Fotonik optik signallarni qayta ishlash qurilmalari. Fotonik ma'ruza kursidan

V. Lich:

Hayrli kun. "Mediametrics" kanali, "Cyber-med" dasturi va uning boshlovchisi Valeriya Lich. Bugun bizning mehmonimiz Pyotr Zelenkov, tibbiyot fanlari nomzodi, sertifikatlangan neyroxirurg, Rossiya Federatsiyasi hukumati mukofoti sovrindori. Xayrli kun, Piter.

P. Zelenkov:

Salom.

V. Lich:

Bugun siz bizga neyroxirurgiya uchun fotonika haqida aytib berishga va'da berdingiz. Bu nima? Va qanday xususiyatlar va afzalliklari bor?

P. Zelenkov:

Taklif uchun rahmat. Ha, bu mening akademik N. N. Burdenko nomidagi Neyroxirurgiya markazimizda ko‘p yillardan beri shug‘ullanib kelayotgan mavzu. Umuman olganda, fotonik nima? Fotonika - bu yorug'likdan, ya'ni yorug'lik fotonlaridan foydalanadigan bilim sohasi, fizikaning bir bo'limi. Nur neyroxirurgiyada uzoq vaqtdan beri qo'llanilgan; bu miya va orqa miyaning nozik tuzilmalarini ko'rish, ularni yaxshiroq ko'rish, kamroq zarar etkazish va kamroq xavf tug'dirish uchun yorug'lik moslamalari kerak bo'lgan jarrohlikning birinchi sohalaridan biridir. bemorga. Shunga ko'ra, 20-asrning boshlarida qo'llanilgan ibtidoiy kam quvvatli bosh lampalaridan yo'naltirilgan yorug'lik nuridan foydalanadigan, juda yuqori quvvatli zamonaviy, juda murakkab qurilmalar, mikroskoplargacha bo'lgan taraqqiyot yo'lni ko'rish imkonini beradi. boshning tuzilmalari juda tor bo'shliqlar chuqurligida miya, qon tomirlari, ingichka nervlar va boshqalar.

Ammo rivojlanishning hozirgi bosqichi, albatta, nafaqat tuzilmalarni yoritishga, balki patologiya va sog'lom to'qimalarni ajratish uchun yorug'lik fotonlaridan foydalanishga ham tegishli. Bu neyroxirurgiyaning asosiy savollaridan biridir, chunki ko'plab miya o'smalari shunday o'sadiki, sog'lom miya va o'simta o'rtasida chegara yo'q. Bu diffuz zona bo'lib, unda yalang'och ko'z ba'zan o'simta hujayralari qaerda va normal hujayralar qaerdaligini ko'ra olmaydi.

Nur neyroxirurgiyada uzoq vaqtdan beri qo'llanilgan; bu miya va orqa miyaning nozik tuzilmalarini ko'rish, ularni yaxshiroq ko'rish, kamroq zarar etkazish va kamroq xavf tug'dirish uchun yorug'lik moslamalari kerak bo'lgan jarrohlikning birinchi sohalaridan biridir. bemorga.

V. Lich:

Va keyin qanday? Axir, shish hali ham tez-tez olib tashlanishi kerakmi?

P. Zelenkov:

Ha albatta. Va bu erda har doim radikallik haqida savol tug'iladi, ya'ni agar siz juda kam olib tashlasangiz, o'simta yanada o'sishni boshlaydi, agar siz juda ko'p olib tashlasangiz, ba'zi muhim funktsiyalar yo'qoladi. Chunki miyada u yoki bu funktsiya uchun javobgar bo'lmagan sohalar deyarli yo'q. Ko'proq tanqidiy zonalar, kamroq tanqidiy zonalar mavjud. Biroq, radikal olib tashlash va funktsiyani saqlab qolish o'rtasidagi savol har doim juda muhim bo'lib qoladi. Va bu erda fotonika neyroxirurgiya yordamiga keldi.

Bu mavzu ancha oldin, taxminan 30 yil oldin boshlangan va hozir siz aytib o'tgan lazer yordamida floresan va spektroskopiya usullaridan foydalangan holda, ular to'qimalarning xususiyatlarini o'zlarining yorug'liklariga qarab farqlay olishlari va baholashlari mumkin bo'lganda katta rivojlanishga erishdi. xususiyatlari, ularning yorug'lik yutilishi va mos keladigan javobni rad etish (bu flüoresan effekti) operatsiya davomida, to'g'ridan-to'g'ri uning o'simtami yoki sog'lom to'qimami yoki qandaydir o'tish zonasi ekanligini aniqroq ajratish imkonini beradi. Bu mavzu institutimizda juda uzoq vaqtdan beri rivojlanib kelinmoqda, endi u akademik N. N. Burdenko nomidagi Milliy neyroxirurgiya ilmiy tadqiqot markazi deb ataladi. Va u miya va orqa miya uchun faol ishlatiladi.

V. Lich:

Bu endi jarrohlik emas, balki davolash. Diagnostika uchun nima qilingan? Axir, bugungi kunda miya shishi bilan kasallanish holatlari juda ko'p. Buni dastlabki bosqichlarda qanday aniqlash mumkin? Masalan, bizga yiliga bir marta shifokorlarga borish, tibbiy ko'rikdan o'tish, qandaydir profilaktika sifatida ko'rikdan o'tish tavsiya etiladi. Ammo miya shishi haqida gap ketganda, biz yiliga bir marta MRI yoki kompyuter tomografiyasiga bormaymiz.

P. Zelenkov:

Albatta, va, ehtimol, Xudoga shukur, biz yiliga bir marta bormaymiz. Bu erda biz fotonikdan biroz chetga chiqdik, chunki biz jarrohlik paytida to'g'ridan-to'g'ri diagnostika haqida gapirgan edik, bu jarrohga o'simtani yaxshiroq ko'rishga yordam beradi.

Kasalxonadan oldingi diagnostika va profilaktik diagnostikaga kelsak. Bunday rivojlanishni dastlabki bosqichda oldini olish uchun siz alomatlarga e'tibor berishingiz kerak: muntazam bosh og'rig'i, nutqning buzilishi va oyoq-qo'llarning harakatlari. Va ko'pincha sabab o'smalar emas, balki qon tomirlari va yuqori qon bosimi bo'ladi. Bu haqiqatan ham ijtimoiy muammo, chunki yuqori qon bosimi va miyadagi qon tomirlarining buzilishi deyarli hammaga ta'sir qiladigan keng tarqalgan muammodir va bu erda, albatta, umumiy sog'lig'ingizni va qon bosimingizni kuzatib borishingiz kerak. Va agar biron bir nevrologik alomatlar paydo bo'lsa, unda MRIga borish mantiqan.

Yuqori qon bosimi va miyadagi qon tomirlarining buzilishi deyarli har bir kishiga ta'sir qiladigan keng tarqalgan muammodir

V. Lich:

Davolanishdan keyin bemor qanchalik tez tiklanadi? Va ular miya operatsiyasidan keyin tuzalib ketadimi? Siz miyaning har bir qismi nimadir uchun javobgardir, deysiz. Odam qanchalik funktsional bo'lib qoladi?

P. Zelenkov:

Albatta, hozirda miya va orqa miya o‘smalarini davolash darajasi juda yuqori, elektrofiziologik monitoring, lyuminestsent diagnostika kabi turli usullarni qo‘llash tufayli 10-20 yil oldingiga qaraganda ancha yaxshi bo‘ldi, bu esa ularni olib tashlash imkonini beradi. funktsional jihatdan muhim hududlarni saqlab qolgan holda o'simta. Va bundan tashqari, yangi reabilitatsiya usullari, harakatlarni tiklash, muvofiqlashtirish, bemorlarni qayta tayyorlash, hatto nutqni tiklashga imkon beradigan nutq texnikasi. Shunday qilib, natijalar avvalgidan sezilarli darajada yaxshi ekanligini aytishimiz mumkin.

V. Lich:

Va fotonik, lazer yordamida davolash uchun qaysi mutaxassislarni birlashtiradi, qaysi sohalar?

P. Zelenkov:

Biz, neyroxirurglar sifatida, fizika haqida juda kam narsa tushunamiz. Bu erda biz ikkita soha: lazer fizikasi va neyroxirurgiya o'rtasidagi tutashuvdamiz. Biz Proxorov nomidagi Umumiy fizika instituti, professor Laschenov laboratoriyasi bilan uzoq yillik foydali hamkorlikka egamiz. Ko'p yillar davomida u va uning xodimlari bizning operatsiya xonalarimizda bo'lib, yordam berishdi, asbob-uskunalarni o'rnatishdi, bizga lazer tolalarini berishdi, o'sha lazerni o'chirishdi va yarada bevosita ko'rgan narsalarni aytib berishdi. Chunki bu signalning natijalarini sharhlash uchun siz tegishli malaka va bilimga ega bo'lishingiz kerak.

V. Lich:

Nima sozlanmoqda - nurning kengligi, uzunligi, chuqurligi, bu qanday sodir bo'ladi?

P. Zelenkov:

Spektr, yutilish uzunligi va boshqalar o'rnatiladi. Rostini aytsam, men buni chuqur tushunmayapman. Ammo, shunga qaramay, bu holatda muhandislarning mavjudligi hali ham zarur. Floresan diagnostika imkoniyatlarini birlashtirgan operatsion mikroskoplarning versiyalari allaqachon ancha vaqtdan beri mavjud bo'lsa-da. Ya'ni, jarrohga aslida hech qanday tashqi yordamchi kerak emas, u mikroskop tugmachasini o'zgartirishi va lyuminestsent rejimida rasmni ko'rishi kerak.

V. Lich:

Jarrohlik paytida mikroskoplar bevosita ishlatiladimi?

P. Zelenkov:

Ha. Bu yana bir bor ta'kidlamoqchi bo'lgan alohida nuqta. Aytishimiz mumkinki, fotonika, ya'ni yorug'lik neyroxirurgiyada ancha vaqtdan beri qo'llanilgan, 50-60-yillarda mikroskoplar miya jarrohligida qo'llanila boshlandi. Bundan oldin faqat bosh lampalar ishlatilgan.

V. Lich:

Mikroskop odamga qanday o'rnatiladi?

P. Zelenkov:

Bu juda katta birlik bo'lib, u yaxshi muzlatgichning o'lchamiga ega bo'lgan katta poydevorga ega, undan tutqichli mikroskopning haqiqiy optik boshi osilgan qo'l chiqadi. Va bu neyroxirurg uchun juda qulay. Ya'ni, aslida, bemorning boshi yoki bizga kerak bo'lgan tuzilma va jarrohning o'zi o'rtasida sozlash juda oson va juda kuchli yo'naltirilgan nurga ega bo'lgan ushbu optik qurilma mavjud. Olingan kattalashtirish 10-15 martagacha, ya'ni siz eng yaxshi tuzilmalarni ko'rishingiz mumkin. Bu nafaqat neyroxirurgiyada, balki plastik jarrohlikda, hatto stomatologiya, otorinolaringologiya va mikroxirurgiya talab qilinadigan boshqa barcha sohalarda, ya'ni harakatlar millimetrning bir qismi aniqligiga erisha oladigan ishlarda qo'llaniladi.

V. Lich:

Endi ko'proq tashxislar davolanadimi?

P. Zelenkov:

Ha. Avvallari davolab bo‘lmaydigan, jarrohlar o‘z zimmasiga olmagan o‘smalar va patologiyalar endi operatsiya qilina boshlagani mutlaqo aniq.

V. Lich:

Misol uchun qaysi?

P. Zelenkov:

Bu gigant o'smalar va chuqur o'smalar uchun amal qiladi. To'g'ridan-to'g'ri men ixtisoslashgan narsa - orqa miya jarrohligi, intramedullar o'smalari jarrohligi. Ilgari, taktika iloji boricha uzoq vaqt ishlamasligi kerak edi, chunki orqa miya jarrohligi har doim biron bir etishmovchilik bilan bog'liq. Orqa miyaning barcha joylari yanada sezgir; u kichikroq, ehtimol mening kichik barmog'im kabi qalin. Va agar uning ichida shish paydo bo'lsa, bu uning barcha funktsiyalariga ta'sir qiladi va odamning alomatlari tezda kuchayadi. Va bu holda, har qanday operatsiya muqarrar ravishda nevrologik etishmovchilikning kuchayishiga olib keladi, ammo odamda kelajakda samarali reabilitatsiya tufayli tiklanish hali ham mavjud bo'lib, u yana yurib, to'liq hayot kechirishi mumkin. Shunday qilib, bu erda aniq mikrojarrohlik, mikroskopdan foydalanish, monitoring, spektroskopiya va lyuminestsent diagnostika, bu yangi usullar to'plami, bu yaxshi prognoz qilish va ilgari tegmaslikni afzal ko'rgan hollarda haqiqatan ham samarali ishlash imkonini beradi.

V. Lich:

Ya'ni, bugungi kunda odamlar uzoqroq yurishga qodirmi?

P. Zelenkov:

Shubhasiz. Bu juda kam uchraydigan patologiya. Agar biz, masalan, xuddi shu hududimiz bilan solishtiradigan bo'lsak, churrali intervertebral disklarni, o'murtqa kanal stenozini davolashda, bu deyarli hamma uchun sodir bo'ladi. O'ylaymanki, agar siz va men MRT qilsak, ular aniq churra, protrusionlar va hokazolarni topadilar. Va bunday bemorlar juda ko'p. Agar hamma MRIni olishni istasa, aminmanki, odamlarning 10 foizi churralari borligini va neyroxirurg maslahati va qandaydir jarrohlik amaliyotiga muhtojligini yozishadi.

Agar hamma MRIni olishni istasa, aminmanki, odamlarning 10 foizi churralari borligini va neyroxirurg maslahati va qandaydir jarrohlik amaliyotiga muhtojligini yozishadi.

V. Lich:

O'simta hali ham yomon yoki yaxshimi?

P. Zelenkov:

Miyada o'smalarning taxminan yarmi xavflidir: glioblastoma va anaplastik astrositoma, aslida bu juda katta muammo bo'lib, uni hal qilishning mumkin bo'lgan usullaridan biri sifatida fotonikani joriy etishni talab qiladi, chunki bu bemorlarning katta guruhidir. davolash juda qiyin bo'lganlar. Jarrohlik, kimyoterapiya, radiatsiya terapiyasi va ba'zi yangi eksperimental usullarning kombinatsiyasiga qaramay, ularni davolash natijalari hali ham qoniqarli emas. Ya'ni, o'rtacha omon qolish muddati taxminan bir yil, bir yildan bir oz ko'proq. Garchi markazimiz tajribasiga ko‘ra, bemor ushbu turdagi davolash usullarini birgalikda, o‘z vaqtida olib, doimiy nazorat ostida bo‘lsa, uning umri sezilarli darajada bir necha yillarga, ba’zan esa o‘nlab yillarga cho‘zilishi mumkin.

V. Lich:

Orqa miyaga kelsak, qanday ko'rsatkichlar bor?

P. Zelenkov:

Orqa miya holatida vaziyat biroz boshqacha. Haqiqiy amaliyotda umurtqa pog'onasi bo'lgan bemorlar neyroxirurgning butun amaliyotining deyarli 50-75% ni tashkil qiladi. Bu bel og'rig'i, bu turli xil siqilish sindromlari bo'lib, ularda og'riq oyoq-qo'llarga, qo'llarga, oyoqlarga tarqaladi. Men umurtqa pog'onasi, orqa miya va periferik nervlarga ixtisoslashgan bo'limda ishlayman, shuning uchun men har kuni bu bemorlarni ko'raman. Va bu biroz boshqacha soha, u ortopediyaga yaqin, chunki biz suyak tuzilmalari, articular-ligamentous apparatlar bilan ko'p ishlaymiz. Va bu erda biz neyroxirurglar sifatida bir xil yondashuvlardan foydalanamiz: mikrojarrohlik, mikroskoplardan foydalanish, turli xil minimal invaziv yondashuvlar, past travmatik, juda kichik kesmalar orqali. So'nggi yillarda odamlar endoskopiyani faol ravishda o'zlashtira boshladilar - bu mushaklar, to'qimalar va ligamentlarga kamroq zarar etkazish imkonini beradigan usul.

V. Lich:

Miyaga qaraganda umurtqa pog'onasini operatsiya qilish osonroqmi?

P. Zelenkov:

Bir tomondan, umurtqa pog'onasidagi jarrohlikning o'zi miya jarrohligiga qaraganda qaysidir ma'noda osonroq hisoblanadi, chunki tuzilmalar kattaroqdir. Men hozir orqa miya haqida gapirmayapman, men faqat suyaklar va disklar haqida gapiryapman. Qaysidir ma'noda bu jarrohlik deb hisoblanadi. Misol uchun, biz mikroskopdan foydalanmasdan ishlashimiz mumkin (eski texnikada, katta kesmalar bilan, katta dekompressiyalarni amalga oshiramiz), shunga ko'ra, biz katta stabilizatsiya qilishimiz mumkin, stabillashtiruvchi tuzilmalardan (titan implantlari, vintlar) foydalanishimiz mumkin yoki kichik, nozik operatsiyalar, biz faqat nerv tuzilmalarini qo'llab-quvvatlovchi tuzilmalarga zarar bermasdan bo'shatganimizda. Albatta, bu butunlay boshqacha yondashuv bo'lib, biroz boshqacha malaka talab qiladi, chunki u juda tor, cheklangan joylarda tajriba, anatomiyani ko'rishni talab qiladi.

V. Lich:

Orqa miya operatsiyasidan keyin qancha bemor to'liq yurishi va harakatlanishi mumkin?

P. Zelenkov:

Ajoyib ko'pchilik. "Umurtqa pog'onasini operatsiya qilishga bormang - u falaj bo'ladi" degan klassik afsona o'tmishdagi narsa, deyman.

V. Lich:

Boshqa tomondan, u baribir falaj bo'ladi, lekin bu erda hech bo'lmaganda bir oz imkoniyat bor.

P. Zelenkov:

Juda kamdan-kam hollarda churrasi bo'lgan bemor falaj bo'lishi mumkin. Bu ba'zi asoratlar, qon tomir buzilishlar sodir bo'lganda yoki ikkala pastki ekstremitalarning funktsiyasi buzilgan jarrohlik paytida asoratlar paydo bo'lganda sodir bo'ladi. Ammo, qoida tariqasida, 99,9% hollarda bu sodir bo'lmaydi.

Bizning asosiy vazifalarimiz uzoq muddatli og'riq sindromlariga qarshi kurashishdir, chunki og'riq ko'pincha operatsiyadan oldin paydo bo'ladi, ammo operatsiyadan keyin ham qoladi. Va ba'zida shunday bo'ladiki, u 20-30-50% ga kamayganiga qaramay, bemor hali ham ushbu og'riq sindromiga e'tibor qaratadi. Bu tajribalarni yozib bo'lmaydi. Biz, jarrohlar, ular bilan muloqot qilishni davom ettirishimiz, tushuntirishimiz, bu og'riq paydo bo'lishining boshqa sabablarini aniqlashimiz kerak. Ba'zida qiziqarli narsalar paydo bo'ladi. Birinchi marta bizning maslahatimiz ilgari tashxis qo'yilmagan birga keladigan kasalliklarni aniqlaydi.

Orqa miya tananing markaziy o'qidir. Va biz nafaqat umurtqa pog'onasini, balki uni o'rab turgan hamma narsani va umuman bemorni ham baholashimiz kerak, chunki biz hammamiz bir-biridan juda farq qilamiz va og'riq teginish, ko'rish mumkin bo'lgan morfologik narsadan ko'ra ko'proq ruhiy holatdir. har qanday usul yordamida. Ya'ni har kimning o'z dardi bor.

Juda kamdan-kam hollarda churrasi bo'lgan bemor falaj bo'lishi mumkin. 99,9% hollarda bu sodir bo'lmaydi.

V. Lich:

Siz churralar haqida gapiryapsiz, ammo o'simtaga qaytsak nima bo'ladi?

P. Zelenkov:

Shishlar bilan hamma narsa oddiyroq. Bu alohida mavzu. Odatda, orqa miya yoki umurtqa pog'onasi shishi bo'lgan bemorlar tashxis qo'yishdan oldin uzoq yo'lni bosib o'tishadi. Avvaliga ular faqat bel og'rig'i bilan og'riydilar va ko'pincha ularga qo'shimcha tashxis qo'yilmaydi, faqat rentgenogramma ko'rsatilmaydi, bu haqiqatan ham hech narsani ko'rsatmaydi va bemorni fizioterapiya va vitaminlar bilan davolashga yuboriladi, bu esa o'z navbatida rag'batlantiradi. shishning keyingi o'sishi.

V. Lich:

Lekin har yili MRIga borish ham tavsiya etilmaydi, deysiz.

P. Zelenkov:

Bu to `g` ri.

V. Lich:

Keyin nima qilish kerak?

P. Zelenkov:

Shunday qilib, nevrologlar bemorga juda ehtiyotkorlik bilan qarashadi. Agar bemorlar yomonlashib borayotganini ko'rsalar, ular yo'llarni izlay boshlaydilar, boshqa shifokorlarni qidiradilar va o'zlari MRIga boradilar. Bizning rus voqeligimizning ijobiy tomoni shundaki, pul evaziga siz MRIni osongina qilishingiz mumkin va hech kim ayniqsa yo'nalishni so'ramaydi, chunki bu markazlar qandaydir tarzda omon qolishi kerak. Va ular uchun bemorlarning oqimi muhim ahamiyatga ega va MRI xizmati mutlaqo zararsiz bo'lgan diagnostika protsedurasi bo'lib, u xotirjam va shifokorning retseptisiz amalga oshirilishi mumkin.

Yana bir savol - fotosuratning talqini, chunki bizga ko'pincha shikoyatlarini tushuntira olmaydigan odamlar murojaat qilishadi va biz: "Nega keldingiz?" "Chunki mening MRI churra borligini aytadi." Shunday qilib, men har doim xulosani patologiyalar qaerda va normaning qaerdaligini qanday tasvirlashni o'rgangan mutaxassis tomonidan yozilganligini tushuntiraman. Ammo u bu erda nima muhim va nima muhimligini ajrata olmaydigan bemor uchun emas, balki nima muhimligini, klinik jihatdan ahamiyatliligini, ehtimol jarrohlik zarurligini baholay oladigan boshqa mutaxassis (nevrolog, neyroxirurg uchun) uchun yozilgan. unchalik muhim emas.

Bizning rus voqeligimizning ijobiy tomoni shundaki, pul evaziga siz MRIni osongina qilishingiz mumkin va hech kim ayniqsa yo'nalishni so'ramaydi, chunki bu markazlar qandaydir tarzda omon qolishi kerak.

V. Lich:

Boshqa tomondan, bemor jarrohga boradi, chunki klinika shifokori uni allaqachon suzishga yuborgan. Axir, bizda kasalxonalarda ishlaydigan, operatsiya qiladigan, davolaydigan va poliklinikalarda ishlaydigan, shamollash va kasalliklarda ko'pincha aspirin va paratsetamol buyuradigan shifokorlar o'rtasida juda katta farq bor. Balki malakalar juda xilma-xildir?

P. Zelenkov:

Men siz bilan to'liq qo'shila olmayman. Gap shundaki, poliklinikalarda o'tirganlar amalda otishma chizig'ida o'tirishadi. Ular juda qiyin ahvolda - moliyaviy, iqtisodiy va ijtimoiy jihatdan. Bir tomondan, ular tsivilizatsiyalashgan dunyoda umumiy amaliyot shifokori, oilaviy shifokor deb ataladigan asosiy tibbiy yordam ko'rsatuvchi hisoblanadi. Darhaqiqat, eng og'ir zarbani o'zi o'z zimmasiga oladi, unga har xil kasalliklarga chalingan odamlar keladi va bu odam, albatta, yaxshi sharoitda bo'lishi kerak. Afsuski, bizning haqiqatimizda bu odamlar ko'pincha kam ish haqiga ega, juda yaxshi yordamga ega emaslar va bir xil klinikada ularning imkoniyatlari kam.

V. Lich:

Hatto pullik klinikalarda ham malaka har doim ham tasdiqlanmaydi. Garchi qabul qilish sezilarli darajada qimmatga tushishi mumkin.

P. Zelenkov:

Oliy o‘quv yurtidan keyingi ta’lim tizimimiz juda yaxshi ishlaydi. Bu odamlarning malakasi hali ham yuqori, derdim. Yana bir muammo shundaki, ularga bemorni tekshirish uchun juda oz vaqt beriladi, ular juda ko'p turli narsalarni yozishga majbur bo'lishadi. Ular qonuniy ravishda ma'lum chegaralar doirasida cheklangan, shuning uchun u erda davolanish sifati boshqa joylarga qaraganda yomonroq degan stereotiplar paydo bo'ladi. Ammo, o‘ylaymanki, birlamchi poliklinikada qabul qilish uchun yaxshi sharoit yaratilsa, sifat juda yuqori bo‘ladi, shifokorlarning o‘zi ham malakali bo‘lsa, hududlardagi ko‘plab poliklinikalardan bemorlarning kelishi ham buni tasdiqlaydi. Bemorning qaerdan kelgani, qanchalik yaxshi tekshirilganligi va qanday tavsiyalar berilganligi o'rtasida mutlaqo bog'liqlik yo'q. Ko'pincha bemorlarni uyga chiqarib yuborganimizda, hatto mahalliy shifokorlar bilan telefon orqali bog'lanamiz. Shunga qaramay, aslida, Moskvada siz suzish havzasiga yoki reabilitatsiya markaziga borishingiz mumkin. Qishloq yoki kichik shaharchada biron bir joyda suzish havzasi, yaxshi sport dispanserlari yo'q va hokazo. Ammo bemor hali ham reabilitatsiyaga muhtoj. Siz qandaydir taktikani ishlab chiqasiz, moslashishga harakat qilasiz, nima mumkin va nima yo'qligini tushuntirasiz.

Birlamchi poliklinikada qabul qilish uchun yaxshi sharoitlar yaratilsa, sifat juda yuqori bo‘ladi, shifokorlarning o‘zi ham malakali.

V. Lich:

Ammo uy mashqlari ham mavjud, to'g'rimi?

P. Zelenkov:

Albatta, ular bor, lekin bu juda katta chidamlilikni talab qiladi. Shunga qaramay, mening asosiy maslahatim - murabbiyga borish. Agar siz hamma narsani to'g'ri rag'batlantirsangiz va tushuntirsangiz, u holda odam haqiqatan ham o'ziga g'amxo'rlik qiladi.

V. Lich:

Necha dona? Bemorlar bir yoki ikki oy davomida mashq qilishadi, keyin bu juda yomon bo'ladi.

P. Zelenkov:

Menda bu etarli emasligini his qilyapman. Ba'zan bizning operatsiyalarimiz, ayniqsa churra uchun, shunchalik yaxshi bo'ladi, ya'ni odam kasal bo'lib qoldi, keyin u o'rnidan turdi, yurdi va hayotdan zavqlana boshladi, uning umumiy turmush tarzi biroz o'zgaradi, u o'ziga ko'proq faollik berishga imkon bera boshlaydi. , u o'ziga ko'proq g'amxo'rlik qiladi, u buni yana sodir bo'lishiga yo'l qo'ymaslik yaxshiroq ekanini tushunadi. Buning uchun nima qilish kerak? Orqa mushaklaringizni mustahkamlang: suzish, mashq qilish.

V. Lich:

Sizning bemoringiz kim ko'proq?

P. Zelenkov:

Ular aytganidek: "Bu erda barcha yoshdagilar itoatkor." Yoshlar churralar, jarohatlar va oddiygina spazmli mushaklar bilan bog'liq og'riq sindromlarini boshdan kechirish ehtimoli ko'proq. Keksalar toifasida biz ko'proq o'murtqa kanalning uzoq muddatli stenozlari haqida gapiramiz, unda osteoxondroz, uzoq muddatli yuklanish tufayli tarkibiy elementlar o'sib, nerv sonlarini siqib chiqaradi. Bu 50 yoshdan oshganlar toifasida ko'proq uchraydi.

V. Lich:

Va agar o'simtaga qaytadigan bo'lsak, kim uni tez-tez oladi? Va qanday sabablarga ko'ra?

P. Zelenkov:

O'smalar, albatta, genetikdir, ya'ni genetik moyillik, shuningdek, atrof-muhit omillari mavjud va kimyoviy va radiatsiya ta'siri bo'lishi mumkin. Ammo biz bilganimizdek, endi bu genlardagi buzilishlar, ya'ni ba'zi hujayralardagi o'z-o'zini yo'q qilish mexanizmlari ishlashni to'xtatadi va ular o'simta hujayrasiga aylanadi. Odatda, har qanday sog'lom odamda doimiy ravishda ma'lum miqdordagi o'simta hujayralari shakllanadi. Ammo bu hujayra o'simta hujayrasiga aylanganini anglashi bilanoq, unda apoptoz, ya'ni o'z-o'zini yo'q qilish jarayoni boshlanadi. Bu hujayra asta-sekin o'ladi va o'simtani keltirib chiqarmaydi. Ushbu mexanizmning buzilishi bunday hujayralarni tirik ushlab turadi va bir nuqtada tanqidiy massa paydo bo'ladi va o'sishni boshlaydi. Buning sabablari to'liq ma'lum emas; molekulyar, biologik, genetik mexanizmlarga juda katta kirish mavjud. Va ko'plab o'smalar uchun bu mexanizmlar juda chuqur o'rganilgan, o'simta rivojlanishi mumkin bo'lgan juda ko'p genlar ma'lum va hatto genetik tekshiruv bu odamning yuqori xavf ostida ekanligini, har safar MRIdan o'tishi kerakligini taxmin qilishi mumkin. yil va bu o'sma rivojlanadimi yoki yo'qmi, diqqat bilan kuzatib boring.

Genetik tekshiruvga asoslanib, bu odam yuqori xavf ostida ekanligini oldindan taxmin qilish mumkin, u har yili MRIni o'tkazishi va bu o'simta rivojlanadimi yoki yo'qligini diqqat bilan kuzatib borishi kerak.

V. Lich:

Travmalar o'sma rivojlanishiga ta'sir qiladimi?

P. Zelenkov:

Bu savol tez-tez so'raladi, lekin men bilganimdek, bu erda to'g'ridan-to'g'ri aloqa yo'q. Institutda bizni birinchi yillarimizda o'rgatganidek: "Oila tarixini oling: ota-onangiz, bobo-buvingiz yoki buvingizning shishi borligini bilib oling." Ko'pincha tabiatning o'zi oilada qandaydir moyillik borligini ko'rsatadi, keyin ushbu bemorga ko'proq e'tibor berish kerak.

V. Lich:

Yangi muolajalar kasalxonada qolishni qisqartiradimi?

P. Zelenkov:

Ha. Bu erda biz umurtqa pog'onasi operatsiyasiga qaytishimiz mumkin. Aytishim mumkinki, ilgari umurtqa pog'onasi stenozi jarrohligi katta operatsiya bo'lib, katta kesma, laminektomiya, uzoq vaqt shifo bo'lgan, bemor uzoq vaqt yotishga majbur bo'lgan, men esa orqa miya birlashishi, suyaklarning birlashishi va hokazo. Endi biz endoskop yordamida 5 millimetrlik kesma orqali dekompressiyani amalga oshirishimiz va bemorni kechqurun uyiga chiqarishimiz mumkin. Qoidaga ko'ra, biz vaziyatni oddiygina baholash uchun bir kun kutamiz, ammo ertasi kuni bemorni bo'shatishimiz mumkin. Texnologiya tezda shifoxonani tark etish va normal hayotga qaytish imkonini beradi.

V. Lich:

Bugun shifokorlarimiz o‘zimizdami yoki xorijda tayyorlanmoqdami? Chunki ba’zi mutaxassisliklar bo‘yicha shifokorlar bizda to‘liq tayyorgarlik ko‘rmayapmiz, deb nolishadi.

P. Zelenkov:

Men chet elda turli klinikalarga ko'p sayohat qildim. Men Germaniya va Frantsiyada ta'lim oldim va o'qidim va shuni aytishim mumkinki, Rossiyada tibbiyot darajasi umuman olganda, ayniqsa yirik shaharlarda: Moskva, Sankt-Peterburg, Novosibirsk va boshqalarda. Katta markazlarda rivojlangan G'arb mamlakatlarida mavjud bo'lgan deyarli barcha bir xil texnikalar mavjud. Ehtimol, biz klinik tadqiqotlar, turli xil yangi texnikalar, mutlaqo eksperimentallar darajasida ortda qolayotgandirmiz. Rossiyada bir xil glioblastoma uchun Germaniyadagi bir xil universitet klinikalariga qaraganda, yangi jismoniy yoki kimyoviy yoki biologik tamoyillardan foydalangan holda, sezilarli darajada kamroq klinik tadqiqotlar, yangi usullar mavjud. Ammo tayyorgarlik darajasini Rossiyada olish mumkin. Bundan tashqari, hozirgi evro kursi bilan shifokorlarning o'z mablag'lari evaziga biron joyga borishlari va o'qishlari juda qiyin. Lekin mening hamkasblarim orasida nimagadir erishish va ko‘proq o‘rganish istagida bo‘lgan diqqat-e’tiborli insonlar, birinchi navbatda, yoshlar ko‘p. Albatta, shunday insonlarga maslahatim, iloji bo'lsa sayohat qiling, o'qing, tomosha qiling va o'z amaliyotida qo'llang.

Katta markazlarda rivojlangan G'arb mamlakatlarida mavjud bo'lgan deyarli barcha bir xil texnikalar mavjud. Ehtimol, biz klinik tadqiqotlar, turli xil yangi texnikalar, mutlaqo eksperimentallar darajasida ortda qolayotgandirmiz.

V. Lich:

Xorijiy tajribadan o'zingiz va amaliyotingiz uchun bu yerda bo'lmagan nimalarni oldingiz?

P. Zelenkov:

2008 yilda Germaniyada bir yillik amaliyot davomida men o'murtqa jarrohlik bo'yicha falsafamni biroz o'zgartirdim: churra, stenoz va boshqalar. Ya'ni, katta hajmdagi metall yordamida katta operatsiyalar, katta dekompressiya, stabilizatsiya qilish kerak emasligini, xuddi shu muammolarni mikrojarrohlik texnikasi, mikrodekompressiya yordamida juda kam travmatik, minimal invaziv usulda hal qilish mumkinligini ko'rdim.

V. Lich:

Ya'ni xorijdagilar shu vaqt ichida bizdan oldinda edi?

P. Zelenkov:

Germaniyada ham eski va yangi usullar bilan ishlaydigan klinikalarni topishingiz mumkin. Masalan, men yaqinda Fransiyaning Bordo I universitetida klinik amaliyotda bo‘ldim. Va men u erda bir oz boshqacha yondashuvdagi odamlar borligiga hayron bo'ldim. Ya'ni, bu ochiqroq operatsiyalar, deyish mumkinki, biz 10 yil oldin foydalanganmiz, ammo ular ishga tushirilgan, ular juda yaxshi bajarilgan, u erda hamma narsa soat kabi ishlaydi, butun jamoa nima va qanday qilishni biladi, va ular tez va juda samarali ishlaydi. Ya'ni, har bir jarrohning qo'lida u yaxshi bo'lgan usul yaxshi.

V. Lich:

Natijada butun jamoani qayta tayyorlash kerakmi?

P. Zelenkov:

Albatta, butun brigada. Jarrohning o'zi muhim, chunki u to'g'ridan-to'g'ri ishlaydi, u buni o'z qo'llari bilan qiladi, ammo operatsiya xonasi hamshirasining roli, anesteziologning roli, rentgenologning roli - bizda, afsuski, bunday xodim yo'q. operatsiya xonasida, lekin u ham talab qilinadi, chunki biz rentgen nurlari bilan ishlaymiz , elektron-optik konvertor. Ya'ni, butun brigadaning roli nihoyatda muhim. Operatsiyani bitta jarrohning kuchi va bilimi bilan to'xtatib bo'lmaydi, buning uchun har bir ishtirokchi ushbu operatsiyaning xususiyatlarini, ba'zi nuanslarni, uning harakatlarini va hokazolarni tushunishi kerak, shuningdek, jamoa yaxshi muvofiqlashtirilgan bo'lishi kerak. Jarroh, anesteziolog va hamshira bir vaqtning o'zida bo'lishi kerak.

V. Lich:

Ma’lum bo‘lishicha, xorijda amaliyot o‘tagach, vatanga kelib, butun jamoani qayta tayyorlash kerak ekan?

P. Zelenkov:

Shubhasiz. Operatsiya paytida ba'zan opaga notanish narsalarni tushuntirishga to'g'ri keldi. Ammo akademik N. N. Burdenko nomidagi Neyroxirurgiya markazida biz bilan birga ishlaydigan bizning xodimlarimiz va hamshiralarimiz ajoyib, juda yuqori malakali mutaxassislardir, ular tufayli bizning operatsiyalarimiz mumkin, chunki ularsiz, ularning tajribasisiz bu juda qiyin bo'lar edi.

V. Lich:

Qanday qilib bu tajriba bizning hamkasblarimizga o'tdi yoki qandaydir raqobat bormi va hamma o'tirib: "Men hech kimga o'rgatmayman, hamma menga kelsin" deb o'ylaydi.

P. Zelenkov:

Bu erda kollegiallik birinchi o'ringa chiqadi. Siz, albatta, o'tirib, bilimingizni uzatmasligingiz va raqobatdan qo'rqishingiz mumkin. Lekin hayot baribir uni olib chiqadi va unga muhtoj bo'lganlar baribir bu bilimlarni oladilar. Shuning uchun men har doim printsipdan kelib chiqaman: boshqalardan ko'ra men o'rgatganim yaxshiroq. Ya'ni, oxurda it bo'lishdan foyda yo'q. Qanchalik ko'p bilimlarni boshqalarga, yosh hamkasblarga, rezidentlarga o'tkazsangiz, u shunchalik ko'p o'z samarasini beradi. Chunki ular hali ham maslahat uchun kelib, bemorlarini jo‘natishadi. Bu o'zaro manfaatli jarayon. Qadimgi tibbiyot an'anasi - agar siz o'z bilimingizni o'qituvchingizdan olgan bo'lsangiz, unda siz ta'zim qilishingiz, minnatdorchilik bildirishingiz va bu bilimlarni davom ettirishingiz kerak, chunki bu bizning professional qonunimiz.

Qadimgi tibbiyot an'anasi - agar siz o'z bilimingizni o'qituvchingizdan olgan bo'lsangiz, unda siz ta'zim qilishingiz, minnatdorchilik bildirishingiz va bu bilimlarni topshirishingiz kerak.

V. Lich:

Bugungi kunda neyroxirurgiya ixtisosligi bilan nima sodir bo'lmoqda, chunki har yili ko'plab mutaxassislar, ba'zilar aytganidek, talab qilinadiganidan ko'proq bitiradilar. Har kim o'z mutaxassisligi bo'yicha ishlaydi, ular ish bilan ta'minlanganmi?

P. Zelenkov:

Menda joylar soni kamayib borayotganini his qilyapman, bu bizning sog'liqni saqlashimizdagi umumiy tendentsiya, biroz optimallashtirish amalga oshirilmoqda va klinikalar biroz kamroq. Shu bilan birga, neyroxirurglarga, xususan, mening mutaxassisligim bo'yicha ehtiyoj kamayib bormoqda, deb ayta olmayman. Menimcha, aksincha, yopiq emas. Mamlakat bo‘ylab neyroxirurglar va bunday mutaxassislar yetishmaydi, chunki ko‘rib turibmizki, ko‘p odamlar hududlardan keladi va ko‘pchilik negadir mahalliy sharoitga murojaat qilishni istamaydi. Garchi, menimcha, bu noto'g'ri tushuncha. Chunki kursantlarning saviyasi ancha yuqori va odamlar tajriba zarur bo'lgan eng murakkab narsalardan tashqari ba'zi narsalar bilan erda ishlashga qodir. Shunday ekan, boshqa mutaxassislar kabi neyroxirurglar ham ko‘payishi kerak, deb o‘ylayman.

Va mening shaxsiy fikrim, odamlar yashash joylarida yuqori malakali, yuqori texnologiyali yordam olishlari kerak, chunki Moskvaga borish juda qiyin, ba'zida ular uchun bu shunchaki imkonsizdir. Men markazsizlashtirish tarafdoriman, toki odamlar bu yordamni yashash joyidan uncha uzoq bo‘lmagan joyda, bemalol yetib, olishlari mumkin. Va shu bilan birga, ular bilan ishlagan shifokor bilan aloqada bo'ling. Chunki masala bitta operatsiya bilan chegaralanib qolmagani uchun hayot davom etadi va bemorni kuzatish, reabilitatsiya qilish va keyingi tekshiruvlar kerak. Tez-tez qaytalanishlar, yangi muammolar bor, 10 yil oldin jarrohlik amaliyotini o'tkazgan odamlar menga yangi savollar va muammolar bilan kelganlarida, ular har doim muvaffaqiyatli natijaga erishgan bo'lsa, o'sha odam bilan uchrashishga intiladi.

V. Lich:

Bugungi kunda bemorlarning o'zlari orasida profilaktika, to'g'ri tashxis, qayerga, qachon, borish haqida qandaydir targ'ibot-tashviqot ishlari olib borilmoqda.

P. Zelenkov:

Bu, aslida, katta muvaffaqiyatsizlik.

V. Lich:

Chunki ular maktablarda moliyaviy savodxonlikni joriy etishmoqchi. Moliya muhim, ammo sog'lig'ingiz bo'lmasa, qolgan hamma narsaning nima keragi bor?

P. Zelenkov:

Maktablarda moliyaviy savodxonlikdan dars berishlarini bilmasdim.

V. Lich:

Ba'zilarida ular joriy qilishmoqda, jumladan, kelgusida joriy etish rejalari.

P. Zelenkov:

Sog'liqni saqlash savodxonligi, ehtimol, moliyaviy savodxonlikdan ko'ra o'rgatish uchun muhim emas. Chunki sog'lig'ingizga g'amxo'rlik qilish, menimcha, ustuvor vazifa.

V. Lich:

Bolalar maktabdan, ba'zan bolalar bog'chasidan boshlab, biroz nosog'lom turmush tarzini olib borishni boshlaydilar: gadjetlar, juda harakatsiz turmush tarzi.

P. Zelenkov:

Bu erda ham ha, ham yo'q. O'tirgan turmush tarzi, albatta, yomon. Albatta, sport birinchi o'rinda turishi kerak, faol harakatchanlik. Vaholanki, hayotimizning haqiqatlari shundayki, bolalar ko'proq o'qishlari kerak, ma'lumotlar miqdori, bilim miqdori ortib bormoqda. Gadjet ham ilmiy-texnika taraqqiyotining muqarrar natijasidir.

V. Lich:

Ba'zida bu yomon, ota-onalar o'z farzandlarini kompyuterdan uzoqlashtiradilar. Agar ilgari bizni uyga haydab bo‘lmasdi, endi bu gadjetlar bilan bolalarni uydan haydab bo‘lmaydi.

P. Zelenkov:

Bu erda siz doimo o'ylashingiz kerak: nega bolaga gadjet kerak? Muammoning yuzaki ko'rinishlariga emas, balki chuqurligiga qarang. Ya'ni, bola shunchaki zerikkan va boshqa mashg'ulotlari bo'lmaganida gadjetga muhtoj bo'ladi.

Bolaga gadjet shunchaki zerikkan va boshqa mashg‘ulotlari bo‘lmaganida kerak bo‘ladi.

V. Lich:

Boshqa tomondan, u ko'chada yurmaydi, bir joyda aylanib yurmaydi.

P. Zelenkov:

U sport bo'limiga borib, u erda shug'ullanishi mumkin. Va bu erda savol bolalar uchun emas, balki ota-onalar uchun, ular farzandining vaqtini qanday tashkil qilishlari va u qiziqarli mashg'ulotlarga ega bo'lishi uchun nima qilishlari kerak, shunda kun bo'yi ushbu gadjetda o'tirish istagi yo'q yoki bor. shunchaki vaqtga ega bo'lish imkoniyati yo'q, chunki u erda va u erda o'qisa, u ko'p soatlab o'tirishga kuch va vaqtga ega bo'lmaydi. Ammo telefon yoki planshetda biroz vaqt o'tkazish, aslida, buning hech qanday yomon joyi yo'q, chunki bu zamonaviy o'yinchoq, xuddi bizda kublar, sakrash arqonlari va boshqalar.

V. Lich:

Sizning hamkasblaringiz va bemorlaringizga bir nechta tilaklarim bormi?

P. Zelenkov:

Men hamkasblarimga doimo yangi narsalarni o'rganish istagini saqlab qolishlarini tilayman, shunda bu ishtiyoq so'nmaydi, hayotning hech qanday ko'tarilishlari va tushishlari uni bezovta qilmasin, shuning uchun siz o'rganadigan usullarni doimiy ravishda takomillashtirish istagi paydo bo'ladi. o'z, bilim bilan boyitish.

Bemorlarga kelsak, men hushyorlikni saqlashni va shifokorlarni hamma narsani yaxshiroq biladigan oq xalatli xudolar deb hisoblamaslikni xohlayman. Ya'ni, ichki intuitsiyangizga ozgina rioya qiling va sizga nima kerakligini va nima kerak emasligini aniqlang. Bu, ayniqsa, rus haqiqatlari uchun juda g'ayrioddiy tavsiya bo'lishi mumkin, ammo shunga qaramay, o'z sog'lig'ingiz uchun ko'proq mas'uliyatni o'z zimmangizga olishni boshlang. Fiziologiya va anatomiyaning o'ziga xos xususiyatlari haqida tushunish, bilim olish, qiziqish, Internetda o'qish yaxshiroqdir. Va o'zingizning kasalligingizning xususiyatlarini bilib oling va bu bilim bilan shifokorga boring. Sizga tavsiya etilgan narsalarni ehtiyotkorlik bilan baholang. Shifokorni tanlang, klinikani tanlang. Darhaqiqat, hozir tanlash erkinligi juda yaxshi. Va sog'lom turmush tarzini olib boring.

V. Lich:

Omad tilayman. Keyingi safargacha.

P. Zelenkov:

Fotonik kompyuter, lampochkadan Wi-Fi, ko‘rinmas materiallar, jangovar lazerlar va o‘ta sezgir datchiklar... Bularning barchasi bir xil fan – fotonikaning mevalari. Nima uchun yorug'lik bugungi kunda butun dunyo fiziklarining deyarli yarmi uchun tadqiqot ob'ektiga aylangani haqida bizning yangi materialimizda

Surat: GiroScience / Alamy / DIOMEDIA

Xonadagi sichqoncha do‘zaxning yashil nuri bilan yoritilgan: lazer tanaga chuqur kirib borishi va uni eng mayda detallarigacha skanerlashi uchun bir necha soniya kerak bo‘ladi. Ekranda qon tomirlarining chigallashgan chigalining tasviri paydo bo'ladi - o'lchami millimetrning o'ndan bir qismigacha. Bu optoakustik mikroskop - noyob va hozirgacha Rossiyadagi yagona qurilma. U optik signalni akustik signalga aylantiradi va nafaqat qon tomirlarini mikrokapillyarlargacha "ko'rish" imkonini beradi, balki qondagi eng kichik zarralarni, masalan, bitta saraton hujayralarini aniqlashga imkon beradi.

Va agar siz radiatsiya intensivligini oshirsangiz, hujayra haddan tashqari qizib ketishdan yorilib, uchib ketadi. Tushundingizmi? – deydi professor Ildar Gabitov.– Keraksiz biologik obyektlarni jarrohlik aralashuvisiz va butun tanaga ta’sir qilmasdan to‘g‘ridan-to‘g‘ri tananing ichida olib tashlashimiz mumkin. Bir vaqtning o'zida diagnostika va terapiyaning bunday imkoniyatlari tibbiyotning yangi yo'nalishi - teranostikaga xosdir.

Biz biofizika laboratoriyasida Skolkovo fan va texnologiya institutining Fotonika va kvant materiallari markazida joylashganmiz. Olimlar to'qimalar namunalari bo'yicha o'z mahoratlarini oshirmoqdalar. Ammo yaqin kelajakda Skoltech to'liq tadqiqot vivariyiga ega bo'ladi.

Qizig'i shundaki, diagnostika va davolash texnologiyalarini birlashtirish g'oyasi Nobel mukofoti laureati, Amerika atom bombasi mualliflaridan biri Richard Feynman tomonidan paydo bo'lgan. U to'g'ridan-to'g'ri inson tanasida jarrohlik operatsiyalarini bajara oladigan avtonom asboblar yaratilishini bashorat qildi. Feynman shunday deb yozgan edi: "...Agar siz jarrohni yutib yuborsangiz, qiziq bo'lardi. Siz qon tomirlariga mexanik jarrohni kiritasiz va u yurakka borib, u erda "atrofga qaraydi" ...". Ehtimol, bularning barchasi keyingi o'n yillikda haqiqatga aylanadi. Buning uchun biz fotonlarning materiya bilan nano miqyosda qanday o'zaro ta'sirini tushunishimiz va yorug'likni boshqarish usullarini ishlab chiqishimiz kerak.

Nurdan yasalgan kompyuter

Yorug'lik hamma narsaning asosidir, - deya qo'shimcha qiladi professor Gabitov boshqa laboratoriyaga ketayotib, - yorug'liksiz hech narsa bo'lmaydi: Yerda hayot paydo bo'lishi mumkin emas. Zamonaviy tibbiyot ham, zamonaviy sanoat ham bo'lmaydi, murakkab axborot tuzilmasi, iqtisodiyoti va kundalik hayoti bilan butun zamonaviy jamiyat ham mavjud bo'lmaydi. Tez rivojlanishi juda ko'p qo'llanilishi bilan bog'liq bo'lgan fotonika fani yorug'likning xususiyatlarini, yorug'likning materiya bilan o'zaro ta'sirini o'rganadi va yorug'lik oqimlarini boshqarish usullarini ishlab chiqadi. Bu usullarning umumiy tomoni bor - ular yorug'lik zarralari - fotonlarni manipulyatsiya qilishga asoslangan. (Foton elektromagnit nurlanish kvantidir; elektrondan farqli o'laroq, u massa yoki elektr zaryadiga ega emas va vakuumda yorug'lik tezligida harakat qiladi - "HAQIDA".)

Nima uchun fotonika hozirda juda tez rivojlana boshladi? Barcha ilg‘or davlatlar, jumladan, Rossiya ham uni strategik muhim hudud sifatida belgilagan...

Men ikkita asosiy omilni - instrumental bazaning rivojlanishi va o'sib borayotgan texnologik ehtiyojlarni, shu jumladan zamonaviy jamiyatning axborot infratuzilmasini nomlagan bo'lardim. Bugungi kunda dunyodagi mahsulotlarning 30-40 foizi fotonika yordamida yaratilgan va kashfiyotlar qo'llaniladigan sohalar ro'yxati kundan-kunga ortib bormoqda.

Kompyuter texnologiyalari eng issiq sohalardan biri bo'lib qolmoqda. 1965 yilda Intel asoschisi Gordon Mur qonun ishlab chiqdi, unga ko'ra chipdagi tranzistorlar soni va shuning uchun uning ishlashi har ikki yilda ikki barobar ortadi. Ammo 2016 yilda uning qonuni ishlamay qoldi: elektronika endi bunchalik tez rivojlana olmaydi. Fotonik texnologiyalar uni almashtiradimi?

Elektronika texnologiyasi haqiqatan ham ba'zi sohalarda ba'zi chegaralarga yetdi. Biz hammamiz elektronikaga asoslangan qurilmalarning jadal rivojlanishiga guvohmiz. Ko'pchilikning cho'ntagida smartfon bor - 20 yil oldin funksionalligini tasavvur qilib bo'lmaydigan ajoyib qurilma. Uning ko'rinishi miqdordan sifatga o'tishning falsafiy qonunini yaxshi ko'rsatadi. Agar biz diskret elektronika deb ataladigan davrda smartfonga o'xshash narsalarni yasamoqchi bo'lsak, unda mos keladigan qurilma radio trubkalari, kondensatorlar, qarshiliklar, indüktanslar va boshqalardan iborat bo'lar edi. bu blokning o'lchami bo'lar edi. Bundan tashqari, u aql bovar qilmaydigan miqdorda energiya iste'mol qiladi va elementlarning ishonchsizligi tufayli doimiy buzilishlar tufayli ishlay olmaydi. Faqat yuqori darajada integratsiyalangan mikrosxemalarning paydo bo'lishi (ko'p sonli elementlarni o'z ichiga oladi - "O") endi hamma uchun mavjud bo'lgan yangi turdagi qurilmani yaratishga olib keldi. Biroq, elektronikani rivojlantirishda keyingi taraqqiyot ba'zi hollarda mumkin emas.

- Va sababi nima?

Ikkinchidan, issiqlikni olib tashlaydigan materiallarning etishmasligi kompyuterlarning rivojlanishiga katta to'sqinlik qilmoqda. Zamonaviy qurilmalardagi elementlar juda kichik bo'lib bormoqda, ammo ularning ko'pi bor, ular juda qattiq o'ralgan, shuning uchun haddan tashqari issiqlikdan qochish mumkin emas. Hozirgi vaqtda Google va Facebook kabi sanoat gigantlari o'zlarining "ma'lumotlar markazlarini" (ma'lumotlarni qayta ishlash markazlari - "O") sovuq iqlim sharoitida: Arktik doiradan tashqarida va shimolda ko'plab neft platformalarida joylashtirishga majbur bo'lishdi. sovuq suv . Xitoyning eng yirik ma'lumotlar markazi esa Ichki Mo'g'ulistonning Xohxot shahrida dengiz sathidan 1065 m balandlikda joylashgan. Muammoni hal qilish kerak, chunki saqlash tizimlarining zichligi faqat oshadi. Biror narsani o'chirish yoki yo'q qilish mahorati foydalanuvchilar madaniyatidan 20 yil oldin floppi yoki disklardan foydalanganda bo'lgani kabi butunlay yo'qolib bormoqda. Bulutli makon cheksiz ko'rinadi.

Uchinchi sabab, eng muhimi, buning natijasida kompyuterlarning tezligi endi oshmaydi, elementar mantiqiy operatsiyada ishtirok etadigan elektronlar soni bilan bog'liq. Endi bitta operatsiya aslida bitta elektronni o'z ichiga oladi. Ya'ni, bundan keyin biz elektronning "yarim" yoki "chorakidan" foydalanishimiz kerak bo'ladi, bu mutlaqo bema'nilikdir. Shu sababli, fotonlar yordamida yuqori darajada integratsiyalashgan qurilmalarni yaratishga harakat qilish g'oyasi paydo bo'ldi.

Bu mis kabel o'rniga optik toladan foydalanishni boshlagan 1970-yillardagi texnologik yutuqga o'xshaydimi? Zero, aynan shu o‘tish davri mohiyatan zamonaviy axborot jamiyatini yaratdi.

Ha, optik tolali - yorug'lik yuqori tezlikda uzatiladigan shaffof materialning yupqa ipi - ajoyib materialdir. Tasavvur qiling: o'nlab kilometr optik tolalar bir metr oyna oynasi bilan bir xil shaffoflikka ega! Bu axborot tashuvchisi sifatida elektronlar o'rniga fotonlardan foydalanish imkonini beradi. Optik tolali texnologiyaning yaratilishi va optik kuchaytirgichlarning ixtirosi yuqori tezlikda uzatish sohasida ulkan yutuqlarga olib keldi. Endi, albatta, fotonik texnologiyalardan nafaqat uzatish, balki ma'lumotni qayta ishlash uchun ham foydalanish vasvasasi mavjud.

- Demak, yaqin kelajakda fotonik kompyuter yaratish mumkinmi?

Bu erda biz hali hal qilinmagan muammolarga duch kelamiz. Masalan, zamonaviy protsessor mayda elementlardan tashkil topgan murakkab tuzilmadir. Har yili kompaniyalar texnologiyani takomillashtirmoqda: Apple va Samsung taxminan 7 nanometr texnologik o'lchamlarga ega (ya'ni bugungi kunda bunday o'lchamdagi qismlar bilan ishlash va shunga mos ravishda ko'plab miniatyura elementlarini joylashtirish mumkin. - "O"). Ammo foton, biz bilganimizdek, ham zarracha, ham to'lqindir. Bundan tashqari, zamonaviy axborot tizimlarida qo'llaniladigan ushbu to'lqinning uzunligi 1550 nanometrni tashkil qiladi. Taxminan aytadigan bo'lsak, fotonik texnologiyaga asoslangan smartfon bugungi kunda biz o'rganganidan taxminan 200 baravar kattaroq bo'lar edi.

Ikkinchi hal qilinmagan muammo - bu foton oqimlarini boshqarishning samarali usullarining yo'qligi. Ma'lumki, elektronlar zaryadga ega, shuning uchun ularni magnit yoki elektr maydon yordamida boshqarish mumkin. Fotonlar neytraldir va buni amalga oshirish mumkin emas. Bugungi kunda hamma fotonika va elektronikani birlashtirgan yangi gibrid qurilmalarning paydo bo'lishini kutmoqda. Asosiy kompaniyalarning tadqiqot markazlari bu muammoni hal qilish uchun kurashmoqda.

Bu nima beradi? Ajoyib ishlashmi? Insoniyatning bunday mahsuldorlik bilan hal qilinishi kerak bo'lgan muammolari bormi?

Albatta, iqlimni modellashtirish, miya tadqiqotlari, tibbiy va biologik muammolar sohasida bunday vazifalar bor... Bu ro‘yxatni uzoq davom ettirish mumkin. Kundalik hayot uchun yangi imkoniyatlarga kelsak - bilasizmi, men bu savolga javob bera olmayman. Shunga qaramay, 20 yil oldin biz smartfonlar qanday ajoyib imkoniyatlarga ega bo'lishini tasavvur qila olmadik. Shuning uchun, yuqori darajada integratsiyalangan fotonik qurilmalarni yaratish qanday funksionallikka olib kelishi mumkinligi haqida xayol qilish - behuda ish.

Ma'rifat fani

- Fotonika fani qanchalik qimmat? Olimlarga qanday qurilmalar kerak?

Fotonika sohasidagi adron kollayderi kabi ulkan loyihalarni tasavvur qilish qiyin – bu yerdagi jarayonlar miqyosi kichikroq. Ammo bu fan juda qimmat. Odatda, juda kichik tuzilgan ob'ektlar, yangi materiallar va yangi qurilmalar bilan ishlaydigan fotonik markazlar taxminan 250-300 million dollarga tushadi.

- Bugungi kunda ilmiy salohiyat qayerda jamlangan va yangi super-qurilmalar qayerda paydo bo'lishi mumkin?

Borgan sari ko'proq tadqiqotlar o'tkazilmoqda va yirik kompaniyalarda jamlanmoqda. Asosiy xodimlar juda qimmat, shuning uchun kompaniyalar o'zlarining tajriba va yuqori xavfli tadqiqotlarining bir qismini malakali professorlar va yaxshi talabalarga ega bo'lgan universitetlarga topshiradilar.

Agar mamlakatlar haqida gapiradigan bo'lsak, AQShda juda ko'p ishlar qilinmoqda. Bundan tashqari, Angliya, Germaniya, Yaponiya va Koreyada yaxshi markazlar mavjud. Qisman Frantsiyada. Nyu-Yorkdagi Rochester universiteti kabi universitetlarda katta ishlar amalga oshirilmoqda. Bu, odatda, optika bilan bog'liq har bir kishi uchun taniqli joy. Kodak, Xerox, Bausch va Lomb kabi mashhur optik gigantlar bu erda o'z ishini boshladilar.

- Xitoy hali bu ro'yxatda yo'qmi?

Xitoy boshqa hikoya. U erda fotonika uchun katta mablag' ajratiladi. Xitoyliklar ishlab chiqarishning ma'lum sohalarida allaqachon hukmronlik qilmoqda, ammo yangi qurilmalarni ishlab chiqishda hali ham biroz orqada qolishi mumkin. Garchi biror joyda, masalan, kvant aloqalarida, xitoyliklar butun dunyoni bosib olishgan. Sentyabr oyida QUESS kvant sun'iy yo'ldoshidan foydalanib, ular Xitoy va Avstriya o'rtasida aloqa o'rnatdilar. Bu nafaqat signal bosib o'tgan masofa bo'yicha rekordni yangiladi, balki buzib bo'lmaydigan aloqa aloqalarini yaratishning boshlanishini ham belgiladi.

Xitoy juda tez rivojlanmoqda, u nafaqat katta mablag'larni, balki inson salohiyatini ham jalb qilmoqda. Qizig'i shundaki, xitoylik talabalar ko'pincha o'qishdan keyin bir xil shtatlarda qolishmaydi, ular Xitoyga qaytib kelishadi, keyin esa laboratoriya mudiri bo'lib, o'z professorlarini u erga taklif qilishadi.

Hech kimga sir emaski, elektronika Rossiya, yumshoq qilib aytganda, ancha orqada qolgan soha: fuqarolik mikroprotsessor bozorida bizda 100 foiz import mavjud. Rus fotonikasi haqida nima deyish mumkin? Bu ayniqsa qiziq, chunki BRIKSda buning uchun Rossiya va Hindiston fanning eng istiqbolli yo'nalishlaridan biri sifatida javobgardir.

Ha, Rossiya va Hindiston radiofotonika sohasida qo'shma dasturlarni amalga oshiradilar. Ammo umuman olganda, tanlov, men aytaman, oqlanadi. 1919 yilda, fuqarolar urushi avjida, hukumat qarori bilan Davlat optik instituti (GOI) tashkil etilganini kam odam eslaydi. 1923 yilga kelib u dunyodagi eng yaxshi jihozlangan ilmiy muassasalardan biriga aylandi.

Umuman olganda, bu ajoyib muassasa ko'plab muammolarni hal qildi. Aytaylik, Birinchi jahon urushidan oldin Germaniya optikaning asosiy ishlab chiqaruvchisi bo'lgan va urushning o'rtasida, hozir aytganidek, sanktsiyalar joriy etilgan. Ya'ni, qurilmalar endi Rossiyaga etkazib berilmadi. GOI katta rol o'ynagan sanoatni yaratish kerak edi. Uning asosida xuddi shu 1919 yilda yulduzlarni kuzatish uchun 300 metrli interferometr qurilgan. U erda ular fundamental fan bilan ham, texnologik bazani yaratish bilan ham shug'ullanishgan. Bu yerda hamma narsa yaratilgan - tibbiy mikroskoplardan tortib, eng murakkab harbiy optika va kosmik kemalar uchun linzalargacha.

Afsuski, 1990-yillarda GOI ayanchli ahvolga tushib qoldi. Ko'pgina mutaxassislar rahbariyatning qat'iy qarori bilan ITMO - Sankt-Peterburg axborot texnologiyalari, mexanika va optika tadqiqot universitetiga ishlashga qabul qilindi. Endi bu juda jiddiy ilmiy ishlar olib boriladigan noyob ta'lim muassasasi. Bundan tashqari, Fizika va Texnologiya, MISIS, Universitetni eslatib o'tish mumkin emas. Moskvadagi Bauman, Novosibirsk universiteti. Endi bu butun maydon o'sib bormoqda va Rossiya hukumatining Rossiyada fotonika rivojlanishini qo'llab-quvvatlash to'g'risidagi qarori tasodifiy emas. Aytgancha, Skoltech ushbu dasturni shakllantirishda ishtirok etgan. Nihoyat, biznes tomonidan jiddiy qiziqish bor: fuqarolik va harbiy maqsadlarda foydalanish uchun raqobatbardosh mahsulotlar ishlab chiqaradigan va yangi mahsulotlarni ishlab chiqadigan tashkilotlar mavjud.

Kelajakka qaytib

Iltimos, kundalik hayotimizni o'zgartiradigan fotonik texnologiyalar haqida bizga xabar bering. Fotonlar yordamida ishlaydigan Li-Fi - Wi-Fi ning rivojlanishi qaysi bosqichda?

Ushbu texnologiyaning asoschisi nemis fizigi Xarald Xaas hisoblanadi, u 2011 yilda LED chiroqni router sifatida ishlatgan. Laboratoriya sharoitida u 224 Gb/s tezlikka erishdi. Bu tezlik, masalan, 1 soniyada har biri 1,5 GB hajmli 18 ta filmni yuklab olish imkonini beradi. Yana bir muhim nuance - maxfiylik. Radioto'lqinlar devorlardan o'tishi mumkin, ya'ni Wi-Fi orqali aloqa qilishda radio signalni osongina o'qish va ma'lumotlarni o'g'irlash va parolini ochish mumkin. Modulyatsiyalangan yorug'lik xonadan uzoqqa bormaydi, bunday signalni yashirincha ushlab turish ancha qiyin - u ko'rish chizig'ida qabul qilinadi va uzatiladi. Ammo bu texnologiya hali ham amalga oshirilmagan. Plazmonikaga asoslangan texnologiyalar yanada realdir.

-Ular nima?

Plazmonika faqat 15 yil oldin rivojlana boshlagan, ammo u bilan bog'liq hodisalar juda uzoq vaqtdan beri ma'lum. Misol uchun, Qadimgi Misrda metallar shishaga qo'shilgan va turli ranglarda bo'yalgan. Britaniya muzeyida esa oltin eritilgan shishadan yasalgan noyob chashka bor, shuning uchun bir nurda pushti, boshqasida esa yashil rangda. Gap shundaki, shishada eritilganda oltin molekulalarga tarqalmaydi, balki klasterlarga to'planadi - zarracha hajmi taxminan 50 nanometrni tashkil qiladi. Agar yorug'lik bilan yoritilgan bo'lsa, to'lqin uzunligi zarrachaning o'lchamidan kattaroqdir va yorug'lik uning atrofida tarqalmasdan o'tadi. Ushbu kashfiyot to'lqin uzunligidan kichikroq bo'lgan nanolazerlar va o'ta sezgir sensorlar kabi turli xil texnologiyalarni yaratishga olib keldi.

- Ishlayotgan modellar bormi?

Yemoq. Bunday lazerlar bo'yicha birinchi ishlar bir necha yil oldin AQShda yashovchi MIPT bitiruvchisi Misha Noginov tomonidan nashr etilgan. U birinchi bo'lib 40 nanometr o'lchamdagi - inson sochining qalinligidan million marta kichikroq lazerni yaratdi. Bu haqda ma'lumot 2011 yilda Nature jurnalida paydo bo'lgan. O'shandan beri nanolazerlarning eksperimental hayoti boshlandi. Xususan, boshqa sobiq hamyurtimiz, akademik Spartak Belyaevning shogirdi, Novosibirsk davlat universiteti rektori Mark Stokman SPASER - optik nurlanishning plazmonik nanomanbasini o'ylab topdi. Bu 22 nanometr o'lchamdagi zarracha, ya'ni inson hujayrasidan yuzlab marta kichik. Maxsus qoplama tufayli SPASER zarralari qondagi metastatik saraton hujayralarini "topa oladi" va ularga yopishib, ularni yo'q qiladi. Stokmanning o'ta optimistik hisob-kitoblariga ko'ra, bunday turdagi birinchi qurilmalar kelgusi yil ichida paydo bo'lishi mumkin.

- O'ta sezgir sensorlar birinchi navbatda nima uchun ishlatiladi?

Masalan, portlovchi moddalarni belgilash uchun. Terrorizmga qarshi faoliyat uchun u yoki bu portlovchi moddaning qayerdan kelganini bilish va u qayerdan sizib chiqqan manbani topish juda muhimdir. Butun dunyoda portlovchi moddalarni belgilash bo'yicha katta harakatlar amalga oshirilmoqda, chunki portlashdan keyin qolgan narsalarni yig'ish orqali moddaning qayerda tayyorlanganligini - siljish va vaqtgacha tushunish mumkin. Va dushman u erda nima qo'shilganini tushunolmaydigan tarzda. Va bu muammo oddiygina hal qilinadi: bir nechta molekulalar portlovchi moddaga kiradi, fotonik texnologiyaga asoslangan sensor ularni taniy oladi.

Yana bir yo'nalish - dori vositalarini markalash. Ma'lumki, har qanday planshetda faol moddaning juda oz miqdori mavjud va asosiy qismi plomba va qobiqdan iborat. Biz, aytaylik, ma'lum bir nisbatda beshta bo'yoqni aralashtirishimiz mumkin, keyin ularni past konsentratsiyalarga suyultirishimiz va shu bilan ma'lum bir qoplama tarkibi orqali haqiqiy tabletkalarni belgilashimiz mumkin. Ularni soxta narsalardan ajratish uchun siz shunchaki planshetlarni maxsus substratga qo'yishingiz va ular qanday spektrni chiqarishini ko'rishingiz kerak. Bu istiqbolli yo‘nalish jahonda keng rivojlanmoqda.

Skoltechdagi laboratoriyamizda biz inson qonidagi kortizol, stress gormoni darajasini aniqlay oladigan sensorni ishlab chiqmoqdamiz. Bu real vaqtda ma'lumotlarni uzatuvchi taqiladigan gadjet bo'ladi. Ishlari doimiy diqqatni jamlashni talab qiladigan odamlar uchun qanday bebaho narsa ekanligini tasavvur qila olasizmi?

1960-yillarning oxirida dunyoda jangovar lazerlarni yaratish haqida gap bordi. Dasturimizni Nobel mukofoti sovrindori Nikolay Basov olib bordi. Uning rahbarligida ballistik raketani urishga qodir jangovar lazer yaratildi. Fotonikaning qaysi sohalari harbiylarni qiziqtiradi?

Albatta, jangovar lazerlar sohasidagi ishlar barcha mamlakatlarda olib borilmoqda, ammo bu muhokama qilinadigan mavzu emas. Kamuflyaj uchun mumkin bo'lgan metamateriallar (xususiyatlari nanotexnologiyalar orqali boyitilgan materiallarga shunday nom berilgan - "O") bugungi kunda faolroq muhokama qilinmoqda.

- Ha, kompaniyalar H.G.Uells romanidagi kabi ko‘rinmas plash yaratishga tayyor ekanliklarini bir necha bor ta’kidlagan.

Bu ommaviy axborot vositalarida juda mashhur tendentsiya. Uellsning romanida ko'rinmaslik materialning shaffofligi tamoyiliga asoslangan edi. Ushbu tamoyil, to'g'rirog'i, unga taqlid qilish hozirda amalga oshirilmoqda. Hozir, masalan, vaqti-vaqti bilan "shaffof" bo'ladigan minora qurish loyihasi Seulda muhokama qilinmoqda. Bino yuzasi svetodiodlar bilan yoritiladi va fasadlarda joylashgan bir qator kameralar real vaqt rejimida uning yuzasiga osmon tasvirini uzatadi. To'liq "faollashtirilgan" minora osmonda ko'rinmas holga kelishi kerak. To'g'ri, bu joydan unchalik uzoq bo'lmagan aeroport mavjudligini hisobga olsak, aviatsiya xavfsizligi bilan bog'liq muammolar qanday hal qilinishi unchalik aniq emas.

Yana bir texnologiya ilmiy fantastika kitobida tasvirlangan - "Ko'rinmas ayol". U erda xonim nurlar oqimini buzadigan qobiq bilan o'ralgan.

Ushbu tamoyil metamateriallar yordamida amalga oshiriladi. Metamateriallar yorug'lik nurlarini shunday egishi mumkinki, uning orqasida yashiringan ob'ekt ko'rinmas bo'lib qoladi. Ammo muammo shundaki, bu faqat juda kichik ob'ektlar bilan - santimetr tartibida - va spektrning tor hududida mumkin.

Ikkala holatda ham haqiqiy ko'rinmaslik haqida gapirishga hali erta.

Ertangi kun uchun fizika

Yigirmanchi asrda fizikaning u yoki bu sohasining rivojlanishi, qoida tariqasida, siyosiy tartib bilan belgilandi. Akademik Ginzburg o‘zining so‘nggi intervyularidan birida amerikaliklar atom bombasini tashlaganida maoshi 3 baravar ko‘payganini aytgandi... Sizningcha, bugungi kunda fizikaning u yoki bu sohasining rivojlanishiga nima turtki bo‘lmoqda?

So'nggi bir necha o'n yilliklarda buyurtmalar siyosiy emas, balki sanoat ehtiyojlari bilan belgilanadi. Axir, avvallari qanday edi? Ba'zi kashfiyotlar qilindi, qandaydir hodisa o'rganildi, ba'zi matematik faktlar aniqlandi va ancha vaqt o'tgach, ular amaliy dasturlarda o'z ifodasini topdi. Endi amalga oshirish tezligi shundayki, kashfiyotdan texnologiya paydo bo'lgunga qadar bir necha oy o'tadi. Barcha biofotonika taxminan etti yil oldin paydo bo'lgan va bugungi kunda biron bir yirik fotonik texnologiyalar markazi tegishli laboratoriyasiz ishlay olmaydi.

Shu sababli, hozir G'arbda jismoniy fanlarning rivojlanishi fizika bo'limlaridan muhandislik bo'limlariga o'tmoqda. Aynan u erda bugungi kunda yaxshiroq moliyalashtirish va sanoat tartibi mavjud. Shu bilan birga, fizika kafedralarini moliyalashtirish kamaymoqda. Bu men Evropada ham, AQShda ham ko'rgan umumiy tendentsiya.

- Bu fundamental va amaliy fanlar o'rtasida mablag'larni qayta taqsimlash yaqinlashayotganini anglatadimi?

Mumkin. Asosiy fandagi taraqqiyot ko'pincha juda katta kapital qo'yilmalarni talab qiladi. Fundamental fan juda qimmatga tushmoqda, shuning uchun xalqaro hamkorlik va moliyaviy konsolidatsiya mavjud. Bu keng tarqalgan hodisa. Bir vaqtlar biz Landau institutida shunday nuqtai nazarga ega edikki, faqat tushunarsiz va noma'lum hodisalar haqiqiy fizikadir. Qolganlarning hammasi dasturdir. Shu nuqtai nazardan qaraganda, bugungi fundamental fan, aytaylik, qorong'u materiya va qorong'u energiyani o'rganish bo'ladi.

Intervyularingizdan birida fizika fakulteti talabalari uchun ta’lim sifati halokatli darajada pasayib borayotganini aytdingiz. Siz AQSh va Rossiyada dars berasiz. Bu ikkala davlatga ham tegishlimi?

Fanga qiziqishning pasayishi butun dunyo muammosidir. Bu deyarli hamma joyda aniq ko'rinadi. Ko'rinib turibdiki, insoniyat bu haqda o'ylashi kerak, chunki ertami-kechmi bu qandaydir salbiy oqibatlarga olib keladi. Ha, men maktabdan keyin o'quvchilarning ta'lim sifati pasayib borayotganini aytyapman. Buning sabablari ko‘p, ulardan biri qidiruv tizimining barbod bo‘lishi va keyinchalik iqtidorli bolalarga, ayniqsa, viloyatlardan kelgan g‘amxo‘rlikdir.

Bundan tashqari, zamonaviy rus maktab-internatlari tizimi katta qiyinchiliklarni boshdan kechirmoqda, chunki ular uchun oddiy maktablar kabi mablag' ajratiladi. Akademik muassasalar uchinchi tomon moliyalashtirish manbalarini topadilar, ammo bu ularning profili emas. Davlat bu bilan tizimli ravishda shug'ullanishi kerak. Sovet davrida Xitoy hozir bizdan qarz olgan ana shu tizim juda yaxshi ishlagan.

AQShda bir vaqtlar ular Sovet matematika maktablari tizimini ko'chirib olishgan, ammo men Xitoy haqida hali eshitmaganman ...

Xitoydagi hamkasblarim bilan suhbatlashganimda, men juda ko'p tanish narsalarni ko'raman - biz bir vaqtning o'zida nimalarni boshdan kechirganmiz. Misol uchun, Sovet tanlovlari va eng yaxshi talabalarni tanlash tizimi u erda ko'chirilgan. Bu menga juda yaqin, chunki men fanga shunday kirib kelganman. Onam o‘qituvchi bo‘lib, fizika-matematika fanlari bo‘yicha olimpiada topshiriqlari chop etilgan “O‘qituvchilar gazetasi”ga obuna bo‘lgan. Men ularni bir vaqtning o'zida barcha sinflar uchun hal qildim va echimlarni pochta orqali yubordim. Bundan tashqari, topshiriqlar juda dono o'qituvchilar tomonidan tuzilgan, chunki ular juda yaxshi tayyorgarlik ko'rgan ixtisoslashtirilgan maktablar va qishloq maktablari o'rtasidagi farqni tenglashtirgan. Boshqacha aytganda, aql-zakovatga, topqirlikka, salohiyatli kishilarga urg‘u berildi. Endi Rossiyada bunday emas.

- Ko'pchilik 20-asrni yadro fizikasi asri deb ataydi. 21-asrda fizikaning qaysi sohasi flagman bo'ladi?

Zamonaviy fizikaning eng hayratlanarli sohasi, menimcha, koinot fanidir. Qorong'u materiya va qorong'u energiya - bu kashf etilgan va hali ham tushuntirilishini kutayotgan sirli, hayratlanarli hodisalar. Ushbu hodisalarni o'rganish va ochish dunyo tuzilishi haqidagi tushunchamizda ulkan taraqqiyotga olib keladi. Ammo biz bugun gaplashgan fotonika 21-asrda 19-asrdagi bugʻ dvigateli yoki 20-asrdagi elektronika kabi rol oʻynaydi.

Nurni hisoblang
Tashrif qog'ozi

Fizik Ildar Gabitov fotonikaga bo'lgan ishtiyoqiga matematik formulalar orqali keldi. Endi u bir vaqtning o'zida uchta yo'nalishda ishlaydi - yorug'lik xususiyatlarini o'rganish, hayotdagi o'zgarishlarni amalga oshirish va fanni rivojlantirish dasturlarini yaratish

Ildar Gabitov — Arizona universiteti (AQSh) matematika fakulteti professori, Skolkovo fan va texnologiya instituti fotonika va kvant materiallari markazi direktori, Nazariy fizika institutining yetakchi ilmiy xodimi. L.D. Landau RAS.

U 1950 yilda o‘qituvchi va kon muhandisi oilasida tug‘ilgan. U Leningrad universitetining fizika fakultetida tahsil olgan. Matematik fizika kafedrasida uning o'qituvchilari taniqli professorlar Olga Ladyzhenskaya va Vasiliy Babich edi. Bir muncha vaqt u Leningrad yaqinidagi Sosnoviy Bor shahridagi yopiq muassasada ishlagan. Keyin - Bishkekdagi Matematika institutida. U yerdan Landau institutiga, akademik Vladimir Zaxarovga ko'chib o'tdi. 1990-yillarning boshida u Germaniyaga, so'ngra AQShning Los Alamos milliy laboratoriyasiga ko'chib o'tdi va keyin Arizona universitetiga joylashdi. Yilning ko'p qismini u erda o'tkazadi.

Professor Gabitov nazariy va matematik fizika, nochiziqli optika, integratsiyalashgan tizimlar nazariyasi, optik tolali aloqalar, koʻp masshtabli hodisalar va nanomateriallar, nanofotonika va nanoplazmonika boʻyicha 100 dan ortiq ilmiy maqolalar muallifi. U koʻplab xalqaro professional assotsiatsiyalar, jumladan, Milliy fan fondi (AQSh), Kanada tabiiy fanlar va muhandislik tadqiqotlari kengashi, AQSh fuqarolik ilmiy-tadqiqot instituti (AQSh), muhandislik va fizika fanlari tadqiqot kengashi (Buyuk Britaniya) tomonidan ekspert sifatida tan olingan. Skolkovo fan va texnologiya instituti ilmiy kengashi a'zosi. U Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligining "2017-2020 yillar uchun fotonika sohasida ilmiy tadqiqotlar va ishlanmalar bo'yicha idoralararo dasturi" ni tayyorlashda ishtirok etdi.

Yekaterinburgda “Innoprom-2015” xalqaro sanoat ko‘rgazmasi bo‘lib o‘tdi. Joriy yilda yalpi majlis va yig‘ilishlar, xalqaro konferensiyalar va ekspertlar panellari turli mavzu va masalalarni qamrab oldi. Ushbu muloqot natijasi o'nlab aniq kelishuvlar va yirik shartnomalar bo'ldi.

Kelajak fotonikdir. “Fotonika – sanoatning innovatsion rivojlanishining harakatlantiruvchi kuchi” davra suhbatida Rossiyada fotonikani rivojlantirish masalalari va uni fan va ishlab chiqarishda qo‘llash istiqbollari muhokama qilingan davra suhbati eng samaralilaridan biri bo‘ldi. Tadbirning hamkorlari sanoat yetakchilari bo‘ldi: Shvabe, Laser Center va Skolkovo. "Elektronika" so'ziga o'xshatish natijasida hosil bo'lgan "fotonika" atamasi yaqinda, 5-7 yil oldin paydo bo'lgan. Rossiya fotonikada dunyoda ustuvor o'rinni egallaydi. Ushbu yo'nalishning asosini mamlakatimizning taniqli olimlari: akademiklar Nikolay Basov, Aleksandr Proxorov, Nikolay Vavilovlar tashkil etdi. Fotonika bozorida etakchi o'rinni endi Valentin Pavlovich Gapontsev maktabi egallaydi. U rahbarlik qilayotgan IPG Photonics kompaniyasi dunyodagi tolali lazerlarning 40 foizini ishlab chiqaradi.

“Rossiyada fotonik bilan shug‘ullanuvchi yuzlab korxona va tashkilotlarimiz bor. Ular ilmiy izlanishlar olib boradilar va ilmiy maqolalar nashr etadilar, buyurtma berish va sotib olish mumkin bo‘lgan mahsulotlar ishlab chiqaradilar, ixtisoslashgan kadrlar tayyorlaydilar”, - deydi Rossiya lazer assotsiatsiyasi prezidenti Ivan Kovsh. – Bunga akademik va sanoat institutlari, oliy o‘quv yurtlari, korxonalar, konstruktorlik byurolari kiradi, lekin umuman bizning hududimiz kichik korxonalardir. 350 ga yaqin kichik korxonalar Rossiyadagi barcha fuqarolik fotonikining 70 foizini ishlab chiqaradi, taxminan ikki ming model - bular optik elementlar, nurlanish manbalari va boshqa turdagi mahsulotlardir.

Sanoat oldidagi muhim vazifalardan biri nafaqat yaratish, balki texnologiyalarni amaliyotga joriy etish bo‘lib, buning uchun hududiy sanoat vakolat markazlari juda kuchli vosita hisoblanadi. Hozir ular butun dunyoda qo'llanilmoqda, bizda ham shunday tajriba bor. Masalan, lazer va optik texnologiyalar sohasida ilmiy-texnikaviy hamkorlik to‘g‘risidagi Rossiya-Germaniya kelishuvi doirasida so‘nggi o‘n yil ichida Rossiyada beshta rus-german markazi tashkil etildi. Nemislar eng so'nggi jihozlarni etkazib berishdi, markazlar beshta shaharda ishlaydi, ular kichik, har biri 5-8 kishidan iborat. O'n yil davomida ular orqali 1,5 ming korxona o'tdi. Va ularning har uchdan bir qismi bugungi kunda materiallarni qayta ishlashda lazer texnologiyalaridan foydalanuvchiga aylandi.

Bugungi kunda jahon bozoridagi asosiy tendentsiyalar qanday? Asosiysi, sof iqtisodiy qo'llanmalarga ega bo'lgan fotonik texnologiyalar va texnikalar sonining tez o'sishi. Fotonika mahsulotlarini ishlab chiqarish hajmini ular faol qo'llanilayotgan hududlarda ko'paytirish, bu ham texnologiyaning rivojlanishi, ham yangi materiallar va jihozlarning rivojlanishi bilan bog'liq. Bugungi kunda rivojlanishning asosiy yo'nalishlari ishlab chiqarish texnologiyalari hisoblanadi, chunki ilg'or mamlakatlar qayta sanoatlashtirish yo'lini egallab, yangi texnologiyalarni faol talab qilmoqda. Lazer fotonik texnologiyasining innovatsiyalarga ta'sirini ushbu misolda ko'rish mumkin. Bugungi kunda mikroelektronikada eng muhim muammo element - chipni qisqartirishdir. Hozirgacha eng yaxshi o'lcham - 20 nanometr. Buni fotoniksiz qilish mumkin emas. Bu jarayonda qisqa toʻlqinli yoki ionli litografiyadan foydalaniladi. Shunday qilib, litografiyaga sarflangan 1 million dollar bizga 100 million dollarlik chiplar ishlab chiqarish imkonini beradi. Lazerlardan tashqari yasash mumkin bo'lmagan bu chiplar 1,5 milliard dollarga yakuniy mahsulot sifatida ishlatilishi mumkin: kompyuterlar, raqamli kameralar, telefonlar va hokazo. Mana fotonikadan foydalanish istiqbollari: 1 million dollar sarmoya kiritildi - natijada 1,5 milliard oldi!

Yoki, aytaylik, "fotonika va tibbiyot" kabi dolzarb mavzu. Bugungi kunda dunyo aholisi tez qarib, ko'plab yangi kasalliklar paydo bo'lmoqda. Salomatlik muammolari birinchi o'ringa chiqadi. Masalan, AQSH har yili aholi salomatligiga 1 trillion 800 milliard dollar, Germaniya 225 milliard yevro sarflaydi. Bu juda katta raqamlar. Yaponiyalik mutaxassislarning fikricha, diagnostika va davolashda faqat fotonik texnologiyalarni joriy etish sog‘liqni saqlash xarajatlarini 20 foizga kamaytiradi. Bu yiliga 400 milliard dollarga yaqin.

Yana bir jihat - yorug'lik texnologiyasi, aniqrog'i, LEDlar yordamida yoritish. Hozirgi vaqtda jahon elektr energiyasining 15 foizi yoritishga sarflanadi. Kelgusi 20 yil ichida bu raqam Osiyoning tez urbanizatsiyasi tufayli ikki baravar oshishi mumkin, bu esa katta xarajatlar va ifloslanishni keltirib chiqaradi, chunki energiya ishlab chiqarish chiqindilari juda katta. Chiqishning yagona yo'li - yuqori samaradorlikka ega LEDlardan foydalanish. Bu energiya sarfini ikki baravar kamaytiradi. Ma'lumki, LEDni yaratuvchilar Nobel mukofotiga sazovor bo'lishdi.

Qizig'i shundaki, so'nggi yillarda Xitoyning fotonika rivojlanishidagi roli keskin oshgan. U bu yo‘nalishni fan va texnika sohasidagi davlat siyosatining ustuvor yo‘nalishlaridan biriga aylantirdi. Xitoy yiliga 25 foiz fotonikani rivojlantirmoqda, 15 yil ichida bu sohada 5000 ta korxona tashkil etildi. Va bugungi kunda xitoyliklar butun Evropa Ittifoqiga qaraganda ko'proq fotonik ishlab chiqaradilar. AQSh, Xitoy va Yevropa Ittifoqi fotonikani rivojlantirishda hukumat ta'siridan juda faol foydalanmoqda.

Maqolaning to'liq versiyasini "Rare Earths" jurnalining yangi sonida o'qing.

Rossiya Federatsiyasi Aloqa vazirligi
Davlat oliy ta'lim muassasasi
kasb-hunar ta'limi
"Volga davlat telekommunikatsiya universiteti"
kation va informatika"	Glushchenko A.G., Jukov S.V.
_________________________________	Fotonika asoslari. Ma'ruza matnlari. – Samara: GOUVPO
	PGUTI, 2009. – 100 b.
Fizika kafedrasi
	(Intizom konspekti).
A.G. Glushchenko, S.V. Jukov
MA'RUZA ISHLARI
AKADEMIK FAN BO'YICHA	Sharhlovchi:
	Petrov P.P. – t.f.n., dotsent, kafedra dotsenti “………..
FOTONIKA ASOSLARI	» GOUVPO PGUTI
Ta'lim sohasi: Fotonika va optoinformatika ()

Samara - 2009 yil

	Ism
	intizom bo'limi
	uzluksiz manbalar	issiqlik manbalari, gaz
	va chiziq xususiyatlari -	deşarj lampalari, LED
		odes, lazer uchqunlari;
		lazerlarning asosiy turlari
		(qattiq holat, gaz,
		ionli, yarim o'tkazgich
		yuqori, uzluksiz va im-
	koj manbalari -	puls, sozlash bilan
	ijaraga olingan radiatsiya	radiatsiya chastotalari va uzunligi
		puls faolligi), gen-
		garmonik neratorlar, SRS va
		SBS konvertorlari,
		spektral generatorlar
		supercontinuum;
		fotokatodlar va fotoko'paytirgichlar, yarim
	radiatsiya qabul qiluvchilar	sim qabul qiluvchilar,
		fotosensitiv mat-
		ritslar, mikrobolometrlar;
		elektro-optik va akustik
		sto-optik yorug'lik
	nazorat qilish qurilmalari	klapanlar, suyuqlik
	xarakteristikasi	kristall va yarim
	izchil tayoqlar	dirijyor transpa-
	ny nurlar:	payvandlar, qurilmalarga asoslangan
		va fotorefraktiv vositalar,
		Faraday izolyatorlari;
		elektron nur va
		suyuq kristall
	ko'rsatish qurilmalari	displeylar, lazer proyektorlari
	ma `lumot:	ion tizimlari, holo-
		grafik displeylar, si-
		hajmni shakllantirish tizimlari

	Ism
	intizom bo'limi
		juda ko'p tasvir;
		mikro yaratish tamoyillari
		elektromexanik
	mikroelektromexanika -	asboblar va fotolitografiya
		fiya, optik mikro-
	texnik dizayn	elektromexanik elementlar
		politsiya, mikro-
		elektromexanik
		qurilmalar;
		tolali komponentlar
	nazorat qilish qurilmalari	optik chiziqlar, modul-
		tori, multipleksorlar va
	leniya nuri op-
		demultipleksatorlar, izolyatorlar
	Soch	torlar, ulagichlar, distribyutorlar
	ot yoritgichlari:
		haydovchilar diqqat markazida
		elementlar;
		planar dielektrik
	nazorat qilish qurilmalari	to'lqin o'tkazgichlar, chiziqli bo'lmagan
		radiatsiya konvertorlari
	leniya nur in-	ionlar, kanal to'lqinlari
	integral optika:	ha, kirish/chiqish elementlari
		radiatsiya;
		optik sxemalar, optik
	nazorat qilish qurilmalari	ik tranzistor, mikro
	yorug'lik yonadi	chip, optik chegaralar
	fotonikga asoslangan	kitobxonlar, fotonik
	kristallar:	kristall tolalar

Kirish

Fotonika - yorug'lik zarralari, ya'ni fotonlar tomonidan yaratilgan nurlanishning turli shakllarini o'rganadigan fan.

Terminning ta'riflari

Qizig'i shundaki, "Fotonika" atamasining umumiy qabul qilingan ta'rifi yo'q.

Fotonika - fotonlarni, ayniqsa ko'rinadigan va yaqin infraqizil spektrda hosil qilish, boshqarish va aniqlash, ularning ultrabinafsha (to'lqin uzunligi 10-380 nm), uzun to'lqinli infraqizil (to'lqin uzunligi 15-150 mkm) va ultra-to'lqinlarga tarqalishi haqidagi fan. spektrning infraqizil qismlari (masalan, 2-4 THz 75-150 mikron to'lqin uzunligiga to'g'ri keladi), bu erda bugungi kunda kvant kaskad lazerlari faol rivojlanmoqda.

Fotonika shuningdek, fotonlarning emissiyasi, aniqlanishi, xatti-harakati, mavjudligi va yo'q qilinishi oqibatlari bilan bog'liq bo'lgan fizika va texnologiya sohasi sifatida tavsiflanishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, fotonika optik signallarni boshqarish va konvertatsiya qilish bilan shug'ullanadi va keng ko'lamli ilovalarga ega: optik tolalar orqali ma'lumot uzatishdan tortib, atrof-muhitdagi eng kichik o'zgarishlarga mos ravishda yorug'lik signallarini modulyatsiya qiluvchi yangi sensorlar yaratishgacha.

Ba'zi manbalar ta'kidlashicha, "optika" atamasi asta-sekin yangi umumlashtirilgan nom - "fotonika" bilan almashtiriladi.

Fotonika optik, elektro-optik va optoelektronik qurilmalarning keng doirasini va ularning turli xil ilovalarini qamrab oladi. Fotonika tadqiqotlarining asosiy yo'nalishlariga tolali va integratsiyalashgan optika, jumladan, chiziqli bo'lmagan optika, yarim o'tkazgich fizikasi va texnologiyasi, yarim o'tkazgich lazerlari, optoelektronik qurilmalar va yuqori tezlikdagi elektron qurilmalar kiradi.

Fanlararo yo'nalishlar

Yuqori global ilmiy-texnik faollik va yangi natijalarga bo'lgan katta talab tufayli

Fotonikda yangi fanlararo yo'nalishlar paydo bo'lmoqda:

Mikroto'lqinli fotonik optik signal va yuqori chastotali (1 gigagertsdan ortiq) elektr signali o'rtasidagi o'zaro ta'sirni o'rganadi. Ushbu soha mikroto'lqinli optika asoslarini, fotonik qurilmalarning mikroto'lqinli ishlashini, mikroto'lqinli qurilmalarning fotonik nazoratini, yuqori chastotali uzatish liniyalarini va mikroto'lqinli davrlarda turli funktsiyalarni bajarish uchun fotonikadan foydalanishni o'z ichiga oladi.

Kompyuter fotonikasi zamonaviy fizik va kvant optikasini, matematika va kompyuter texnologiyalarini birlashtirib, yangi g'oyalar, usullar va texnologiyalarni amalga oshirish imkoniyati paydo bo'lganda faol rivojlanish bosqichida.

Optoinformatika - optik texnologiyalar asosida axborotni uzatish, qabul qilish, qayta ishlash, saqlash va namoyish qilish uchun yangi materiallar, texnologiyalar va qurilmalarni tadqiq qilish, yaratish va ulardan foydalanish bilan bog'liq fan va texnika sohasi.

Fotonikaning boshqa fan sohalari bilan aloqasi

Klassik optika. Fotonika optika bilan chambarchas bog'liq. Biroq, optika yorug'likning kvantlanishini kashf qilishdan oldin bo'lgan (fotoelektrik effekt 1905 yilda Albert Eynshteyn tomonidan tushuntirilganida). Optikaning asboblari 1900-yildan ancha oldin ma'lum bo'lgan sindiruvchi linzalar, aks ettiruvchi oyna va turli xil optik to'plamlardir.Bu holda klassik optikaning asosiy tamoyillari, masalan, Gyuygens qoidasi, Maksvell tenglamalari va yorug'likning tekislanishi. to'lqinlar yorug'likning kvant xususiyatlariga bog'liq emas va optikada ham, fotonikada ham qo'llaniladi.

Zamonaviy optika Ushbu sohadagi "Fotonika" atamasi taxminan "Kvant optikasi", "Kvant elektronikasi", "Elektro-optika", "Optoelektronika" atamalari bilan sinonimdir. Biroq, har bir atama turli ilmiy jamiyatlar tomonidan turli qo'shimcha ma'nolarga ega: masalan, "kvant optikasi" atamasi ko'pincha asosiy tadqiqotlarni bildirsa, "Fotonika" atamasi ko'pincha amaliy tadqiqotlarni bildiradi.

Zamonaviy optika sohasidagi "Fotonika" atamasi ko'pincha quyidagilarni anglatadi:

Nurning o'ziga xos xususiyatlari Fotonik ishlov berish texnologiyalarini yaratish imkoniyati

signallar "Elektronika" atamasining o'xshashligi.

Fotonika tarixi

Fotonika fan sohasi sifatida 1960 yilda lazerning ixtiro qilinishi, shuningdek, 1970-yillarda lazer diodining ixtiro qilinishi bilan boshlandi, so'ngra yorug'likka asoslangan texnikalar yordamida ma'lumot uzatish vositasi sifatida optik tolali aloqa tizimlarining rivojlanishi boshlandi. Ushbu ixtirolar 20-asr oxirida telekommunikatsiya inqilobi uchun asos bo'lib, Internetning rivojlanishiga yordam berdi.

Tarixiy jihatdan "fotonika" atamasining ilmiy jamoatchilikda qo'llanilishining boshlanishi 1967 yilda akademik A. N. Tereninning "Bo'yoq molekulalarining fotonikasi" kitobining nashr etilishi bilan bog'liq. Bundan uch yil avval uning tashabbusi bilan Leningrad davlat universitetining fizika fakultetida biomolekulyar va fotonlar fizikasi kafedrasi tashkil etilgan bo‘lib, 1970 yildan buyon fotonika kafedrasi deb ataladi.

A. N. Terenin fotonikani "o'zaro bog'liq fotofizik va fotokimyoviy jarayonlar to'plami" deb ta'riflagan. Jahon fanida fotonlar axborot tashuvchisi bo'lgan tizimlarni o'rganuvchi fan sohasi sifatida fotonikaning keyingi va kengroq ta'rifi keng tarqaldi. Shu ma'noda, "fotonika" atamasi birinchi marta 9-Xalqaro Tezlik fotosuratlari kongressida eshitildi.

"Fotonik" atamasi 1980-yillarda telekommunikatsiya tarmoqlari provayderlari tomonidan elektron ma'lumotlarni optik tolali uzatishning keng qo'llanilishi munosabati bilan keng qo'llanila boshlandi (garchi optik tolali optika ilgari cheklangan foydalanishda ishlatilgan bo'lsa ham). Termindan foydalanish IEEE hamjamiyati arxivlangan hisobotni o'rnatganida tasdiqlandi

Bilan oxirida "Fotonika texnologiyasi xatlari" sarlavhasi 1980-yillar

IN Taxminan 2001 yilgacha bo'lgan bu davrda fotonika fan sohasi sifatida telekommunikatsiyalarga katta e'tibor qaratdi. 2001 yildan beri muddat

Fotonika shuningdek, fan va texnologiyaning ulkan sohasini qamrab oladi, jumladan:

lazer ishlab chiqarish, biologik va kimyoviy tadqiqotlar, tibbiy diagnostika va terapiya, displey va proyeksiya texnologiyasi, optik hisoblash.

Optoinformatika

Optoinformatika - fotonlar asosida axborotni uzatish, qabul qilish, qayta ishlash, saqlash va ko'rsatish uchun yangi texnologiyalar yaratiladigan fotonika sohasi. Umuman olganda, zamonaviy Internetni optoinformatikasiz tasavvur qilib bo'lmaydi.

Optoinformatika tizimlarining istiqbolli misollariga quyidagilar kiradi:

Bitta kanal bo'yicha ma'lumotlarni uzatish tezligi sekundiga 40 terabitgacha bo'lgan optik telekommunikatsiya tizimlari;

standart o'lchamdagi disk uchun 1,5 terabaytgacha bo'lgan ultra yuqori sig'imli optik gologramma saqlash moslamalari;

optik protsessorlararo aloqaga ega ko'p protsessorli kompyuterlar;

yorug'lik yorug'lik bilan boshqariladigan optik kompyuter. Bunday kompyuterning maksimal soat chastotasi 1012-1014 Gts bo'lishi mumkin, bu mavjud elektron analoglardan 3-5 daraja yuqori;

fotonik kristallar gigant dispersiyaga ega bo'lgan yangi sun'iy kristallar bo'lib, past optik yo'qotishlarni qayd etadi (0,001 dB/km).

1-ma'ruza 1-mavzu. Fotonika tarixi. Muammo

Biz elektron kompyutermiz.

1.1-bo'lim. Fotonika tarixi.

Axborotni uzatish uchun yorug'likdan foydalanish uzoq tarixga ega. Dengizchilar Morze kodidan foydalangan holda ma'lumot uzatish uchun signal lampalaridan foydalanganlar va dengiz chiroqlari asrlar davomida dengizchilarni xavf haqida ogohlantirgan.

Cloud Chappe 1890-yillarda Frantsiyada optik telegraf qurgan. Signalchilar Parijdan Lillgacha bo'lgan 230 km uzunlikdagi zanjir bo'ylab joylashgan minoralarda joylashgan edi. Xabarlar bir chekkadan ikkinchisiga 15 daqiqada uzatildi. Qo'shma Shtatlarda optik telegraf Bostonni shahar yaqinida joylashgan Marta's Vineyard oroli bilan bog'ladi. Bu tizimlarning barchasi oxir-oqibat elektr telegraflari bilan almashtirildi.

Ingliz fizigi Jon Tindall 1870 yilda yorug'likni ichki ko'zgularga asoslangan holda boshqarish imkoniyatini ko'rsatdi. Qirollik jamiyati yig'ilishida tozalangan suv oqimida tarqaladigan yorug'lik har qanday burchak atrofida egilishi mumkinligini ko'rsatdi. Tajribada suv bir xandaqning gorizontal tubidan oqib o'tib, parabolik yo'l bo'ylab boshqa xandaqqa tushdi. Yorug'lik suv oqimiga birinchi xandaqning pastki qismidagi shaffof derazadan kirdi. Tindall yorug'likni tangensial ravishda reaktivga yo'naltirganda, tomoshabinlar reaktivning egri qismida yorug'likning zigzag tarqalishini kuzatishlari mumkin edi. Xuddi shunday zigzag taqsimoti

Yorug'lik tarqalishi optik tolada ham sodir bo'ladi.

O'n yil o'tgach, Aleksandr Grem Bell yo'naltiruvchi fotofonni patentladi (rasm).

Linzalar va nometall tizimi yordamida yorug'lik shoxga o'rnatilgan tekis oynaga yo'naltirildi. Ovoz ta'sirida oyna tebrandi, bu esa aks ettirilgan yorug'likning modulyatsiyasiga olib keldi. Qabul qiluvchi qurilma selen asosidagi detektordan foydalangan, uning elektr qarshiligi tushayotgan yorug'lik intensivligiga qarab o'zgaradi. Selen namunasiga tushgan ovozli modulyatsiyalangan quyosh nuri qabul qiluvchi pallasida oqayotgan oqimni o'zgartirdi va ovozni hosil qildi. Ushbu qurilma nutq signalini 200 m dan ortiq masofaga uzatish imkonini berdi.

IN 20-asrning boshlarida dielektrik toʻlqin oʻtkazgichlarni, shu jumladan egiluvchan shisha tayoqchalarni nazariy va eksperimental tadqiqotlar olib borildi.

50-yillarda tasvirni uzatish uchun mo'ljallangan tolalar Amerika Optik kompaniyasida ishlagan Brayan O'Brayen va Narinder Kapani va Londondagi Imperial Fan va Texnologiya kollejidagi hamkasblari tomonidan ishlab chiqilgan.Ushbu tolalar yorug'lik qo'llanmalarida qo'llanilgan. insonning ichki organlarini vizual kuzatish uchun dori.Doktor Kapani birinchi bo'lib shisha qobig'ida shisha tolalarni ishlab chiqdi va 1956 yilda "optik tolalar" atamasini kiritdi.1973 yilda doktor Kapani optik tolali qismlarga ixtisoslashgan Kaptron kompaniyasiga asos soldi va kalitlar.

IN 1957 yilda Kolumbiya universiteti bitiruvchisi Gordon Gold lazerning intensiv yorug'lik manbai sifatida tamoyillarini ishlab chiqdi. Charlz Taunsning Artur Schawlow bilan Bell Laboratoriesdagi nazariy ishi ilmiy doiralarda lazer g'oyasini ommalashtirishga yordam berdi va ishlaydigan lazerni yaratishga qaratilgan eksperimental tadqiqotlar portlashini keltirib chiqardi. 1960 yilda Hughes laboratoriyasida Teodor Mayman dunyodagi birinchi yoqut lazerini yaratdi. Xuddi shu yili Taunes o'z ishini namoyish etdi geliy-neon lazer. 1962 yilda yarimo'tkazgich kristalida lazer generatsiyasi olindi. Bu optik tolali optikada ishlatiladigan lazer turi. Oltin katta kechikish bilan faqat 1988 yilda to'rttasini olishga muvaffaq bo'ldi

50-yillarda bajargan ish natijalariga asoslangan yangi patentlar	AQSh dengiz floti tolani joriy qildi
yillar va lazer bilan ishlash printsipiga bag'ishlangan.	1973 yilda USS Little Rock bortida optik aloqa. IN
Axborot tashuvchisi sifatida lazer nurlanishidan foydalanish	1976 yil, ALOFT dasturining bir qismi sifatida, Harbiy havo kuchlari
muloqot aloqa mutaxassislari tomonidan e'tiborsiz qolmadi	A-7 samolyotining kabel uskunasini tolaga almashtirdi
yaxshilik. Axborotni uzatish uchun lazer nurlanishining imkoniyatlari	optik Shu bilan birga, 302 ta mis kabelning kabel tizimi
shakllanishlar radiochastota imkoniyatlaridan 10 000 marta kattaroqdir	lei, uning umumiy uzunligi 1260 m va og'irligi 40 edi
th radiatsiya. Shunga qaramay, lazer nurlanishi to'liq emas	kg, umumiy uzunligi 76 m va og'irligi 1,7 bo'lgan 12 ta tolalar bilan almashtirildi.
Tashqi signallarni uzatish uchun javob beradi. Ishga	kg. Harbiylar ham birinchi bo'lib tolani kiritdilar
Ushbu turdagi chiziq tuman, tutun va yomg'irdan sezilarli darajada ta'sirlanadi,	optik chiziq. 1977 yilda 2 km lik tizim ishga tushirildi
shuningdek atmosferaning holati. Lazer nuridan ko'ra ko'proq	ma'lumot uzatish tezligi 20 Mb/s (sekundiga megabit)
Yer va Oy orasidagi masofani bosib o'tishdan ko'ra osonroqdir	du), sun'iy yo'ldosh yerosti stantsiyasini markaz bilan bog'lash
Manxettenning qarama-qarshi chegaralaridan. Shunday qilib,	boshqaruv.
dastlab lazer aloqa vositasi edi	1977 yilda AT&T va GTE tijorat faoliyatini yo'lga qo'yishdi
mos uzatish muhitiga ega bo'lmagan yorug'lik manbai.	optik tolaga asoslangan telefon tizimlari.
1966 yilda Charlz Kao va Charlz Xokxem ishlagan	Ushbu tizimlar o'z xususiyatlariga ko'ra ko'rib chiqilgan tizimlardan ustundir.
Ingliz telekommunikatsiya standartlari laboratoriyasi,	ilgari buzilmas ishlash standartlari, bu olib keldi
	70-yillarning oxiri va 80-yillarning boshlarida ularning tez tarqalishiga olib keldi
shaffoflikka erishishda uzatish vositasi sifatida foydalanish,	yillar. 1980-yilda AT&T katta hajmli soch simi loyihasini e'lon qildi.
zaiflashtirishni ta'minlash (uzatish yo'qotishlarini aniqlaydi	Boston va bog'lovchi ot optik tizimi
signal) 20 dB/km dan kam (kilometr uchun desibel). keldilar	Richmond. Loyihani amalga oshirish tezligini birinchi qo'ldan ko'rsatdi
Birinchisiga xos bo'lgan zaiflashuvning yuqori darajasi degan xulosa	seriyali yuqori tezlikda yangi texnologiyaning o'sish sifatlari
tolalar (taxminan 1000 dB / km), shishada mavjud bo'lganlar bilan bog'liq	tizimlar, va nafaqat eksperimental qurilmalarda. By-
aralashmalar. Ular uchun mos yaratish usuli	Shundan so'ng, kelajakda sochlarga e'tibor berish kerakligi aniq bo'ldi.
darajasining pasayishi bilan bog'liq tolali aloqa	avtobus imkoniyatlarini ko'rsatgan ot-optik texnologiya.
shisha ichidagi aralashmalar.	keng amaliy qo'llanilishi.
1970 yilda Robert Maurer va uning hamkasblari	Texnologiyaning rivojlanishi bilan u ham xuddi shunday tez kengayadi
Corning Glass Works meni susaytirishi bilan birinchi tolani oldi.	elk va ishlab chiqarish kuchaydi. 1983 yilda allaqachon bitta
20 dB/km ni tashkil qiladi. 1972 yilga kelib, laboratoriya sharoitida bunga erishildi	modal optik tolali kabel, lekin uning amaliy qo'llanilishi
darajasi 4 dB / km ni tashkil etdi, bu Kao mezoniga mos keldi va	foydalanish ko'p muammolar bilan bog'liq edi, shuning uchun
Xokxem. Hozirgi vaqtda eng yaxshi tolalar bir darajaga ega	ko'p yillar davomida bunday kabellarni to'liq ishlatish uchun
yo'qotishlar 0,2 dB/km.	faqat ba'zi maxsus ishlanmalarda muvaffaqiyatga erishdi.
Yarim sohada bundan kam muvaffaqiyatga erishilgani yo'q.	1985 yilga kelib, ma'lumotlarni uzatishning asosiy tashkilotlari
Supero'tkazuvchilar manbalar va detektorlar, ulagichlar, texno-	uzoq masofalar, AT&T va Moskva viloyati nafaqat amalga oshirildi
uzatish texnologiyasi, aloqa nazariyasi va boshqa tegishli	bitta rejimli optik tizimlar bo'ladimi, lekin ularni ham tasdiqladi
optik tolali hududlar. Bularning barchasi birgalikda katta qiziqish bilan	kelajakdagi loyihalar uchun standart.
so'mlik optik tolali aloqaning aniq afzalliklaridan foydalanish uchun	Kompyuter sanoati, texnologiya bo'lishiga qaramay
tics sezilarli darajada sabab bo'ldi	Kompyuter tarmoqlari va ishlab chiqarishni boshqarish texnologiyasi unchalik emas
optik tolali tizimlarni yaratish yo'lida taraqqiyot.	harbiy va telekommunikatsiya kompaniyalari kabi tezda oldi

tolali optika foydalanishga kiritildi, ammo bu sohalarda yangi texnologiyani tadqiq qilish va joriy etish bo'yicha eksperimental ishlar ham olib borildi. Axborot asrining kelishi va natijada yanada samarali telekommunikatsiya tizimlariga bo'lgan ehtiyoj optik tolali texnologiyaning yanada rivojlanishiga turtki bo'ldi. Bugungi kunda ushbu texnologiya telekommunikatsiya sohasidan tashqarida keng qo'llaniladi.

Masalan, kompyuter ishlab chiqarishda yetakchi bo‘lgan IBM kompaniyasi 1990-yilda optik tolali optikaga asoslangan tashqi disk va lenta drayvlari bilan aloqa bog‘lovchi boshqaruvchisidan foydalanadigan yangi yuqori tezlikdagi kompyuter chiqarilishini e’lon qildi. Bu ommaviy ishlab chiqarilgan uskunalarda optik tolali birinchi foydalanishni ko'rsatdi. ESCON deb nomlangan tolali kontrollerning joriy etilishi axborotni yuqori tezlikda va uzoqroq masofalarga uzatish imkonini berdi. Oldingi mis tekshirgich modeli maksimal uzatish liniyasi uzunligi 400 fut bo'lgan 4,5 Mbit / s ma'lumotlarni uzatish tezligiga ega edi. Yangi kontroller bir necha mil masofada 10 Mbit/s tezlikda ishlaydi.

1990 yilda Lin Mollinar taxminan 7500 km masofada 2,5 Gb / sek tezlikda signalni qayta tiklashsiz uzatish qobiliyatini namoyish etdi. Odatda, optik tolali signal kuchaytirilishi va vaqti-vaqti bilan o'zgartirilishi kerak - taxminan har 25 km. Uzatish vaqtida optik tolali signal kuchini yo'qotadi va buziladi. Mollinard tizimida lazer soliton rejimida ishlagan va erbiy qo'shimchalari bilan o'z-o'zini kuchaytiruvchi toladan foydalangan. Soliton (juda tor diapazon) impulslari tola bo'ylab harakatlanayotganda tarqalmaydi va asl shaklini saqlaydi. Shu bilan birga, Yaponiyaning Nippon Telephone & Telegraph kompaniyasi sezilarli darajada qisqaroq masofani bosib o'tgan bo'lsa-da, 20 Gb / s tezlikka erishdi. Soliton texnologiyasining ahamiyati oraliq kuchaytirgichlarni o'rnatishni talab qilmaydigan Tinch okeani yoki Atlantika okeani tubi bo'ylab optik tolali telefon tizimini yotqizishning asosiy imkoniyatidadir. Biroq, bilan

1992 yildan beri soliton texnologiyasi laboratoriya namoyishlari darajasida qolmoqda va hali tijorat qo'llanilishini topmagan.

Axborot davri Axborotni manipulyatsiya qilish bilan bog'liq jarayonlar

shakllanishi, elektronikadan foydalanishga asoslangan: 1.Sbrr

2. Saqlash

3. Qayta ishlash va tahlil qilish

4. Transfer

Ushbu jarayonlarni amalga oshirish uchun juda zamonaviy uskunalar qo'llaniladi: kompyuterlar, elektron ofislar, keng telefon tarmoqlari, sun'iy yo'ldoshlar, televizor va boshqalar. Atrofga nazar tashlasangiz, yangi davr kelishining ko'plab dalillarini topishingiz mumkin. Axborot sanoatida xizmatlarning yillik o'sishi hozirda taxminan 15% ni tashkil qiladi.

Quyida muhimligini ko'rsatadigan faktlar keltirilgan

Va zamonaviy hayotda elektronikaning istiqbollari.

IN 1988 yilda Qo'shma Shtatlarda 165 million telefon mavjud edi 1950 yilda atigi 39 mln. Bundan tashqari, telefon kompaniyalari tomonidan ko'rsatiladigan xizmatlar ancha xilma-xil bo'ldi.

1950 yildan 1981 yilgacha telefon tizimining sim uzunligi 147 million mildan 1,1 milliard milyagacha oshdi.

IN 1990 yilda AQSh telefon tizimlarida optik tolaning umumiy uzunligi taxminan 5 million milni tashkil etdi. 2000 yilga kelib u 15 million milyagacha oshadi. Bunday holda, har bir tolaning imkoniyatlari bir nechta mis kabellarning imkoniyatlariga mos keladi.

IN 1989 yilda AQShda 10 millionga yaqin shaxsiy kompyuterlar sotilgan. 1976 yilda shaxsiy kompyuterlar umuman yo'q edi. Endi bu har qanday ofis va sanoat ishlab chiqarishidagi uskunaning umumiy elementidir.

IN Hozirgi vaqtda AQShda minglab kompyuter ma'lumotlar bazalariga kirish shaxsiy kompyuter va oddiy telefon tarmog'i orqali mavjud.

Ish yozishmalarida faksimil xabarlar (fakslar) ustunlik qildi.

Birinchi optik tolali telefon tizimi	Telekommunikatsiya va kompyuterlar
1977 yilda o'rnatilgan kabel ma'lumotlarni uzatish imkonini berdi	Yaqin vaqtgacha ular orasida aniq farq bor edi
44,7 Mb/sek tezlikda shakllantirish va muzokaralar olib borish	telefon tizimining bir qismi bo'lgan narsa o'rtasidagi farq va
bir vaqtning o'zida 672 ta kanalda. Bugungi kunda Sonet tizimi	kompyuter tizimi bilan bog'liq bo'lganlar. Masalan, televizor
optik telefoniyadagi standart tizim bo'lib, imkon beradi	fon kompaniyalari kompyuter bozorida ishtirok etish taqiqlangan edi
ma'lumotlarni maksimal 10 Gb/sek tezlikda uzatish;	tikan texnologiyasi. Bugungi kunda taqiq rasman o'z kuchida qoladi,
Bu birinchi optikaning imkoniyatlaridan taxminan 200 barobar ko'pdir	ammo uning ta'siri sezilarli darajada zaiflashadi. Kompyuterlar
kimyoviy tizim. Kutilayotgan muvaffaqiyat va standartlashtirish	endi telefon liniyalari orqali ma'lumotlarni uzatishi mumkin va ular
sezilarli darajada yuqori tezliklar, ular hali mavjud emas
zamonaviy elektron komponentlar haqida.	kompyuter) uzatishdan oldin signal. Telefon va aloqa
Yuqoridagi barcha misollar foydalanishni o'z ichiga oladi	Kompyuter kompaniyalari axborot bozorida tobora kuchayib bormoqda.
axborot manbalari va ularni birlashtirish vositalari. Ma'lumot ostida	matatsion texnologiyalar.
bu yerda telefon suhbatining mazmuni deb tushunish mumkin	Ushbu taqiqning kuchsizlanishiga sabab bo'lgan sabablar:
do'stingiz bilan o'g'ri yoki biron bir loyiha. Axborot uzatish vositalari	aniq. Elektron texnologiyalarning rivojlanishi yaqinlikni nazarda tutadi
bir joydan ikkinchi joyga o'tkazish egalik nuqtai nazaridan muhim ahamiyatga ega	uning turli yo'nalishlarining o'zaro ta'siri. O'rtasidagi farq
mamlakatning istalgan nuqtasida to'liq hajmdagi ma'lumotlar. Sifatida	kompyuter va telefon texnologiyalari yanada zaiflashdi
Axborot uzatish misolini televizor sifatida keltirish mumkin	1982 yil eng yirik korporatsiya AT&T qulagandan keyin
boshqa uchida abonent bilan fon suhbati	global miqyosdagi qismlar. Axborot tarmog'i rivojlanmoqda
mamlakatlar, va qo'shni idoralar o'rtasidagi suhbat, ajratilgan	yagona tizim. Endi nima ekanligini aniqlash tobora qiyinlashmoqda
bir nechta eshik. Telefon kompaniyalari tobora ko'proq foydalanmoqda	telefon kompaniyalari tarmoqning bir qismi, tarmoqning qaysi qismi uchun javobgardir
uzatish uchun bir xil raqamli texnologiyalardan foydalaning	joylashgan va kompyuter kompaniyalariga tegishli
	uy egasining mulki.
Albatta, lekin axborotni uzatish uchun raqamli texnologiyalar nuqtai nazaridan	Qo'shma Shtatlarda kabel tarmog'ining rivojlanishi, qo'shilishi bilan birga
	kompyuter ma'lumotlarini taqdim etilayotgan xizmatlar doirasiga o'tkazish
	telefon kompaniyalari eng yaxshi dalildir
raqamli impulslar yoki raqamlar, ularning turi aniq mos keladi	axborot asrining kelishi bilan bog'liq imtiyozlar.
kompyuter ma'lumotlariga mos keladi. Bunday transformatsiya	Ilgari telefon kompaniyalari ikki tomonlama aloqani ta'minlagan
raqamli audio signal telefon kompaniyalariga imkon beradi	abonentlar o'rtasida POTS (Plain Old Telefon Ser-
suhbatni kamroq buzilish bilan yaxshiroq uzating. Ko'pchilikda	yomonliklar - oddiy eski telefon xizmatlari). Hozirda
Ko'pgina yangi telefon tizimlari raqamli tizimdan foydalanadi	Avtomatik kabi ko'plab boshqa xizmatlar paydo bo'ldi
texnologiya. 1984 yilda markaziy telefon liniyalarining 34% ga yaqini	Xitoy dial-up, avtomatik javob berish mashinasi va boshqalar. (bu xizmatlar PANS deb ataladi
stansiyalar raqamli uzatish uskunasidan foydalangan. TO	Juda ajoyib yangi xizmatlar - shunchaki ajoyib yangi
1994 yilda bu ko'rsatkich 82% gacha ko'tarildi. Optik tolali	xizmatlar). Telefon kompaniyalari integratsiyani yaratishga qaratilgan
raqamli telekommunikatsiyalar uchun juda qulay. By-	Integratsiyalashgan xizmatlarning raqamli tarmog'i,
samaradorlik, ishonchlilik, tezlik va talablarni oshirish	ISDN), davlatning telefon tarmog'i orqali uzatish uchun mo'ljallangan
xarakteristikalar bilan iqtisodiy ma'lumotlarni uzatish ta'minlanadi	los, ma'lumotlar va video tasvirlar. Bunday turdagi tarmoqlar taqdim etiladi
optik tolali tizimlarning kami.	har qanday turdagi ma'lumotlarni uzatish imkonini beradi
	istalgan joyda va istalgan vaqtda.

Optik tolali alternativ

Ushbu bobda muhokama qilingan global tarmoq axborot uzatish uchun samarali vositani talab qiladi. Mis kabel yoki mikroto'lqinli uzatishdan foydalanishga asoslangan an'anaviy texnologiyalar kamchiliklarga ega va optik tolali optikaga nisbatan sezilarli darajada past. Misol uchun, mis kabellar cheklangan uzatish tezligiga ega va tashqi maydonlarga sezgir. Mikroto'lqinli uzatish, garchi u ma'lumot uzatishning juda yuqori tezligini ta'minlay olsa ham, qimmat uskunalardan foydalanishni talab qiladi va ko'rish chizig'i bilan cheklangan. Optik tolalar ma'lumotni mis kabellarga qaraganda sezilarli darajada yuqori tezlikda uzatishi mumkin va mikroto'lqinli texnologiyaga qaraganda ancha arzonroq va kamroq cheklovlidir. Optik tolaning imkoniyatlari endigina amalga oshirila boshlandi. Hozirda optik tolali liniyalar o'z xususiyatlariga ko'ra mis kabelga asoslangan hamkasblaridan ustundir va shuni hisobga olish kerakki, mis kabellarning texnologik imkoniyatlari rivojlana boshlagan optik tolali texnologiyaga qaraganda kamroq rivojlanish salohiyatiga ega. Optik tolalar axborot inqilobining ajralmas qismi, shuningdek, butun dunyo kabel tarmog'ining bir qismi bo'lishni va'da qilmoqda.

Optik tolalar har bir insonning hayotiga ta'sir qiladi, ba'zida deyarli sezilmaydi. Bu erda optik tolali aloqalarning hayotimizga befarq kirib borishiga bir nechta misollar keltirilgan:

uyingizga kabel orqali kirish; bilan ofisingizdagi elektron jihozlarni ulash

boshqa idoralardagi jihozlar; avtomobilingizdagi elektron komponentlarni ulash;

sanoat jarayonlarini boshqarish.

Optik tolalar - bu o'z rivojlanishini endi boshlayotgan yangi texnologiya, ammo uni turli ilovalar uchun uzatish vositasi sifatida ishlatish zarurati allaqachon isbotlangan.

dachalar va optik tolaning xususiyatlari kelajakda uni qo'llash doirasini sezilarli darajada kengaytiradi.

1.2. Elektron kompyuterlar muammolari.

Birinchi ommaviy ishlab chiqarilgan tranzistorli asosiy kompyuterlar 1958 yilda AQSh, Germaniya va Yaponiyada bir vaqtning o'zida chiqarilgan. Sovet Ittifoqida birinchi chiroqsiz "Setun", "Razdan" va "Razdan 2" 1959-1961 yillarda yaratilgan. 60-yillarda sovet dizaynerlari tranzistorli kompyuterlarning 30 ga yaqin modellarini ishlab chiqdilar, ularning aksariyati ommaviy ishlab chiqarila boshlandi. Ulardan eng kuchlisi Minsk 32 soniyasiga 65 ming operatsiyani bajargan. Avtoulovlarning butun oilalari paydo bo'ldi: "Ural", "Minsk", BESM. Ikkinchi avlod kompyuterlari orasida rekordchi BESM 6 bo'ldi, u soniyasiga millionga yaqin operatsiya tezligiga ega bo'ldi - bu dunyodagi eng samaralilaridan biri.

Uchinchi avlod kompyuterlarining elementar asosiga aylangan integral mikrosxemalar ixtirosida ustuvorlik bu kashfiyotni bir-biridan mustaqil ravishda amalga oshirgan amerikalik olimlar D.Kilbi va R.Noyslarga tegishli. Integral mikrosxemalarni ommaviy ishlab chiqarish 1962 yilda boshlangan

yili va 1964 yilda diskret elementlardan integral elementlarga o'tish tez sur'atlar bilan amalga oshirila boshlandi. 1971 yilda yuqorida aytib o'tilgan 9x15 metr o'lchamdagi ENIAC 1,5 kvadrat santimetr plastinkaga yig'ilishi mumkin edi. 1964 yilda IBM uchinchi avlod kompyuterlari bo'lgan IBM oilasining oltita modelini (System 360) yaratishni e'lon qildi. Modellar bitta buyruq tizimiga ega bo'lib, bir-biridan operativ xotira miqdori va ishlashi bilan farq qilar edi.

70-yillarning boshlari to'rtinchi avlod kompyuterlariga o'tishni anglatadi - ultra katta integral mikrosxemalarda.

(VLSI). Yangi avlod kompyuterlarining yana bir belgisi arxitekturadagi keskin o'zgarishlardir.

To'rtinchi avlod texnologiyasi kompyuterning sifat jihatidan yangi elementini - mikroprotsessor yoki chipni (inglizcha chip so'zidan) tug'di. 1971 yilda ular mikrodasturlari avval doimiy xotiraga kiritilishi kerak bo'lgan kichik operatsiyalar to'plamini kiritish orqali protsessorning imkoniyatlarini cheklash g'oyasini ilgari surdilar. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, 16 kilobitli faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotiradan foydalanish 100-200 ta an'anaviy integral mikrosxemalarni yo'q qiladi. Shunday qilib, hatto bitta chipda ham amalga oshirilishi mumkin bo'lgan va dastur uning xotirasida abadiy saqlanishi mumkin bo'lgan mikroprotsessor g'oyasi paydo bo'ldi.

70-yillarning o'rtalariga kelib, kompyuter bozoridagi vaziyat keskin va kutilmagan tarzda o'zgara boshladi. Kompyuterlarni rivojlantirish uchun ikkita tushuncha aniq paydo bo'ldi. Birinchi kontseptsiya superkompyuterlarda, ikkinchisi esa shaxsiy kompyuterlarda o'z ifodasini topgan. O'ta yirik integral mikrosxemalar asosida yaratilgan to'rtinchi avlod yirik kompyuterlaridan Amerikaning "Krey-1" va "Krey-2" mashinalari, shuningdek, "Elbrus-1" va "Elbrus-2" sovet modellari ajralib turdi. ayniqsa yaxshi. Ularning birinchi namunalari atrofida paydo bo'ldi

bir vaqtning o'zida - 1976 yilda. Ularning barchasi superkompyuterlar toifasiga kiradi, chunki ular o'z davri uchun nihoyatda erishish mumkin bo'lgan xususiyatlarga ega va juda qimmat. 1980-yillarning boshlariga kelib, shaxsiy mahsuldorlik

kompyuterlar sekundiga yuz minglab operatsiyalarni tashkil etdi, superkompyuterlarning ishlashi soniyada yuzlab million operatsiyalarga etdi va jahon kompyuter parki 100 milliondan oshdi.

Gordon Murning hozirgi mashhur maqolasi chop etildi

"Integral mikrosxemalardagi elementlar sonining to'lib ketishi"

Fairchild Semiconductors kompaniyasining o'sha paytdagi rivojlanish bo'yicha direktori va Intel korporatsiyasining bo'lajak hammuassisi mikroelektronikaning keyingi o'n yilga rivojlanishini bashorat qilgan holda ("Integral mikrosxemalar ustiga ko'proq komponentlarni siqish") mikroelektronikaning keyingi o'n yil davomida rivojlanishini bashorat qilgan. elektron sxemalarning chiplari har yili ikki baravar ko'payadi. Keyinchalik, 1975 yilda Xalqaro elektron qurilmalar yig'ilishida tinglovchilar oldida nutq so'zlagan Godron Mur, so'nggi o'n yil ichida chiplardagi elementlarning soni aslida har yili ikki baravar ko'payganini ta'kidladi, ammo kelajakda chiplarning murakkabligi oshgani sayin, chiplarda tranzistorlar har ikki yilda ikki barobar ortadi. Bu yangi bashorat ham amalga oshdi va Mur qonuni shu shaklda (ikki yil ichida ikki baravar ko'payadi) hozirgi kungacha davom etmoqda, buni quyidagi jadval (1.4-rasm) va grafikdan yaqqol ko'rish mumkin.

Intel o'tgan yil davomida amalga oshirgan so'nggi texnologik sakrashga ko'ra, chipdagi tranzistorlar soni ikki baravar ko'p bo'lgan ikki yadroli protsessorlarni tayyorladi va Medisondan Montecitoga o'tgan taqdirda, bu sonni to'rt baravar oshirdi, keyin Mur qonuni. qisqa muddatga bo'lsa-da, o'zining asl ko'rinishiga qaytmoqda - yiliga chipdagi elementlar sonini ikki baravar oshirmoqda. Mikroprotsessorlarning soat tezligi qonunining natijasini ko'rib chiqish mumkin, garchi Gordon Mur uning qonuni faqat chipdagi tranzistorlar soniga tegishli ekanligini bir necha bor ta'kidlagan va uni aks ettiradi.

Rossiyada ishlab chiqarilgan fuqarolik fotonik mahsulotlarini sotish hajmi, milliard rubl. yilda

Rossiya Federatsiyasida ishlab chiqarilgan fuqarolik fotonik mahsulotlarini sotish hajmi (ichki bozor/eksport) (yiliga milliard rubl)

Rossiya Federatsiyasi Hukumatining 2013 yil 24 iyuldagi 1305-r-son buyrug'i bilan“Optoelektron texnologiyalarni (fotonikani) rivojlantirish” chora-tadbirlar rejasi (“yo‘l xaritasi”) tasdiqlandi.

Rossiya Sanoat va savdo vazirligining 2016 yil 27 oktyabrdagi 3385-son buyrug'i bilan Davlat dasturlari va davlat korporatsiyalarini innovatsion rivojlantirish dasturlari doirasida sohani rivojlantirish bo‘yicha faoliyatni muvofiqlashtirish bo‘yicha fotonika ishchi guruhi tarkibiga o‘zgartirishlar kiritildi. davlat ishtirokidagi kompaniyalar va Rossiya Sanoat va savdo vazirligining 2013 yil 29 noyabrdagi 1911-son buyrug'i bilan tasdiqlangan Photonics texnologiya platformasi dasturlari.

Mordoviya Respublikasi 2008 yil 18 fevralda "Optik tolali tizimlar" aksiyadorlik jamiyati (keyingi o'rinlarda OVS OAJ deb yuritiladi) davlat ro'yxatidan o'tkazildi. Kompaniyaning investorlari OAJ RUSNANO, MChJ GPB - High Technologies, Mordoviya Respublikasi.

OVS OAJning asosiy maqsadi - Rossiyada birinchi optik tola ishlab chiqarish zavodini yaratish loyihasini amalga oshirish. Zavodning qurilishi va ishga tushirilishi “OVS” AJ tomonidan Rosendahl Nextrom (Finlyandiya) bilan hamkorlikda amalga oshirilmoqda. Rosendahl Nextrom loyiha uchun asbob-uskunalar yetkazib beradi va ishlab chiqarish texnologiyasini, jumladan patentlar va nou-xaularni, shuningdek, xodimlarni o'qitish va stajirovkani o'tkazadi.
Loyiha telekommunikatsiya va texnik optik tolani sanoatda ishlab chiqarish, optik tolada nanostrukturalarni yaratish bo‘yicha eng so‘nggi yutuqlarni joriy etish va tolaning xususiyatlarini yaxshilash uchun nanotexnologiyalardan foydalanishni nazarda tutadi. Optik tola statsionar optik aloqa tarmoqlarini qurish uchun ishlatiladigan optik tolali aloqa kabellarini ishlab chiqarish uchun asosiy xom ashyo hisoblanadi.
"OVS" OAJ zavodi joriy konfiguratsiyada yiliga 2,4 million km optik tola ishlab chiqarish quvvatiga ega bo'lib, bu Rossiya kabel zavodlarining optik tolaga bo'lgan ehtiyojini 40-50% va mahalliy kabel zavodlarining ehtiyojini 100% qondiradi. davlat xaridlari tizimi orqali sotiladigan ishlab chiqarish maqsadlari uchun optik tolali kabel mahsulotlari uchun. Xuddi shu ishlab chiqarish maydonchasida texnologik uskunalarni yangilash orqali yiliga 4,5 million km (joriy bozor hajmining 70-100%) ishlab chiqarish hajmini oshirish mumkin.
Optik tolalarni ommaviy ishlab chiqarishni tashkil etish nafaqat Rossiyaning 14 ta optik kabellar ishlab chiqarish zavodlarini mahalliy xomashyo bilan ta'minlabgina qolmay, balki tolani MDH davlatlari va uzoq xorijga eksport qilishni ham tashkil qiladi.
Zavodning ochilishi 2015 yil 25 sentyabrda bo'lib o'tdi. Rasmiy ishga tushirish marosimida Rossiya Federatsiyasi Bosh vaziri o‘rinbosari Arkadiy Dvorkovich, Mordoviya Respublikasi rahbari Vladimir Volkov va RUSNANO boshqaruvi raisi Anatoliy Chubays ishtirok etdi.
2016 yil oktabrgacha zavod optik tolani sinovdan o'tkazish va sertifikatlashni amalga oshirdi, shu jumladan "Rostelecom" OAJ bilan mahalliy optik tolaning sifatini tasdiqladi. 2016-yil 15-oktabrdan “OVS” OAJ mahsulotlarini sanoat ishlab chiqarishi boshlandi.

Kaluga viloyati. Obninskda xalqaro (Rossiya-Germaniya) loyihasi doirasida mintaqaviy lazer innovatsiya va texnologiya markazi - jamoaviy foydalanish markazi (Kaluga LITC-TsKP) tashkil etildi. Markazning vazifasi mintaqa sanoatida lazer texnologiyalari va uskunalarini ilgari surishdan iborat. Bunga erishish uchun Markaz konsalting faoliyatini olib boradi, zamonaviy lazer uskunalarini namoyish etadi, kadrlar tayyorlash va malakasini oshirishga xizmat qiladi. Kaluga LITC-TsKP mintaqaviy innovatsion tuzilmaning bir qismi bo'lib, mintaqaviy hukumat tomonidan subsidiyalar shaklida qo'llab-quvvatlanadi, shuningdek, biznes missiyalari ko'rinishidagi marketing kampaniyalarida ishtirok etish uchun taklifnomalardan foydalanadi.

Perm viloyati. Perm oʻlkasi hukumati koʻmagida “Navigatsiya asboblarini yaratish uchun fotonik integral mikrosxemalarning yuqori texnologiyali ishlab chiqarishini yaratish” loyihasi (“Perm ilmiy-ishlab chiqarish asbobsozlik kompaniyasi” OAJ) vazirlik grantini oldi. miqdorida Rossiya Ta'lim va fan vazirligi 160 million rubl.

Perm viloyati. Perm o'lkasi hukumati ko'magida "Chaqmoq kabeliga o'rnatilgan optik kabel ishlab chiqarishni yaratish" loyihasi (Inkab MChJ) Rossiya Sanoat va savdo vazirligi tomonidan ustuvor kompleks investitsiya loyihalari ro'yxatiga kiritilgan. Rossiya kredit tashkilotlaridan olingan kreditlar bo'yicha to'langan foizlarni qoplash uchun subsidiyalar oladigan, subsidiyaning taxminiy miqdori yaqin. 100 million rubl.

Perm viloyati.“Umnik” innovatsiyalarni qo‘llab-quvvatlash jamg‘armasi dasturi bo‘yicha o‘tkazilgan hududiy tanlov natijalariga ko‘ra 2014-yilda Fondning viloyat vakolatxonasi tomonidan ShK hukumati ko‘magida tashkil etilgan “Fotonika” klasterining yosh olimlari jami ikkita grantga sazovor bo‘ldi. 800 ming rubl.:

• “Optik-tolali bortda o‘lchash va aloqa tizimini ishlab chiqish.
• «Galereyaning shivirlash rejimi» effekti asosida integratsiyalashgan optik giroskopni ishlab chiqish;

Samara viloyati. Ushbu sohada eng muhim fundamental va amaliy tadqiqotlar va ishlanmalarni ishlab chiqish lazer texnologiyasini rivojlantirishning ustuvor yo'nalishlarida amalga oshiriladi:

• lazer texnologiyalari sohasidagi fundamental tadqiqotlar: SF IRE RAS, Optika va biofotonika ilmiy-ta'lim instituti nomidagi SDU. N.G. Chernishevskiy, NPP Injekt MChJ;
• lazer texnologiyalari sohasida amaliy tadqiqotlar: nomidagi SDU Optika va biofotonika ilmiy-ta'lim instituti. N.G. Chernishevskiy, "Almaz" AES FDU, "Pribor-T" SSTU ilmiy-ishlab chiqarish kompaniyasi, "Kantegir" YoAJ, "TsNIIIIA" OAJ, "Piezon" NPF, "Volga" belgisini sintez qilish elektroniği ilmiy-tadqiqot instituti, "Injekt" NPP MChJ ", "Nanostrukturali shisha texnologiyasi" MChJ, "Erbiy" MChJ va boshqalar;
• moddiy-texnika bazasini va lazer texnologiyalari infratuzilmasini rivojlantirish: MChJ AES "Injekt", NPF "Pribor-T" SSTU, "Kantegir" OAJ;
• lazer texnologiyalari sohasida kadrlar tayyorlash: nomidagi SDU Optika va biofotonika ilmiy-ta’lim instituti. N.G. Chernishevskiy, NPF "Pribor-T" SSTU va boshqalar.