënim diçka të ngjashme me një smartphone në kohën e të ashtuquajturës elektronikë diskrete, atëherë pajisja përkatëse do të bëhej nga tuba radio, kondensatorë, rezistenca, induktanca, etj. do të ishte madhësia e një blloku. Përveç kësaj, do të konsumonte një sasi të pabesueshme energjie dhe nuk do të ishte në gjendje të punonte për shkak të prishjeve të vazhdueshme për shkak të mosbesueshmërisë së elementeve. Vetëm ardhja e mikroqarqeve shumë të integruara (përmbajnë një numër të madh elementësh - "O") çoi në krijimin e një lloji të ri pajisjeje, i cili tani është i disponueshëm për të gjithë. Megjithatë, përparimi i mëtejshëm në zhvillimin e elektronikës në disa raste nuk është i mundur.

- Dhe cila është arsyeja?

Së dyti, zhvillimi i kompjuterëve pengohet shumë nga mungesa e materialeve që mund të largojnë nxehtësinë. Elementet në pajisjet moderne po bëhen shumë të vogla, por ka kaq shumë prej tyre, ato janë të paketuara jashtëzakonisht fort, kështu që mbinxehja është e pamundur të shmanget. Aktualisht, gjigantë të tillë të industrisë si Google dhe Facebook janë detyruar të lokalizojnë "qendrat e tyre të të dhënave" (qendrat e përpunimit të të dhënave - "O") në klimat e ftohta: përtej Rrethit Arktik dhe në Veri në platformat e naftës, ku ka shumë ujë të ftohtë. Dhe qendra më e madhe e të dhënave në Kinë ndodhet në një lartësi prej 1065 m mbi nivelin e detit në Hohhot, në Mongolinë e Brendshme. Problemi duhet të zgjidhet sepse dendësia e sistemeve të ruajtjes vetëm do të rritet. Shkathtësia e fshirjes apo shkatërrimit të diçkaje po zhduket plotësisht nga kultura e përdoruesve, siç ndodhi 20 vjet më parë kur përdornim disqe apo disqe. Hapësira në re duket e pafundme.

Dhe arsyeja e tretë, më e rëndësishmja, për shkak të së cilës shpejtësia e kompjuterëve nuk rritet më, lidhet me numrin e elektroneve që marrin pjesë në një operacion elementar logjik. Tani një operacion në të vërtetë përfshin një elektron. Kjo do të thotë, më tej do të duhet të përdorim një "gjysmë" ose "të katërtën" e një elektroni, që është absurditet absolut. Prandaj, lindi ideja që të përpiqemi të krijojmë pajisje shumë të integruara duke përdorur fotone.

A do të jetë kjo e ngjashme me përparimin teknologjik të viteve 1970, kur filluan të përdorin fibra optike në vend të kabllove të bakrit? Në fund të fundit, ishte ky tranzicion që krijoi në thelb shoqërinë moderne të informacionit.

Po, fibra optike - një fije e hollë e materialit transparent përmes së cilës drita transmetohet me shpejtësi të madhe - është një material mahnitës. Imagjinoni: dhjetëra kilometra fibër optike kanë të njëjtën transparencë si një metër xhami i dritares! Kjo bën të mundur përdorimin e fotoneve në vend të elektroneve si bartës të informacionit. Krijimi i teknologjisë së fibrave optike dhe shpikja e amplifikatorëve optikë çuan në përparime të mëdha në fushën e transmetimit me shpejtësi të lartë. Tani, sigurisht, ekziston një tundim për të përdorur teknologjitë fotonike jo vetëm për transmetimin, por edhe për përpunimin e informacionit.

- Pra, a është e mundur të krijohet një kompjuter fotonik në të ardhmen e afërt?

Këtu hasim probleme që ende nuk janë zgjidhur. Për shembull, një procesor modern është një strukturë komplekse e përbërë nga elementë të vegjël. Çdo vit kompanitë përmirësojnë teknologjinë: Apple dhe Samsung kanë dimensione teknologjike prej afërsisht 7 nanometra (d.m.th., sot është e mundur të operohet me pjesë të kësaj madhësie dhe, në përputhje me rrethanat, të vendosen shumë elementë miniaturë. - "O"). Por një foton, siç e dimë, është edhe grimcë edhe valë. Për më tepër, gjatësia e kësaj vale të përdorur në sistemet moderne të informacionit është 1550 nanometra. Përafërsisht, një smartphone i bazuar në teknologjinë fotonike do të ishte sot rreth 200 herë më i madh se sa jemi mësuar.

Problemi i dytë i pazgjidhur është mungesa e metodave efektive për kontrollin e flukseve të fotoneve. Dihet se elektronet kanë një ngarkesë, kështu që ato mund të manipulohen duke përdorur një fushë magnetike ose elektrike. Fotonet janë neutrale dhe kjo nuk mund të bëhet. Sot të gjithë presin shfaqjen e pajisjeve të reja hibride që do të kombinonin fotonikën dhe elektronikën. Qendrat kërkimore të kompanive kryesore janë duke luftuar për të zgjidhur këtë problem.

Çfarë do të japë? Performancë e pabesueshme? A ka njerëzimi probleme që duhen zgjidhur me një produktivitet të tillë?

Sigurisht që ka detyra të tilla në fushën e modelimit të klimës, kërkimit të trurit, problemeve mjekësore dhe biologjike... Kjo listë mund të vazhdojë për një kohë të gjatë. Sa i përket mundësive të reja për jetën e përditshme - e dini, nuk mund t'i përgjigjem kësaj pyetjeje. Përsëri, 20 vjet më parë nuk mund ta imagjinonim se çfarë aftësish të mahnitshme do të kishin telefonat inteligjentë. Prandaj, të fantazosh se çfarë funksionaliteti mund të çojë krijimi i pajisjeve fotonike shumë të integruara është një detyrë e pafalshme.

Shkenca e Iluminizmit

- Sa kushton shkenca e fotonikës? Çfarë lloj instalimesh u duhen shkencëtarëve?

Është e vështirë të imagjinohen projekte gjigante si përplasësi i hadronit në fushën e fotonikës - shkalla e proceseve këtu është më e vogël. Por kjo shkencë është shumë e shtrenjtë. Në mënyrë tipike, qendrat fotonike që punojnë me objekte të strukturuara shumë të vogla, me materiale të reja dhe pajisje të reja kushtojnë rreth 250-300 milionë dollarë.

- Ku është përqendruar sot potenciali shkencor dhe ku ka më shumë gjasa të shfaqen super-pajisjet e reja?

Gjithnjë e më shumë kërkime po zhvendosen dhe përqendrohen në kompanitë e mëdha. Personeli kryesor është shumë i shtrenjtë, kështu që kompanitë kontraktojnë disa nga kërkimet e tyre pilot dhe me rrezik të lartë në universitete ku kanë profesorë të kualifikuar dhe studentë të mirë.

Nëse flasim për vende, në SHBA po bëhet shumë punë. Përveç kësaj, ka qendra të mira në Angli, Gjermani, Japoni dhe Kore. Pjesërisht në Francë. Shumë punë po bëhet në universitete, si në Universitetin e Roçesterit në Nju Jork. Ky është përgjithësisht një vend i njohur për të gjithë ata që kanë lidhje me optikën. Gjigantë të tillë të famshëm optikë si Kodak, Xerox, Bausch dhe Lomb filluan punën e tyre këtu.

- Kina nuk është ende në këtë listë?

Kina është një histori tjetër. Aty janë ndarë fonde të mëdha për fotonikën. Kinezët tashmë dominojnë fusha të caktuara të prodhimit, por mund të jenë ende pak prapa në zhvillimin e pajisjeve të reja. Edhe pse diku, për shembull në komunikimet kuantike, kinezët kanë kapërcyer të gjithë botën. Fjalë për fjalë këtë shtator, duke përdorur satelitin kuantik QUESS, ata vendosën komunikime midis Kinës dhe Austrisë. Kjo jo vetëm që theu rekordin për distancën që kaloi sinjali, por shënoi edhe fillimin e krijimit të lidhjeve të komunikimit që nuk mund të hakerohen.

Kina po zhvillohet shumë shpejt; ajo tërheq jo vetëm fonde të konsiderueshme, por edhe potencial njerëzor. Tani, interesant është se studentët kinezë shpesh nuk qëndrojnë më në të njëjtat shtete pasi studiojnë, ata kthehen në Kinë dhe më pas, duke u bërë drejtues laboratorësh, ftojnë profesorët e tyre atje.

Nuk është sekret që elektronika është një zonë ku Rusia, për ta thënë butë, është shumë prapa: në tregun e mikroprocesorëve civil kemi 100 për qind importe. Çfarë mund të thuhet për fotonikën ruse? Kjo është veçanërisht interesante, pasi në BRICS janë Rusia dhe India që janë përgjegjëse për të, si një nga fushat më premtuese në shkencë.

Po, Rusia dhe India me sa duket do të zbatojnë programe të përbashkëta në fushën e radiofotonikës. Por në përgjithësi zgjedhja, do të thoja, është e justifikuar. Pak njerëz kujtojnë se në vitin 1919, në kulmin e Luftës Civile, me vendim të qeverisë u krijua Instituti Optik Shtetëror (GOI). Deri në vitin 1923 ishte një nga institucionet shkencore më të pajisura në botë.

Në përgjithësi, ky institucion i mrekullueshëm ka zgjidhur shumë probleme. Le të themi, para Luftës së Parë Botërore, Gjermania ishte prodhuesi kryesor i optikës, dhe diku në mes të luftës u futën sanksionet, siç thonë tani. Kjo do të thotë, pajisjet nuk furnizoheshin më në Rusi. Ishte e nevojshme të krijohej një industri, në të cilën GOI luajti një rol të madh. Mbi bazën e tij, në të njëjtin 1919, u ndërtua një interferometër 300 metra për vëzhgimin e yjeve. Atje ata u angazhuan në shkencën themelore dhe krijimin e një baze teknologjike. Gjithçka u krijua këtu - nga mikroskopët mjekësorë tek optika më komplekse ushtarake dhe lentet për anijen kozmike.

Fatkeqësisht, në vitet e çmendura 1990, GOI ra në një gjendje të mjerueshme. Shumë specialistë, me një vendim me dëshirë të fortë të menaxhmentit, u pranuan të punonin në ITMO - Universiteti Kërkimor i Teknologjive të Informacionit, Mekanikës dhe Optikës në Shën Petersburg. Tani ky është një institucion arsimor unik ku kryhet punë shumë serioze shkencore. Epo, përveç kësaj, nuk mund të mos përmendet Fizika dhe Teknologjia, MISIS, Universiteti. Bauman në Moskë, Universiteti Novosibirsk. Tani e gjithë kjo zonë është në rritje, dhe vendimi i qeverisë ruse për të mbështetur zhvillimin e fotonikës në Rusi nuk është i rastësishëm. Skoltech, nga rruga, mori pjesë në formimin e këtij programi. Së fundi, ka një interes serioz nga biznesi: ka organizata që prodhojnë produkte konkurruese për aplikime civile dhe ushtarake dhe zhvillojnë produkte të reja.

Kthehu në të Ardhmen

Ju lutemi na tregoni për teknologjitë fotonike që do të ndryshojnë jetën tonë të përditshme. Në cilën fazë është zhvillimi i Li-Fi - Wi-Fi i mundësuar nga fotonet?

Themeluesi i kësaj teknologjie konsiderohet të jetë fizikani gjerman Harald Haas, i cili në vitin 2011 përdori një llambë LED si ruter. Në kushte laboratorike, ai arriti një shpejtësi transferimi prej 224 Gb/s. Kjo shpejtësi lejon, për shembull, të shkarkoni 18 filma me 1,5 GB secili në 1 sekondë. Një nuancë tjetër e rëndësishme është fshehtësia. Valët e radios mund të kalojnë nëpër mure, që do të thotë se kur komunikoni përmes Wi-Fi, sinjali i radios mund të lexohet lehtësisht dhe të dhënat mund të vidhen dhe deshifrohen. Drita e moduluar nuk do të udhëtojë larg dhomës; është shumë më e vështirë të përgjosh fshehurazi një sinjal të tillë - ai perceptohet dhe transmetohet në vijën e shikimit. Por kjo teknologji është ende larg zbatimit. Teknologjitë e bazuara në plazmonikë janë më realiste.

-Cilat janë ata?

Plazmonika filloi të zhvillohet vetëm rreth 15 vjet më parë, por fenomenet që lidhen me të janë të njohura për një kohë shumë të gjatë. Për shembull, në Egjiptin e Lashtë, metalet iu shtuan xhamit dhe u pikturuan me ngjyra të ndryshme. Dhe në Muzeun Britanik ekziston një filxhan unik i bërë prej qelqi në të cilin shpërndahet ari, dhe kështu, në një dritë është rozë, dhe në një tjetër është jeshile. Çështja, siç doli, është se kur shpërndahet në xhami, ari nuk shpërndahet në molekula, por mblidhet në grupime - madhësia e grimcave është afërsisht 50 nanometra. Nëse ndriçohet me dritë, gjatësia e valës është më e madhe se madhësia e grimcës dhe drita kalon rreth saj pa u shpërndarë. Ky zbulim çoi në krijimin e një shumëllojshmërie të gjerë teknologjish, si nanolazerët, të cilët janë më të vegjël se gjatësia e valës, dhe sensorë ultra të ndjeshëm.

- A ka tashmë modele që funksionojnë?

Hani. Punimet e para për lazer të tillë u botuan disa vite më parë nga Misha Noginov, një i diplomuar në MIPT me banim në SHBA. Ai ishte i pari që ndërtoi një lazer me përmasa 40 nanometra - një milion herë më i vogël se trashësia e qimeve të njeriut. Informacioni për këtë u shfaq në vitin 2011 në revistën Nature. Që atëherë, jeta eksperimentale e nanolazerëve filloi. Në veçanti, ish-bashkatdhetari ynë tjetër Mark Stockman, student i akademikut Spartak Belyaev, rektor i Universitetit Shtetëror të Novosibirsk, doli me SPASER - një nanoburim plazmonik i rrezatimit optik. Është një grimcë me përmasa 22 nanometra, domethënë qindra herë më e vogël se një qelizë njerëzore. Falë një shtrese të veçantë, grimcat SPASER janë në gjendje të "gjenin" qelizat kancerogjene metastatike në gjak dhe, duke u ngjitur në to, t'i shkatërrojnë ato. Sipas vlerësimeve jashtëzakonisht optimiste të Stockman, pajisjet e para të këtij lloji mund të shfaqen brenda vitit të ardhshëm.

- Për çfarë do të përdoren para së gjithash sensorët ultra të ndjeshëm?

Për shembull, për shënimin e eksplozivëve. Për aktivitetet kundër terrorizmit është shumë e rëndësishme të dihet se nga ka ardhur ky apo ai eksploziv dhe të gjendet burimi nga ka rrjedhur. Në të gjithë botën, bëhen përpjekje të mëdha për të etiketuar eksplozivët, sepse më pas, duke mbledhur atë që ka mbetur pas shpërthimit, mund të kuptohet se ku është bërë substanca - deri në ndërrim dhe kohë. Dhe në atë mënyrë që armiku të mos kuptojë se çfarë po shtohet aty. Dhe ky problem zgjidhet thjesht: disa molekula hyjnë në eksploziv, të cilat një sensor i bazuar në teknologjinë fotonike mund t'i njohë.

Një drejtim tjetër është etiketimi i barnave. Dihet se në çdo tabletë ka një sasi shumë të vogël të substancës aktive, dhe pjesa më e madhe përbëhet nga mbushësi dhe guaska. Ne mund të përziejmë, të themi, pesë ngjyra në një proporcion të caktuar, pastaj t'i hollojmë ato në përqendrime të ulëta dhe kështu të shënojmë tableta origjinale përmes një përbërje të caktuar mbulese. Për t'i dalluar ato nga falsifikimet, thjesht duhet t'i vendosni tabletat në një substrat të veçantë dhe të shihni se çfarë spektri lëshojnë. Ky drejtim premtues po zhvillohet gjerësisht në botë.

Në laboratorin tonë në Skoltech, ne po zhvillojmë një sensor që mund të përcaktojë nivelin e kortizolit, hormonit të stresit, në gjakun e njeriut. Kjo do të jetë një vegël e veshur që transmeton informacione në kohë reale. A mund ta imagjinoni se çfarë gjëje e paçmueshme për njerëzit puna e të cilëve kërkon përqendrim të vazhdueshëm?

Në fund të viteve 1960, në botë flitej për krijimin e lazerëve luftarakë. Programi ynë u drejtua nga laureati i Nobelit Nikolai Basov. Nën udhëheqjen e tij, u krijua një lazer luftarak i aftë për të goditur një raketë balistike. Cilat fusha të fotonikës janë me interes për ushtrinë?

Sigurisht që në të gjitha vendet po punohet në fushën e laserëve luftarak, por kjo nuk është një temë që mund të diskutohet. Metamaterialet e mundshëm (ky është emri që u jepet materialeve, vetitë e të cilave janë pasuruar përmes nanoteknologjisë - "O") për kamuflim po diskutohen më aktivisht sot.

- Po, kompanitë kanë deklaruar vazhdimisht se janë gati të krijojnë një mantel të padukshëm, si në romanin e H.G. Wells.

Ky është një trend jashtëzakonisht popullor në hapësirën mediatike. Në romanin e Wells, padukshmëria bazohej në parimin e transparencës së materialit. Ky parim, ose më mirë imitimi i tij, aktualisht po zbatohet. Tani, për shembull, një projekt për të ndërtuar një kullë, e cila herë pas here bëhet "transparente", po diskutohet në Seul. Sipërfaqja e ndërtesës do të ndriçohet me LED dhe një sërë kamerash të vendosura në fasada do të transmetojnë një imazh të qiellit në sipërfaqen e tij në kohë reale. Një kullë plotësisht e "aktivizuar" duhet të bëhet e padukshme kundër qiellit. Vërtetë, nuk është shumë e qartë se si do të zgjidhen çështjet me sigurinë e aviacionit, duke qenë se ka një aeroport jo shumë larg këtij vendi.

Një teknologji tjetër u përshkrua në një libër fantashkencë - "Gruaja e padukshme". Aty zonja është e rrethuar nga një guaskë që shtrembëron rrjedhën e rrezeve.

Ky parim zbatohet duke përdorur metamateriale. Metamaterialet mund të përkulin rrezet e dritës në atë mënyrë që objekti që fshihet pas tij të bëhet i padukshëm. Por problemi është se kjo është e mundur vetëm me objekte shumë të vogla - në rendin e një centimetri - dhe në një rajon të ngushtë të spektrit.

Në të dyja rastet, është shumë herët për të folur për padukshmëri të vërtetë.

Fizikë për nesër

Në shekullin e njëzetë, zhvillimi i një ose një fushe tjetër të fizikës u përcaktua, si rregull, nga një urdhër politik. Në një nga intervistat e tij të fundit, akademiku Ginzburg tha se kur amerikanët hodhën bombën atomike, rroga e tij u rrit 3 herë... Çfarë, sipas jush, po e shtyn zhvillimin e kësaj apo asaj fushe të fizikës sot?

Në dekadat e fundit, urdhrat janë përcaktuar jo nga nevojat politike, por nga nevojat industriale. Në fund të fundit, si ishte më parë? U bënë disa zbulime, u studiuan disa fenomene, u zbuluan disa fakte matematikore dhe pas një kohe mjaft të konsiderueshme ato u mishëruan në aplikime. Tani shpejtësia e zbatimit është e tillë që fjalë për fjalë kalojnë disa muaj nga zbulimi në shfaqjen e teknologjisë. E gjithë biofotonika u ngrit rreth shtatë vjet më parë, dhe sot asnjë qendër e vetme e madhe e teknologjive fotonike nuk mund të bëjë pa një laborator të përshtatshëm.

Prandaj, tani në Perëndim zhvillimi i disiplinave fizike po kalon nga departamentet e fizikës në ato inxhinierike. Aty sot ka financim më të mirë dhe ka një rend industrial. Në të njëjtën kohë, financimi për departamentet e fizikës është në rënie. Ky është një trend i përgjithshëm që unë shoh si në Evropë ashtu edhe në SHBA.

- A do të thotë kjo se po vjen një rishpërndarje fondesh midis shkencës themelore dhe asaj të aplikuar?

Me shumë mundësi. Përparimi në shkencën bazë shpesh kërkon investime kapitale shumë të mëdha. Shkenca themelore po bëhet shumë e shtrenjtë, ndaj ka bashkëpunim ndërkombëtar dhe konsolidim financiar. Ky është një fenomen i zakonshëm. Në një kohë, ne në Institutin Landau kishim një këndvështrim të tillë që vetëm dukuri të pakuptueshme dhe të panjohura janë fizikë reale. Dhe gjithçka tjetër është një aplikim. Pra, nga ky këndvështrim, shkenca e sotme themelore do të ishte, le të themi, studimi i materies së errët dhe energjisë së errët.

Në një nga intervistat tuaja keni thënë se cilësia e arsimimit të studentëve në degët e fizikës po bie në mënyrë katastrofike. Ju jepni mësim në SHBA dhe Rusi. A vlen kjo për të dy vendet?

Rënia e interesit për shkencën është një problem mbarëbotëror. Është qartë e dukshme pothuajse kudo. Me sa duket, njerëzimi duhet të mendojë për këtë, sepse herët a vonë do të çojë në disa pasoja negative. Po, po konstatoj faktin që cilësia e arsimimit të nxënësve pas shkollës është në rënie. Arsyet për këtë janë të shumta, një prej tyre është shkatërrimi i sistemit të kërkimit dhe më pas kujdesi për fëmijët e talentuar, veçanërisht nga krahinat.

Për më tepër, sistemi modern i shkollave me konvikt rus po përjeton vështirësi të mëdha, sepse fondet janë ndarë për ta si për shkollat ​​e zakonshme. Institucionet akademike gjejnë disa burime financimi nga palët e treta, por ky nuk është profili i tyre. Shteti duhet të merret sistematikisht me këtë. Në kohët sovjetike, pikërisht ky sistem, të cilin Kina e ka huazuar tani nga ne, funksiononte shumë mirë.

Në SHBA, në një kohë ata gjoja kopjuan sistemin sovjetik të shkollave të matematikës, por unë nuk kam dëgjuar ende për Kinën ...

Kur flas me kolegët në Kinë, shoh shumë gjëra të njohura - atë që kemi kaluar në një kohë. Për shembull, sistemi sovjetik i konkurseve dhe përzgjedhja e studentëve më të mirë u kopjua atje. Kjo është shumë afër meje, sepse kështu u futa në shkencë. Nëna ime ishte mësuese dhe ishte abonuar në Gazetën e Mësuesit, ku botoheshin detyrat për Olimpiadën e Fizikë-Matematikës. I zgjidha për të gjitha klasat menjëherë dhe i dërgova zgjidhjet me postë. Për më tepër, detyrat u përpiluan nga mësues shumë të mençur, sepse barazonin dallimin mes shkollave të specializuara, që ofronin formim shumë të mirë, dhe atyre rurale. Me fjalë të tjera, theksi ishte te inteligjenca, te shkathtësia, te njerëzit me potencial. Tani në Rusi nuk është kështu.

- Shumë njerëz e quajnë shekullin e 20-të shekulli i fizikës bërthamore. Cila fushë e fizikës do të bëhet flamuri në shekullin e 21-të?

Fusha më e mahnitshme e fizikës moderne, për mendimin tim, është shkenca e Universit. Materia e errët dhe energjia e errët janë dukuri misterioze, të mahnitshme që janë zbuluar dhe ende presin të shpjegohen. Studimi dhe zbulimi i këtyre fenomeneve do të çojë në përparim të jashtëzakonshëm në kuptimin tonë të strukturës së botës. Por fotonika, për të cilën folëm sot, do të luajë të njëjtin rol në shekullin e 21-të si motori me avull në shekullin e 19-të ose elektronika në shekullin e 20-të.

Llogaritni dritën
Kartëvizitë

Fizikani Ildar Gabitov erdhi tek pasioni i tij për fotonikën përmes formulave matematikore. Tani ai punon në tre drejtime njëherësh - studimi i vetive të dritës, zbatimi i zhvillimeve në jetë dhe krijimi i programeve për zhvillimin e shkencës

Ildar Gabitov është profesor në Fakultetin e Matematikës në Universitetin e Arizonës (SHBA), drejtor i Qendrës për Fotonikë dhe Materiale Kuantike në Institutin e Shkencës dhe Teknologjisë Skolkovo dhe një studiues kryesor në Institutin e Fizikës Teorike. L.D. Landau RAS.

Ai lindi në vitin 1950 në familjen e një mësuesi dhe një inxhinieri minierash. Ai studioi në Universitetin e Leningradit në departamentin e fizikës. Në Departamentin e Fizikës Matematikore, mësuesit e tij ishin profesorët e famshëm Olga Ladyzhenskaya dhe Vasily Babich. Për ca kohë ai punoi në një institucion të mbyllur afër Leningradit, në Sosnovy Bor. Pastaj - në Institutin e Matematikës në Bishkek. Nga atje ai u transferua në Institutin Landau, tek akademiku Vladimir Zakharov. Në fillim të viteve 1990, ai u transferua në Gjermani, dhe më pas në Laboratorin Kombëtar të Los Alamos në SHBA, pas së cilës u vendos në Universitetin e Arizonës. Aty kalon pjesën më të madhe të vitit.

Profesor Gabitov është autor i mbi 100 punimeve shkencore mbi fizikën teorike dhe matematikore, optikën jolineare, teorinë e sistemeve integruese, komunikimet me fibra optike, dukuritë dhe nanomaterialet shumë shkallë, nanofotonikën dhe nanoplazmonikën. Ai njihet si ekspert nga shumë shoqata profesionale ndërkombëtare, duke përfshirë Fondacionin Kombëtar të Shkencës (SHBA), Këshillin e Kërkimeve të Shkencave Natyrore dhe Inxhinierisë të Kanadasë, Fondacionin Civil të R&D të SHBA-së (SHBA), Këshillin e Kërkimit të Shkencave Inxhinierike dhe Fizike (MB). Ai është anëtar i këshillit akademik të Institutit të Shkencës dhe Teknologjisë Skolkovo. Mori pjesë në përgatitjen e “Programit Ndërdepartamental për Kërkime Shkencore dhe Zhvillim në fushën e fotonikës për periudhën 2017-2020” të Ministrisë së Arsimit dhe Shkencës të Federatës Ruse.

Ekspozita ndërkombëtare industriale "Innoprom-2015" u mbajt në Yekaterinburg. Këtë vit, seancat dhe takimet plenare, konferencat ndërkombëtare dhe panelet e ekspertëve mbuluan një gamë të gjerë temash dhe çështjesh. Rezultati i këtij komunikimi ishin dhjetëra marrëveshje specifike dhe kontrata të mëdha.

E ardhmja është fotonika. Një nga më produktivët ishte diskutimi në tryezën e rrumbullakët "Fotonika - forca lëvizëse e zhvillimit inovativ të industrisë", ku u diskutuan çështjet e zhvillimit të fotonikës në Rusi dhe perspektivat për aplikimin e saj në shkencë dhe industri. Partnerët e ngjarjes ishin liderët e industrisë: Shvabe, Laser Center dhe Skolkovo. Termi "fotonikë", i formuar në analogji me fjalën "elektronikë", u ngrit jo shumë kohë më parë, 5-7 vjet më parë. Rusia zë një vend prioritar në botë në fotonik. Në origjinën e këtij drejtimi ishin shkencëtarë të shquar të vendit tonë: akademikët Nikolai Basov, Alexander Prokhorov, Nikolai Vavilov. Pozicioni kryesor në tregun e fotonikës tani është i zënë nga shkolla e Valentin Pavlovich Gapontsev. Kompania që ai drejton, IPG Photonics, prodhon 40 për qind të lazerëve me fibra në botë.

“Në Rusi kemi qindra ndërmarrje dhe organizata të përfshira në fotonik. Ata kryejnë kërkime shkencore dhe publikojnë artikuj shkencorë, prodhojnë produkte që mund të porositen dhe blihen dhe trajnojnë personel të specializuar”, thotë Ivan Kovsh, president i Shoqatës Ruse të Laserëve. - Këtu përfshihen institutet akademike dhe të industrisë, universitetet, ndërmarrjet, byrotë e projektimit, por në përgjithësi zona jonë janë ndërmarrjet e vogla. Rreth 350 ndërmarrje të vogla prodhojnë 70 për qind të të gjithë fotonikës civile në Rusi, afërsisht dy mijë modele - këto janë elemente optike, një lloj burimi rrezatimi dhe lloje të tjera produktesh.

Një nga detyrat e rëndësishme për industrinë nuk është vetëm krijimi, por edhe promovimi i teknologjisë në praktikë, dhe një mjet shumë i fuqishëm për këtë janë qendrat rajonale të kompetencës së industrisë. Tani ato përdoren në të gjithë botën dhe ne kemi një përvojë të tillë edhe në vendin tonë. Për shembull, pesë qendra ruso-gjermane janë krijuar në Rusi gjatë dhjetë viteve të fundit si pjesë e marrëveshjes ruso-gjermane për bashkëpunimin shkencor dhe teknik në fushën e lazerëve dhe teknologjive optike. Gjermanët furnizuan pajisjet më të fundit, qendrat funksionojnë në pesë qytete, janë të vogla, 5-8 persona secila. Gjatë dhjetë viteve, 1.5 mijë ndërmarrje kaluan nëpër to. Dhe çdo e treta prej tyre sot është bërë përdorues i teknologjive lazer në përpunimin e materialeve.

Cilat janë tendencat kryesore në tregun botëror sot? Gjëja kryesore është rritja e shpejtë e numrit të teknologjive dhe teknikave fotonike që kanë aplikime thjesht ekonomike. Rritja e vëllimeve të prodhimit të produkteve fotonike në ato zona ku ato përdoren tashmë në mënyrë aktive, gjë që shoqërohet si me zhvillimin e teknologjisë ashtu edhe me zhvillimin e materialeve dhe pajisjeve të reja. Fushat kryesore të zhvillimit sot janë teknologjitë e prodhimit, pasi vendet e përparuara kanë marrë rrugën e riindustrializimit dhe po kërkojnë në mënyrë aktive teknologji të reja. Ndikimi i teknologjisë fotonike lazer në inovacion mund të shihet në këtë shembull. Sot në mikroelektronikë problemi më i rëndësishëm është reduktimi i elementit - çipit. Madhësia më e mirë deri më tani është 20 nanometra. Është e pamundur ta bësh këtë pa fotonik. Ky proces përdor litografinë, litografi me valë të shkurtër ose jonike. Pra, 1 milion dollarë të shpenzuara për litografi na lejojnë të prodhojmë patate të skuqura me vlerë 100 milion dollarë. Këto çipa, të cilët nuk mund të bëhen veçse me lazer, mund të përdoren për 1.5 miliardë dollarë në produkte përfundimtare: kompjuterë, kamera dixhitale, telefona etj. Këtu janë perspektivat për përdorimin e fotonikës: investuar 1 milion dollarë - morën 1.5 miliardë si rezultat!

Ose, le të themi, një temë kaq e zjarrtë si "fotonika dhe mjekësia". Sot, popullsia e botës po plaket me shpejtësi dhe shumë sëmundje të reja po shfaqen. Problemet shëndetësore po dalin në pah. Për shembull, SHBA shpenzon 1 trilion e 800 miliardë dollarë në vit për shëndetin publik, Gjermania - 225 miliardë euro. Këto janë shifra të mëdha. Sipas ekspertëve japonezë, vetëm futja e teknologjive fotonike në diagnostikim dhe trajtim ul kostot e kujdesit shëndetësor me 20 për qind. Kjo është rreth 400 miliardë dollarë në vit.

Një aspekt tjetër është teknologjia e ndriçimit, më saktë, ndriçimi duke përdorur LED. 15 për qind e prodhimit global të energjisë elektrike tani shpenzohet për ndriçim. Kjo shifër ka të ngjarë të dyfishohet në 20 vitet e ardhshme për shkak të urbanizimit të shpejtë të Azisë, i cili sjell kosto të konsiderueshme dhe ndotje, sepse mbetjet nga gjenerimi i energjisë janë të mëdha. E vetmja rrugëdalje është përdorimi i LED-ve me efikasitet të lartë. Kjo do të zvogëlojë përgjysmë konsumin e energjisë. Siç e dini, krijuesit e LED iu dha Çmimi Nobel.

Është interesante se vitet e fundit ka pasur një rritje të mprehtë të rolit të Kinës në zhvillimin e fotonikës. Ai e bëri këtë drejtim një nga prioritetet e politikës shtetërore në fushën e shkencës dhe teknologjisë. Kina po zhvillon fotonikën me një normë prej 25 për qind në vit; në 15 vjet, 5000 ndërmarrje janë krijuar në këtë industri. Dhe sot kinezët prodhojnë më shumë fotonik sesa i gjithë Bashkimi Evropian. SHBA, Kina dhe Bashkimi Evropian po përdorin në mënyrë shumë aktive ndikimin e qeverisë në zhvillimin e fotonikës.

Lexoni versionin e plotë të artikullit në numrin e ri të revistës Rare Earths.

Ministria e Komunikimeve e Federatës Ruse
Institucion arsimor shtetëror i arsimit të lartë
Arsimi profesional
"Universiteti Shtetëror i Telekomunikacionit i Vollgës"
kation dhe shkenca kompjuterike"	Glushchenko A.G., Zhukov S.V.
_________________________________	Bazat e fotonikës. Shënime leksioni. – Samara: GOUVPO
	PGUTI, 2009. – 100 f.
Departamenti i Fizikës
	(Abstrakt i disiplinës).
A.G. Glushchenko, S.V. Zhukov
SHËNIME LIGJORE
SIPAS DISIPLINËS AKADEMIKE	Rishikuesi:
	Petrov P.P. – Ph.D., profesor i asociuar, profesor i asociuar i departamentit “………..
BAZAT E FOTONIKËS	» GOUVPO PGUTI
Fusha e studimit: Fotonikë dhe optoinformatikë ()

Samara - 2009

	Emri
	seksioni i disiplinës
	burimet e vazhdueshme	burime termike, gaz
	dhe specifikat e linjës-	llambat shkarkuese, LED
		ode, shkëndija lazer;
		Llojet kryesore të lazerëve
		(gjendje e ngurtë, gaz,
		jonik, gjysmëpërçues
		e lartë, e vazhdueshme dhe jo
	burimet e kog-	pulsi, me rregullim
	rrezatimi me qira	frekuencat dhe gjatësitë e rrezatimit
		aktiviteti i pulsit), gjen-
		gjeneratorët harmonikë, SRS dhe
		Konvertuesit SBS,
		gjeneratorë spektralë
		superkontinuum;
		fotokatoda dhe fotoshumëzues, gjysmë-
	marrës të rrezatimit	marrës me tela,
		mat fotosensitive -
		ritet, mikrobolometra;
		elektro-optike dhe akustike
		dritë sto-optike
	pajisjet e kontrollit	valvola, të lëngshme
	karakterizim	kristalore dhe gjysëm
	shkopinj koherent	përcjellës transpa-
	ny trarëve:	shkrirje, pajisje të bazuara në
		Ve media fotorefraktive,
		Izolatorët Faraday;
		rreze elektronike dhe
		kristal i lëngët
	pajisjet e ekranit	ekrane, projektorë lazer
	informacion:	sistemet tionuese, holo-
		ekranet grafike, si-
		sistemet e formimit të vëllimit

	Emri
	seksioni i disiplinës
		shumë imazh;
		parimet për krijimin e mikro
		elektromekanike
	mikroelektromekanike-	pajisje dhe fotolitografi
		fija, mikro- optik
	dizajn teknik	elementet elektromekanike
		policët, përdorimi i mikro-
		elektromekanike
		pajisje;
		komponentët e fibrave
	pajisjet e kontrollit	linja optike, modul-
		tori, multiplekser dhe
	drita leniya në op-
		demultipleksorë, izolatorë
	flokët	tortë, lidhës, shpërndarës
	Udhëzuesit e dritës së kalit:
		shoferët duke u fokusuar
		elementet;
		dielektrike planare
	pajisjet e kontrollit	përcjellës valësh, jolineare
		konvertuesit e rrezatimit
	drita leniya në-	tionet, valët e kanaleve
	optikë e integruar:	po, elementet hyrëse/dalëse
		rrezatimi;
		qarqet optike, optike
	pajisjet e kontrollit	tranzistor ical, mikro
	ndriçon dritë	çip, kufijtë optikë
	bazuar në fotonik	lexuesit, fotonik
	kristalet:	fijet kristalore

Prezantimi

Fotonika është një shkencë që studion forma të ndryshme të rrezatimit që krijohen nga grimcat e dritës, domethënë fotonet.

Përkufizimet e termit

Është interesante se nuk ka një përkufizim të pranuar përgjithësisht të termit "Fotonik".

Fotonika është shkenca e gjenerimit, kontrollit dhe zbulimit të fotoneve, veçanërisht në spektrin e dukshëm dhe afër infra të kuqe, dhe përhapjen e tyre në ultravjollcë (gjatësia vale 10-380 nm), infra të kuqe me valë të gjatë (gjatësia vale 15-150 μm) dhe ultra- pjesët infra të kuqe të spektrit (për shembull, 2-4 THz korrespondon me një gjatësi vale prej 75-150 mikron), ku lazerët kaskadë kuantikë po zhvillohen në mënyrë aktive sot.

Fotonika mund të karakterizohet gjithashtu si një fushë e fizikës dhe teknologjisë që ka të bëjë me emetimin, zbulimin, sjelljen, pasojat e ekzistencës dhe shkatërrimit të fotoneve. Kjo do të thotë se fotonika merret me kontrollin dhe konvertimin e sinjaleve optike dhe ka një gamë të gjerë aplikimesh: nga transmetimi i informacionit përmes fibrave optike deri te krijimi i sensorëve të rinj që modulojnë sinjalet e dritës në përputhje me ndryshimet më të vogla në mjedis.

Disa burime vërejnë se termi "optikë" gradualisht po zëvendësohet nga një emër i ri i përgjithësuar - "fotonika".

Fotonika mbulon një gamë të gjerë pajisjesh optike, elektro-optike dhe optoelektronike dhe aplikimet e tyre të ndryshme. Fushat kryesore të kërkimit fotonik përfshijnë fibrat dhe optikën e integruar, duke përfshirë optikën jolineare, fizikën dhe teknologjinë e gjysmëpërçuesve, lazerët gjysmëpërçues, pajisjet optoelektronike dhe pajisjet elektronike me shpejtësi të lartë.

Drejtimet ndërdisiplinore

Falë aktivitetit të lartë shkencor dhe teknik global dhe kërkesës së madhe për rezultate të reja

Drejtime të reja ndërdisiplinore po shfaqen brenda fotonikës:

Fotonika e mikrovalëve studion ndërveprimin midis një sinjali optik dhe një sinjali elektrik me frekuencë të lartë (më shumë se 1 GHz). Kjo fushë përfshin bazat e optikës mikrovalore, funksionimin me mikrovalë të pajisjeve fotonike, kontrollin fotonik të pajisjeve me mikrovalë, linjat e transmetimit me frekuencë të lartë dhe përdorimin e fotonikës për të kryer funksione të ndryshme në qarqet mikrovalore.

Fotonika kompjuterike kombinon optikën moderne fizike dhe kuantike, matematikën dhe teknologjitë kompjuterike dhe është në një fazë të zhvillimit aktiv kur bëhet i mundur zbatimi i ideve, metodave dhe teknologjive të reja.

Optoinformatika është një fushë e shkencës dhe teknologjisë e lidhur me kërkimin, krijimin dhe funksionimin e materialeve, teknologjive dhe pajisjeve të reja për transmetimin, marrjen, përpunimin, ruajtjen dhe shfaqjen e informacionit të bazuar në teknologjitë optike.

Marrëdhënia midis fotonikës dhe fushave të tjera të shkencës

Optika klasike. Fotonika është e lidhur ngushtë me optikën. Megjithatë, optika i parapriu zbulimit të kuantizimit të dritës (kur efekti fotoelektrik u shpjegua nga Albert Einstein në 1905). Mjetet e optikës janë thjerrëzat refraktive, pasqyra reflektuese dhe montime të ndryshme optike, të cilat njiheshin shumë përpara vitit 1900. Në këtë rast, parimet kryesore të optikës klasike, si rregulli i Huygens-it, ekuacionet e Maxwell-it dhe rreshtimi i dritës. valët nuk varen nga vetitë kuantike të dritës dhe përdoren si në optikë ashtu edhe në fotonik.

Optika moderne Termi "Fotonik" në këtë fushë është afërsisht sinonim me termat "Optikë Kuantike", "Elektronikë Kuantike", "Elektro-Optikë" dhe "Optoelektronikë". Megjithatë, çdo term përdoret nga shoqëri të ndryshme shkencore me kuptime të ndryshme shtesë: për shembull, termi "optikë kuantike" shpesh tregon kërkimin bazë, ndërsa termi "Fotonika" shpesh tregon kërkimin e aplikuar.

Termi "Fotonik" në fushën e optikës moderne më së shpeshti i referohet:

Vetitë e veçanta të dritës Mundësia e krijimit të teknologjive të përpunimit fotonik

sinjale Analogji me termin “Elektronikë”.

Historia e fotonikës

Fotonika si fushë e shkencës filloi në vitin 1960 me shpikjen e lazerit, si dhe shpikjen e diodës lazer në vitet 1970, e ndjekur nga zhvillimi i sistemeve të komunikimit me fibra optike si një mjet për transmetimin e informacionit duke përdorur teknika të bazuara në dritë. Këto shpikje formuan bazën për revolucionin e telekomunikacionit në fund të shekullit të 20-të dhe ndihmuan në zhvillimin e internetit.

Historikisht, fillimi i përdorimit të termit "fotonika" në komunitetin shkencor shoqërohet me botimin në vitin 1967 të librit të akademik A. N. Terenin "Fotonika e molekulave të ngjyrave". Tre vjet më parë, me iniciativën e tij, në Fakultetin e Fizikës të Universitetit Shtetëror të Leningradit u krijua Departamenti i Fizikës Biomolekulare dhe Fotonike, i cili që nga viti 1970 quhet Departamenti i Fotonikës.

A. N. Terenin e përkufizoi fotonikën si "një grup procesesh fotofizike dhe fotokimike të ndërlidhura". Në shkencën botërore, një përkufizim i mëvonshëm dhe më i gjerë i fotonikës është bërë i përhapur, si një degë e shkencës që studion sistemet në të cilat fotonet janë bartës të informacionit. Në këtë kuptim, termi "fotonik" u dëgjua për herë të parë në Kongresin e 9-të Ndërkombëtar për Fotografinë e Shpejtë.

Termi "Fotonika" filloi të përdoret gjerësisht në vitet 1980 në lidhje me përdorimin e gjerë të transmetimit të të dhënave elektronike me fibra optike nga ofruesit e rrjeteve të telekomunikacionit (megjithëse fibra optike ishte përdorur në përdorim të kufizuar më parë). Përdorimi i termit u konfirmua kur komuniteti IEEE instaloi një raport të arkivuar

Me titulli “Letra të teknologjisë së fotonikës” në fund vitet 1980

NË Gjatë kësaj periudhe deri afërsisht në vitin 2001, fotonika si fushë e shkencës u fokusua shumë në telekomunikacion. Që nga viti 2001 termi

Fotonika gjithashtu mbulon një fushë të madhe të shkencës dhe teknologjisë, duke përfshirë:

prodhim lazer, kërkime biologjike dhe kimike, diagnostikim dhe terapi mjekësore, teknologji ekrani dhe projeksioni, llogaritje optike.

Optoinformatika

Optoinformatika është një fushë e fotonikës në të cilën krijohen teknologji të reja për transmetimin, marrjen, përpunimin, ruajtjen dhe shfaqjen e informacionit të bazuar në fotone. Në thelb, interneti modern është i paimagjinueshëm pa optoinformatikë.

Shembuj premtues të sistemeve optoinformatike përfshijnë:

Sistemet e telekomunikacionit optik me shpejtësi të transferimit të të dhënave deri në 40 terabit për sekondë në një kanal;

pajisje ruajtëse holografike optike me kapacitet ultra të lartë deri në 1,5 terabajt për disk të madhësive standarde;

kompjuterë me shumë procesorë me komunikim ndërprocesor optik;

një kompjuter optik në të cilin drita kontrollohet nga drita. Frekuenca maksimale e orës së një kompjuteri të tillë mund të jetë 1012-1014 Hz, që është 3-5 urdhra të madhësisë më të larta se analogët ekzistues elektronikë;

Kristalet fotonike janë kristale të reja artificiale me dispersion gjigant dhe regjistrojnë humbje të ulëta optike (0,001 dB/km).

Leksioni 1 Tema 1. Historia e fotonikës. Problem

Ne jemi kompjuterë elektronikë.

Seksioni 1.1. Historia e fotonikës.

Përdorimi i dritës për të transmetuar informacion ka një histori të gjatë. Marinarët përdornin llamba sinjalizuese për të transmetuar informacione duke përdorur kodin Morse, dhe fenerët i paralajmëruan marinarët për rrezik për shekuj me radhë.

Cloud Chappe ndërtoi një telegraf optik në Francë në vitet 1890. Sinjalistët ishin vendosur në kullat e vendosura nga Parisi në Lille përgjatë një zinxhiri 230 km të gjatë. Mesazhet u transmetuan nga njëri skaj në tjetrin në 15 minuta. Në Shtetet e Bashkuara, një telegraf optik lidhi Bostonin me ishullin Martha's Vineyard, që ndodhet afër qytetit. Të gjitha këto sisteme u zëvendësuan përfundimisht nga telegrafët elektrikë.

Fizikani anglez John Tyndall në 1870 demonstroi mundësinë e kontrollit të dritës bazuar në reflektimet e brendshme. Në një takim të Shoqërisë Mbretërore u tregua se drita që përhapet në një rrjedhë uji të pastruar mund të përkulet rreth çdo këndi. Në eksperiment, uji rrodhi mbi fundin horizontal të një llogore dhe ra përgjatë një shtegu parabolik në një kanal tjetër. Drita hyri në rrjedhën e ujit përmes një dritareje transparente në fund të kanalit të parë. Kur Tindall drejtoi dritën në mënyrë tangjenciale në avion, audienca mund të vëzhgonte përhapjen zigzag të dritës brenda pjesës së lakuar të avionit. Një shpërndarje e ngjashme zigzag

Difuzioni i dritës ndodh gjithashtu në fibrën optike.

Një dekadë më vonë, Alexander Graham Bell patentoi një fotofon (Fig.), në të cilin një drejtim

Duke përdorur një sistem lentesh dhe pasqyrash, drita drejtohej në një pasqyrë të sheshtë të montuar në një bori. Nën ndikimin e zërit, pasqyra u lëkund, gjë që çoi në modulimin e dritës së reflektuar. Pajisja marrëse përdorte një detektor me bazë seleniumi, rezistenca elektrike e të cilit ndryshon në varësi të intensitetit të dritës së rënë. Drita e diellit e moduluar nga zëri që binte mbi një kampion seleniumi ndryshoi rrymën që rrjedh nëpër qarkun e marrësit dhe prodhoi zërin. Kjo pajisje bëri të mundur transmetimin e një sinjali të të folurit në një distancë prej më shumë se 200 m.

NË Në fillim të shekullit të 20-të, u kryen studime teorike dhe eksperimentale të valëve dielektrike, duke përfshirë shufrat e qelqit fleksibël.

Në vitet 50, fibrat e dizajnuara për transmetimin e imazhit u zhvilluan nga Brian O'Brien, i cili punonte në Kompaninë Optike Amerikane dhe Narinder Kapani dhe kolegët në Kolegjin Imperial të Shkencës dhe Teknologjisë në Londër. Këto fibra gjetën aplikim në udhëzuesit e dritës të përdorura në Mjekësi për vëzhgimin vizual të organeve të brendshme të njeriut. Dr. Capani ishte i pari që zhvilloi fibrat e qelqit në një guaskë qelqi dhe shpiku termin "fibër optike" në vitin 1956. Në vitin 1973, Dr. Capani themeloi Kaptron, një kompani e specializuar në ndarjet e fibrave optike dhe çelsat.

NË Në vitin 1957, Gordon Gold, i diplomuar në Universitetin e Kolumbisë, formuloi parimet e lazerit si një burim intensiv drite. Puna teorike e Charles Townes me Arthur Schawlow në Bell Laboratories ndihmoi në popullarizimin e idesë së një lazeri në qarqet shkencore dhe shkaktoi një shpërthim të kërkimit eksperimental që synonte krijimin e një lazeri pune. Në vitin 1960, Theodore Mayman në Hughes Laboratories krijoi lazerin e parë rubin në botë. Në të njëjtin vit, Townes demonstroi punën e tij lazer helium-neoni. Në vitin 1962, gjenerimi i lazerit u mor në një kristal gjysmëpërçues. Ky është lloji i lazerit që përdoret në fibra optike. Ari, me shumë vonesë, vetëm në vitin 1988 arriti të marrë katër

patenta të reja bazuar në rezultatet e punës që ai kreu në vitet '50	Marina amerikane ka prezantuar fibrat
vite dhe kushtuar parimit të funksionimit të lazerit.	lidhje optike në bordin e USS Little Rock në 1973. NË
Përdorimi i rrezatimit lazer si një bartës informacioni	1976, si pjesë e programit ALOFT, Forcat Ajrore
komunikimi nuk u injorua nga specialistët e komunikimit	zëvendësoi pajisjet kabllore të avionit A-7 me fibra
nikacion. Mundësitë e rrezatimit lazer për transmetimin e informacionit	optike Në të njëjtën kohë, sistemi kabllor prej 302 kabllosh bakri
formacionet janë 10000 herë më të mëdha se aftësitë e radiofrekuencës	lei, e cila kishte një gjatësi totale prej 1260 m dhe peshonte 40
rrezatimi. Përkundër kësaj, rrezatimi lazer nuk është plotësisht	kg, u zëvendësua nga 12 fibra me gjatësi totale 76 m dhe peshë 1.7
I përshtatshëm për transmetimin e sinjalit në natyrë. Te punosh	kg. Ushtria ishte gjithashtu e para që prezantoi fibrat
Kjo lloj linje ndikohet ndjeshëm nga mjegulla, smogu dhe shiu,	linjë optike. Në vitin 1977 u lançua një sistem 2 km me
si dhe gjendjen e atmosferës. Shumë më tepër se një rreze lazer	shpejtësia e transferimit të informacionit 20 Mb/sek (megabit për sekondë)
është më e lehtë të kapërcesh distancën midis Tokës dhe Hënës sesa ndërmjet	du), që lidh stacionin tokësor satelitor me qendrën
nga kufijtë e kundërt të Manhatanit. Kështu,	menaxhimi.
fillimisht lazeri ishte një komunikim	Në 1977, AT&T dhe GTE krijuan komerciale
një burim drite që nuk ka një mjet transmetimi të përshtatshëm.	sisteme telefonike të bazuara në fibra optike.
Në vitin 1966, Charles Kao dhe Charles Hockham, të cilët punuan në	Këto sisteme tejkaluan ato të konsideruara në karakteristikat e tyre.
Laboratori i Standardeve të Telekomunikacionit në Anglisht,	standardet e performancës së patundur më parë, gjë që çoi në
	çoi në përhapjen e tyre të shpejtë në fund të viteve '70 dhe në fillim të viteve '80
përdoret si një mjet transmetimi kur arrihet transparencë,	vjet. Në vitin 1980, AT&T njoftoi një projekt ambicioz me tela flokësh.
sigurimi i zbutjes (përcakton humbjet në transmetim	Sistemi optik i kuajve që lidh Boston dhe
sinjal) më pak se 20 dB/km (decibel për kilometër). Ata erdhën në	Richmond. Zbatimi i projektit ka demonstruar nga dora e parë shpejtësinë
përfundimi se niveli i lartë i zbutjes i natyrshëm në të parën	cilësitë e rritjes së teknologjisë së re në serial me shpejtësi të lartë
fibrat (rreth 1000 dB/km), të lidhura me ato të pranishme në xhami	sistemet, dhe jo vetëm në konfigurimet eksperimentale. nga-
papastërtitë. Mënyra për të krijuar të përshtatshme për ata	Pas kësaj, u bë e qartë se në të ardhmen theksi duhet të vihet tek flokët.
komunikimi me fibra shoqërohet me një ulje të nivelit	teknologjia optike kuaj, e cila ka treguar mundësinë e autobus-
papastërtitë në xhami.	aplikim i gjerë praktik.
Në vitin 1970, Robert Maurer dhe kolegët e tij nga	Ndërsa teknologjia zhvillohet, ajo zgjerohet po aq shpejt
Corning Glass Works mori fibrën e parë me zbutjen e me-	dresi dhe prodhimi u forcuan. Tashmë në vitin 1983, një
është 20 dB/km. Deri në vitin 1972, në kushte laboratorike u arrit	kabllo modale me fibër optike, por përdorimi praktik i tij
niveli ishte 4 dB/km, që korrespondonte me kriterin Kao dhe	përdorimi shoqërohej me shumë probleme, pra
Hockham. Aktualisht, fijet më të mira kanë një nivel	për shumë vite për të përdorur plotësisht kabllo të tilla
humbje prej 0,2 dB/km.	pati sukses vetëm në disa zhvillime të specializuara.
Jo më pak sukses i rëndësishëm është arritur në fushën e gjysmë-	Deri në vitin 1985, organizatat kryesore të transmetimit të të dhënave në
burime dhe detektorë përçues, lidhës, tekno-	distanca të gjata, AT&T dhe Rajoni i Moskës jo vetëm që kanë zbatuar
teknologjia e transmetimit, teoria e komunikimit dhe të tjera të ngjashme	nëse sistemet optike me një modalitet, por edhe i miratoi ato si
zonat e fibrave optike. E gjithë kjo së bashku me shumë interes	standard për projektet e ardhshme.
som për të përfituar nga avantazhet e dukshme të fibrave optike	Pavarësisht se industria kompjuterike, teknologjia
tikat shkaktuan domethënëse	Teknologjia e rrjeteve kompjuterike dhe e menaxhimit të prodhimit nuk është kështu
progres drejt krijimit të sistemeve me fibra optike.	shpejt, si kompanitë ushtarake dhe të telekomunikacionit, morën

fibra optike u fut në shërbim, por në këto zona u krye edhe punë eksperimentale për kërkimin dhe zbatimin e teknologjisë së re. Ardhja e epokës së informacionit dhe nevoja për sisteme më produktive të telekomunikacionit vetëm sa kanë nxitur zhvillimin e mëtejshëm të teknologjisë së fibrave optike. Sot, kjo teknologji përdoret gjerësisht jashtë fushës së telekomunikacionit.

Për shembull, IBM, një lider në prodhimin e kompjuterëve, njoftoi në vitin 1990 lëshimin e një kompjuteri të ri me shpejtësi të lartë që përdor një kontrollues të lidhjes së komunikimit me disk të jashtëm dhe disqe kasetë bazuar në fibra optike. Kjo shënoi përdorimin e parë të fibrave optike në pajisjet e prodhuara në masë. Futja e një kontrolluesi fibër, të quajtur ESCON, bëri të mundur transmetimin e informacionit me shpejtësi më të larta dhe në distanca më të gjata. Modeli i mëparshëm i kontrolluesit të bakrit kishte një shpejtësi të transferimit të të dhënave prej 4.5 Mbps me një gjatësi maksimale të linjës së transmetimit 400 këmbë. Kontrolluesi i ri funksionon me 10 Mbps në distanca prej disa miljesh.

Në vitin 1990, Lynn Mollinar demonstroi aftësinë për të transmetuar një sinjal pa rigjenerim me një shpejtësi prej 2.5 Gb/sek në një distancë prej rreth 7500 km. Në mënyrë tipike, një sinjal me fibër optike duhet të përforcohet dhe riformohet periodikisht - afërsisht çdo 25 km. Gjatë transmetimit, sinjali i fibrës optike humbet fuqinë dhe bëhet i shtrembëruar. Në sistemin e Mollinard-it, lazeri funksiononte në modalitetin soliton dhe përdorte një fibër vetë-përforcuese me aditivë erbium. Impulset Soliton (varg shumë i ngushtë) nuk shpërndahen dhe ruajnë formën e tyre origjinale ndërsa udhëtojnë përgjatë fibrës. Në të njëjtën kohë, kompania japoneze Nippon Telephone & Telegraph arriti një shpejtësi prej 20 Gb/sek, edhe pse në një distancë dukshëm më të shkurtër. Vlera e teknologjisë soliton qëndron në mundësinë themelore të vendosjes së një sistemi telefonik me fibra optike përgjatë fundit të Oqeanit Paqësor ose Atlantik, i cili nuk kërkon instalimin e amplifikatorëve të ndërmjetëm. Megjithatë, me

Që nga viti 1992, teknologjia soliton mbetet në nivelin e demonstrimeve laboratorike dhe nuk ka gjetur ende aplikim tregtar.

Mosha e informacionit Katër procese që lidhen me manipulimin e informacionit

formimi, bazuar në përdorimin e elektronikës: 1.Sbrr

2. Magazinimi

3. Përpunimi dhe analiza

4. Transferimi

Për zbatimin e këtyre proceseve, përdoren pajisje mjaft moderne: kompjuterë, zyra elektronike, rrjete të gjera telefonike, satelitë, televizion, etj. Duke parë përreth, mund të gjesh shumë prova të ardhjes së një epoke të re. Rritja vjetore e shërbimeve në industrinë e informacionit është tashmë rreth 15%.

Më poshtë janë faktet që tregojnë rëndësinë

Dhe perspektivat e elektronikës në jetën moderne.

NË Në SHBA në vitin 1988 kishte 165 milionë telefona, ndërsa në Në vitin 1950 kishte vetëm 39 milionë. Përveç kësaj, shërbimet e ofruara nga kompanitë telefonike janë bërë shumë më të ndryshme.

Nga viti 1950 deri në 1981, gjatësia e telave të sistemit telefonik u rrit nga 147 milion milje në 1.1 miliardë.

NË Në vitin 1990, gjatësia totale e fibrës optike në sistemet telefonike amerikane ishte afërsisht 5 milionë milje. Deri në vitin 2000 do të rritet në 15 milionë milje. Në këtë rast, aftësitë e secilës fije korrespondojnë me aftësitë e disa kabllove të bakrit.

NË Në vitin 1989, rreth 10 milionë kompjuterë personalë u shitën në Shtetet e Bashkuara. Në vitin 1976, nuk kishte fare kompjuterë personalë. Tani ky është një element i zakonshëm i pajisjeve në çdo zyrë dhe prodhim industrial.

NË Aktualisht, në Shtetet e Bashkuara, aksesi në mijëra baza të të dhënave kompjuterike është i disponueshëm përmes një kompjuteri personal dhe një rrjeti të rregullt telefonik.

Mesazhet faksimile (fakset) janë bërë dominuese në korrespondencën e biznesit.

Sistemi i parë telefonik me fibra optike	Telekomunikacioni dhe kompjuterët
kablloja, e instaluar në vitin 1977, bëri të mundur transmetimin e informacionit	Deri kohët e fundit, ekzistonte një dallim i qartë midis
formimi me shpejtësi 44.7 Mb/sek dhe negocion	ndryshimi midis asaj që ishte pjesë e sistemit telefonik dhe
njëkohësisht në 672 kanale. Sot sistemi Sonet është	ato që lidhen me sistemin kompjuterik. Për shembull, televizioni
i cili është një sistem standard në telefoninë optike, lejon	kompanive të sfondit u ndalohej të merrnin pjesë në tregun e kompjuterave
transmetimin e informacionit me një shpejtësi maksimale prej 10 Gb/sek,	teknologjia e gjembave. Sot ndalimi zyrtarisht mbetet në fuqi,
që është afërsisht 200 herë më e madhe se aftësitë e optikës së parë	por efekti i tij dobësohet ndjeshëm. Kompjuterët
sistemi chesical. Arritja dhe standardizimi i pritshëm	tani mund të transmetojë të dhëna përmes linjave telefonike, dhe ato
shpejtësi dukshëm më të larta, të cilat ende nuk janë të disponueshme
ne në komponentët elektronikë moderne.	kompjuter) sinjal përpara transmetimit. Telefoni dhe kom-
Të gjithë shembujt e mësipërm përfshijnë përdorimin e	Kompanitë kompjuterike po konkurrojnë gjithnjë e më shumë në tregun e informacionit.
burimet e informacionit dhe mjetet e kombinimit të tyre. Nën informacionin	teknologjitë e bashkimit.
këtu mund të kuptohet si përmbajtje e një bisede telefonike	Arsyet që çuan në dobësimin e këtij ndalimi janë:
një hajdut me një mik, apo ndonjë projekt. Mjetet e transmetimit të informacionit	qartë. Zhvillimi i teknologjisë elektronike nënkupton afër
kalimet nga një vend në tjetrin janë të rëndësishme nga pikëpamja e posedimit	ndërveprimin e drejtimeve të ndryshme të tij. Dallimi midis
vëllimi i plotë i informacionit kudo në vend. Si	teknologjia kompjuterike dhe telefonike është dobësuar edhe më shumë në
Një shembull i transferimit të informacionit mund të jepet si televizion	1982 pas rënies së AT&T, korporatës më të madhe
biseda në sfond me pajtimtarin në anën tjetër	pjesë në shkallë globale. Rrjeti i informacionit po bëhet
vende, dhe biseda mes zyrave fqinje, të ndara	një sistem të vetëm. Tani është gjithnjë e më e vështirë të përcaktohet se për çfarë
nja dy dyer. Kompanitë telefonike po përdorin gjithnjë e më shumë	kompanitë telefonike janë përgjegjëse për një pjesë të rrjetit, çfarë pjese të rrjetit
përdorin të njëjtat teknologji dixhitale për transmetim	i përket kompanive kompjuterike, dhe e cila ndodhet në
	pronë e pronarit të shtëpisë.
sigurisht, por nga pikëpamja e teknologjive dixhitale për transmetimin e informacionit	Zhvillimi i rrjetit kabllor në Shtetet e Bashkuara, së bashku me përfshirjen
	transferimi i të dhënave kompjuterike në fushën e shërbimeve të ofruara
	kompanitë telefonike janë prova më e mirë
impulse ose numra dixhitalë, lloji i të cilave korrespondon saktësisht	përfitimet që lidhen me ardhjen e epokës së informacionit.
korrespondon me të dhënat kompjuterike. Ky lloj transformimi	Më parë, kompanitë telefonike ofronin komunikim të dyanshëm
sinjali audio dixhital i lejon kompanitë telefonike të	ndërmjet abonentëve, të quajtur POTS (Serbi i thjeshtë i vjetër telefonik-
më mirë transmetoni bisedën me më pak shtrembërim. Ne te shumten	veset - shërbime të rregullta telefonike të vjetra). Aktualisht
Shumica e sistemeve të reja telefonike përdorin dixhital	Janë shfaqur shumë shërbime të tjera, si për shembull automatik
teknologjisë. Në vitin 1984, rreth 34% e linjave telefonike qendrore	Dial-up kinez, aparat telefonik etj. (këto shërbime quhen PANS
stacionet përdorën pajisjet e transmetimit dixhital. TE	Shërbime të reja mjaft të mahnitshme - thjesht të reja të mahnitshme
Në vitin 1994, kjo vlerë u rrit në 82%. Fibra optike	shërbime). Kompanitë telefonike janë të fokusuara në krijimin e integruar
jashtëzakonisht i përshtatshëm për telekomunikimet dixhitale. nga-	Rrjeti Dixhital i Shërbimeve të Integruara,
rritjen e kërkesave për efikasitet, besueshmëri, shpejtësi dhe	ISDN), i destinuar për transmetim në rrjetin telefonik të shtetit
transmetimi ekonomik i të dhënave sigurohet nga karakteristikat	los, të dhëna dhe imazhe video. Përfaqësohen rrjete të këtij lloji
kami i sistemeve me fibra optike.	bëjnë të mundur transferimin e çdo lloj informacioni në
	kudo dhe kurdo.

Alternativa me fibra optike

Rrjeti global i diskutuar në këtë kapitull kërkon një medium efikas për transferimin e informacionit. Teknologjitë tradicionale të bazuara në përdorimin e kabllove të bakrit ose transmetimit me mikrovalë kanë disavantazhe dhe janë dukshëm inferiorë në performancë ndaj fibrave optike. Për shembull, kabllot e bakrit kanë një shpejtësi të kufizuar transmetimi dhe janë të ndjeshëm ndaj fushave të jashtme. Transmetimi me mikrovalë, megjithëse mund të sigurojë një shpejtësi mjaft të lartë të transferimit të informacionit, kërkon përdorimin e pajisjeve të shtrenjta dhe është i kufizuar nga linja e shikimit. Fibra optike mund të transmetojë informacion me shpejtësi dukshëm më të larta se kabllot e bakrit dhe është shumë më e përballueshme dhe më pak kufizuese se teknologjia e mikrovalës. Mundësitë e fibrave optike sapo kanë filluar të realizohen. Tashmë, linjat me fibra optike janë superiore në karakteristikat e tyre ndaj homologëve të tyre të bazuar në kabllo bakri dhe duhet pasur parasysh se aftësitë teknologjike të kabllove të bakrit kanë më pak potencial zhvillimi sesa teknologjia e fibrave optike që po fillon të zhvillohet. Fibra optike premton të bëhet një pjesë integrale e revolucionit të informacionit, si dhe pjesë e rrjetit kabllor mbarëbotëror.

Fibra optike do të ndikojë në jetën e të gjithëve, ndonjëherë pothuajse pa u vënë re. Këtu janë disa shembuj të hyrjes pa u vënë re të fibrave optike në jetën tonë:

qasja në shtëpinë tuaj përmes kabllove; lidhjen e pajisjeve elektronike në zyrën tuaj me

pajisje në zyra të tjera; lidhja e komponentëve elektronikë në makinën tuaj;

menaxhimi i proceseve industriale.

Fibra optike është një teknologji e re që sapo ka filluar zhvillimin e saj, por nevoja për përdorimin e saj si një mjet transmetimi për aplikime të ndryshme tashmë është vërtetuar.

dachas, dhe karakteristikat e fibrave optike do të zgjerojnë ndjeshëm fushën e zbatimit të saj në të ardhmen.

1.2. Problemet e kompjuterëve elektronikë.

Kompjuterët e parë mainframe të prodhuar në masë me transistorë u lëshuan në vitin 1958 njëkohësisht në SHBA, Gjermani dhe Japoni. Në Bashkimin Sovjetik, makinat e para pa llambë "Setun", "Razdan" dhe "Razdan 2" u krijuan në 1959-1961. Në vitet '60, projektuesit sovjetikë zhvilluan rreth 30 modele të kompjuterëve tranzistor, shumica e të cilëve filluan të prodhoheshin në masë. Më i fuqishmi prej tyre, Minsk 32, kreu 65 mijë operacione në sekondë. U shfaqën familje të tëra automjetesh: "Ural", "Minsk", BESM. Mbajtësi i rekordit midis kompjuterëve të gjeneratës së dytë ishte BESM 6, i cili kishte një shpejtësi prej rreth një milion operacionesh në sekondë - një nga më produktivët në botë.

Prioriteti në shpikjen e qarqeve të integruara, të cilat u bënë baza elementare e kompjuterëve të gjeneratës së tretë, u takon shkencëtarëve amerikanë D. Kilby dhe R. Noyce, të cilët e bënë këtë zbulim të pavarur nga njëri-tjetri. Prodhimi masiv i qarqeve të integruara filloi në 1962

vit, dhe në vitin 1964 filloi të ndodhte me shpejtësi kalimi nga elementët diskretë në integralë. ENIAC i përmendur më sipër me përmasa 9x15 metra në 1971 mund të montohej në një pjatë prej 1.5 centimetra katrorë. Në vitin 1964, IBM njoftoi krijimin e gjashtë modeleve të familjes IBM (System 360), të cilat u bënë kompjuterët e parë të gjeneratës së tretë. Modelet kishin një sistem të vetëm komandimi dhe ndryshonin nga njëri-tjetri në sasinë e RAM-it dhe performancën.

Fillimi i viteve 70 shënon kalimin në kompjuterët e gjeneratës së katërt - në qarqe të integruara ultra të mëdha

(VLSI). Një tjetër shenjë e një gjenerate të re kompjuterësh janë ndryshimet dramatike në arkitekturë.

Teknologjia e gjeneratës së katërt lindi një element kompjuterik cilësor të ri - një mikroprocesor ose çip (nga fjala angleze çip). Në vitin 1971, ata dolën me idenë e kufizimit të aftësive të procesorit duke futur në të një grup të vogël operacionesh, mikroprogramet e të cilave duhet të futen më parë në memorien e përhershme. Vlerësimet kanë treguar se përdorimi i një memorie vetëm për lexim 16 kilobit do të eliminojë 100-200 qarqe të integruara konvencionale. Kështu lindi ideja e një mikroprocesori, i cili mund të zbatohet edhe në një çip të vetëm, dhe programi mund të ruhet në kujtesën e tij përgjithmonë.

Nga mesi i viteve 70, situata në tregun e kompjuterave filloi të ndryshojë në mënyrë dramatike dhe të papritur. Dy koncepte për zhvillimin e kompjuterëve u shfaqën qartë. Koncepti i parë u mishërua në superkompjuterët, dhe i dyti në kompjuterët personalë. Nga kompjuterët e mëdhenj të gjeneratës së katërt të bazuar në qarqe të integruara ultra të mëdha, u dalluan makinat amerikane "Krey-1" dhe "Krey-2", si dhe modelet sovjetike "Elbrus-1" dhe "Elbrus-2". veçanërisht mirë. Mostrat e tyre të para u shfaqën përreth

në të njëjtën kohë - në 1976. Të gjithë i përkasin kategorisë së superkompjuterëve, pasi kanë karakteristika jashtëzakonisht të arritshme për kohën e tyre dhe janë shumë të kushtueshëm. Nga fillimi i viteve 1980, produktiviteti personal

kompjuterët arritën në qindra mijëra operacione në sekondë, performanca e superkompjuterëve arriti në qindra miliona operacione në sekondë, dhe flota botërore e kompjuterave tejkaloi 100 milion.

Artikulli tashmë i famshëm i Gordon Moore u publikua

"Terrjedha e numrit të elementeve në qarqet e integruara"

(“Grumbullimi i më shumë komponentëve në qarqet e integruara”), në të cilin drejtori i atëhershëm i zhvillimit në Fairchild Semiconductors dhe bashkëthemeluesi i ardhshëm i Intel Corporation dha një parashikim për zhvillimin e mikroelektronikës për dhjetë vitet e ardhshme, duke parashikuar se numri i elementeve në çipat e qarqeve elektronike do të vazhdojnë të dyfishohen çdo vit. Më vonë, duke folur para një auditori në Takimin Ndërkombëtar të Pajisjeve Elektronike në 1975, Gaudron Moore vuri në dukje se numri i elementeve në çipa ishte dyfishuar me të vërtetë çdo vit gjatë dekadës së kaluar, por në të ardhmen, me rritjen e kompleksitetit të çipave, numri i transistorët në çipa do të dyfishohen çdo dy vjet. Ky parashikim i ri u realizua gjithashtu dhe ligji i Moore vazhdon në këtë formë (duke dyfishuar në dy vjet) deri më sot, gjë që mund të shihet qartë nga tabela e mëposhtme (Fig. 1.4.) dhe grafiku

Duke gjykuar nga kërcimi i fundit teknologjik që Intel arriti të bënte gjatë vitit të kaluar, duke përgatitur procesorë me dy bërthama me dyfishin e numrit të transistorëve në çip, dhe në rastin e kalimit nga Madison në Montecito, katërfishimin e këtij numri, atëherë ligji i Moore po kthehet, megjithëse për një kohë të shkurtër, në formën e tij origjinale - duke dyfishuar numrin e elementeve në çip në vit. Dikush mund të marrë parasysh rrjedhën e ligjit për shpejtësinë e orës së mikroprocesorëve, megjithëse Gordon Moore ka argumentuar vazhdimisht se ligji i tij zbatohet vetëm për numrin e transistorëve në çip dhe reflekton

Vëllimi i shitjeve të produkteve fotonike civile të prodhuara në Rusi, miliardë rubla. në vit

Vëllimi i shitjeve të produkteve fotonike civile të prodhuara në Federatën Ruse (tregu i brendshëm/eksporti) (miliardë rubla në vit)

Me urdhër të Qeverisë së Federatës Ruse të 24 korrikut 2013 Nr. 1305-r u miratua Plani i Veprimit (“harta rrugore”) “Zhvillimi i teknologjive optoelektronike (fotonika)”

Me urdhër të Ministrisë së Industrisë dhe Tregtisë së Rusisë, datë 27 tetor 2016 Nr. 3385 Janë bërë ndryshime në përbërjen e grupit të punës së fotonikës për të koordinuar aktivitetet për zhvillimin e industrisë në kuadër të programeve qeveritare dhe programeve për zhvillimin inovativ të korporatave shtetërore. kompani me pjesëmarrje shtetërore dhe programe të platformës së teknologjisë Photonics, miratuar me urdhër të Ministrisë së Industrisë dhe Tregtisë së Rusisë, datë 29 nëntor 2013 Nr. 1911

Republika e Mordovisë Në datën 18.02.2008 është regjistruar shoqëria aksionare “Optical Fiber Systems” (në tekstin e mëtejmë sh.a. OVS). Investitorët e kompanisë janë OJSC RUSNANO, LLC GPB - High Technologies, Republika e Mordovisë.

Qëllimi kryesor i SHA OVS është zbatimi i projektit për krijimin e fabrikës së parë të prodhimit të fibrave optike në Rusi. Ndërtimi dhe nisja e uzinës po kryhet nga SHA OVS në partneritet me Rosendahl Nextrom (Finlandë). Rosendahl Nextrom furnizon pajisje për projektin dhe transferon teknologjinë e prodhimit, duke përfshirë patentat dhe njohuritë, si dhe trajnimin dhe praktikën e personelit.
Projekti parashikon prodhimin industrial të telekomunikacionit dhe fibrës optike teknike, prezantimin e arritjeve më të fundit në krijimin e nanostrukturave në fibrën optike dhe përdorimin e nanoteknologjisë për të përmirësuar vetitë e fibrës. Fibra optike është një lëndë e parë kryesore për prodhimin e kabllove të komunikimit me fibra optike që përdoren për ndërtimin e rrjeteve fikse të komunikimit optik.
Impianti SHA OVS ka, në konfigurimin e tij aktual, kapacitet prodhues prej 2.4 milion km fibër optike në vit, i cili do të sigurojë 40-50% të nevojës së impianteve ruse kabllore për fibra optike dhe 100% do të plotësojë nevojën e impianteve të kabllove vendase. për fibra optike për qëllime prodhimi produkte kabllore të shitura përmes sistemit të prokurimit publik. Është e mundur të rritet prodhimi deri në 4.5 milion km në vit (70-100% e vëllimit aktual të tregut) në të njëjtin vend prodhimi duke përmirësuar pajisjet e procesit.
Organizimi i prodhimit masiv të fibrave optike jo vetëm që do të sigurojë 14 fabrika ruse për prodhimin e kabllove optike me lëndë të para vendase, por gjithashtu do të organizojë eksportin e fibrave në vendet e CIS dhe jashtë saj.
Hapja e uzinës u bë më 25 shtator 2015. Në ceremoninë zyrtare të nisjes morën pjesë zëvendëskryeministri i Federatës Ruse Arkady Dvorkovich, Kreu i Republikës së Mordovisë Vladimir Volkov dhe Kryetari i Bordit të RUSNANO Anatoli Chubais.
Deri në tetor 2016, uzina kreu testimin dhe certifikimin e fibrave optike, duke përfshirë PJSC Rostelecom, e cila konfirmoi cilësinë e fibrës optike vendase. Më 15 tetor 2016 filloi prodhimi industrial i produkteve SHA OVS.

Rajoni Kaluga. Në Obninsk, në kuadër të një projekti ndërkombëtar (Rusi-Gjermani), u krijua një qendër rajonale e inovacionit dhe teknologjisë lazer - një qendër për përdorim kolektiv (Kaluga LITC-TsKP). Misioni i Qendrës është të promovojë promovimin e teknologjive dhe pajisjeve lazer në industrinë e rajonit. Për ta arritur këtë, Qendra kryen aktivitete këshilluese, demonstron pajisje moderne laserike dhe kryen edukim dhe trajnim për personelin. Kaluga LITC-TsKP është pjesë e strukturës rajonale të inovacionit dhe gëzon mbështetjen e qeverisë rajonale në formën e subvencioneve, si dhe ftesa për të marrë pjesë në fushatat e marketingut në formën e misioneve të biznesit.

Rajoni i Permit. Projekti "Krijimi i një prodhimi të teknologjisë së lartë të qarqeve të integruara fotonike për prodhimin e instrumenteve të lundrimit" (SH.A. "Perm Research and Production Instrument-Making Company"), me mbështetjen e Qeverisë së Territorit të Permit, mori një grant nga Ministria. i Arsimit dhe Shkencës së Rusisë në shumën 160 milion rubla.

Rajoni i Permit. Projekti "Krijimi i prodhimit të kabllit optik të ndërtuar në një tel tokësor" (Inkab LLC), me mbështetjen e Qeverisë së Territorit të Perm, u përfshi nga Ministria e Industrisë dhe Tregtisë së Rusisë në listën e projekteve prioritare të investimeve gjithëpërfshirëse që marrin subvencione për të kompensuar interesin e paguar për kreditë e marra nga organizatat e kreditit ruse, shuma e vlerësuar e subvencionit afër 100 milion rubla.

Rajoni i Permit. Sipas rezultateve të konkursit rajonal në kuadër të programit të Fondacionit të Promovimit të Inovacionit Umnik, shkencëtarët e rinj të grupit Photonics, organizuar nga zyra përfaqësuese rajonale e Fondacionit me mbështetjen e Qeverisë së PC në vitin 2014, morën dy grante në total 800 mijë rubla.:

• “Zhvillimi i një sistemi të matjes dhe komunikimit me fibra optike në bord.
• "Zhvillimi i një xhiroskopi optik të integruar bazuar në efektin "modaliteti i galerisë së pëshpëritjes";

Rajoni Samara. Zhvillimi i kërkimit dhe zhvillimit më të rëndësishëm themelor dhe të aplikuar në këtë fushë kryhet në fushat prioritare të zhvillimit të teknologjisë lazer:

• kërkimi themelor në fushën e teknologjive lazer: SF IRE RAS, Instituti Shkencor dhe Arsimor i Optikës dhe Biofotonikës SSU me emrin. N.G. Chernyshevsky, NPP Inzhekt LLC;
• Kërkimet e aplikuara në fushën e teknologjive lazer: Instituti Shkencor dhe Arsimor i Optikës dhe Biofotonikës SSU me emrin. N.G. Chernyshevsky, FSUE "NPP "Almaz", Kompania Kërkimore dhe Prodhimtare "Pribor-T" SSTU, CJSC "Kantegir", SHA "TsNIIIIA", NPF "Piezon", Instituti Kërkimor i Elektronikës Sintezuese të Shenjave "Volga", LLC NPP "Inzhekt". ", LLC " Teknologjia e qelqit nanostrukturuar", LLC "Erbiy" dhe të tjerët;
• zhvillimi i bazës materiale dhe teknike dhe infrastrukturës së teknologjive lazer: SH.PK NPP "Inzhekt", NPF "Pribor-T" SSTU, SH.A. "Kantegir";
• trajnim në fushën e teknologjive lazer: Instituti Shkencor dhe Arsimor i Optikës dhe Biofotonikës SSU me emrin. N.G. Chernyshevsky, NPF "Pribor-T" SSTU dhe të tjerët.