Фундаментальная наука как предвестник новых социально-значимых технологий и бизнес-организация современных высокотехнологических предприятий 

Союз выпускников выступил с предложением провести в рамках мероприятий по празднованию 80-летия физического факультета конференцию «Фундаментальная наука как предвестник новых социально-значимых технологий и бизнес-организация современных высокотехнологических предприятий». Это предложение было поддержано деканом профессором Н.Н. Сысоевым, который на всех этапах ее подготовки, принимал активное участие в качестве председателя конференции. Конференция состоялась 14 ноября 2013 года и была проведена в ЦФА им. Р.В. хохлова. Еще на ранних этапах формирования программы конференции было принято решение, что в ее основу следует положить идею неразрывности образования и перспектив участия молодых исследователей в технологическом прорыве государства. 

Хорошо известно, что именно фундаментальная наука в современном мире обеспечивает перспективы технологического развития. В настоящее время в мире около 70% прироста валового внутреннего продукта приходится на долю новых знаний, воплощаемых в инновационных технологиях производства и управления. Т.е. наука становится решающей производительной силой. Предметом конференции явилось обсуждение влияния фундаментальной науки на развитие социально-значимых технологий на примере достижений в области фотоники, оптоэлектроники и сенсорики. Эти области физики и технологии, покрывающие широкий спектр оптических, электрооптических и оптоэлектронных устройств и их разнообразных применений. В этих областях ученые нашей страны вообще, и выпускники физического факультета, в частности, достигли ощутимых достижений, в том числе и на современном этапе развития нашей страны. Отметим, что, например, только мировой рынок фотоники составляет сегодня около 420 млрд долларов в год, его темпы его роста — 6-8% годовых. По оценкам Европейской комиссии в 2015 году мировой рынок фотоники составит около 500 миллиардов долларов США. 

Конференцию открыл декан факультета профессор Н.Н. Сысоев, который в своем вступительном слове обозначил важность встреч выпускников со студентами физического факультета. В этих встречах рождаются и новые подходы, влияющие на развитие современного образовательного процесса. Такие встречи дадут возможность оценить нынешним студентам их дальнейшие жизненные перспективы, в основе которых лежит применение знаний, полученных в alma mater. 

 Академик В.Я. Панченко (выпускник 1971 года, ныне Председатель Совета РффИ и зав. кафедрой медицинской физики) выступил с докладом «фотоника и высокие медицинские технологии». 

В начале своего выступления он обратился к истории развития работ по квантовой электронике и нелинейной оптике. У истоков этих исследований стояли выдающиеся ученые нашей страны Нобелевские лауреаты академики Н.Г. Басов и А.М. Прохоров, а также лауреаты ленинской премии наши выпускники и заведующие кафедрами академик Р.В. хохлов и профессор С.А. Ахманов. Их научные достижения признаны мировым сообществом и стали основой многих высоких фотонных технологий. Докладчик отметил, что на физическом факультете под руководством профессора л.Н. Рашковича были выполнены работы по росту крупных нелинейно-оптических монокристаллов KDP, которые ныне стали основой для создания сверхмощных лазерных систем для управляемого термоядерного синтеза. 

 Далее в своем докладе В.Я. Панченко остановился на нескольких прорывных лазерно-медицинских технологиях. В настоящее время достижения в области создания фемтосекудных лазеров позволили выйти на реализацию новых методов в офтальмологии. В этом направлении значительные результаты, связанные с применением фемтосекундного лазера, достигнуты в рефракционной хирургии при операциях на роговице и хрусталике в целях коррекции близорукости, дальнозоркости, астигматизма, экстракция катаракты и др. Перспектива их дальнейшего развития связана с применением методов адаптивной оптики для управляемого воздействия лазерного излучения на биоткань. Другое новое направление в создании новых высоких технологий относится к биомедицинским технологиям, в которых используется излучение в терагерцовом диапазоне частот от 100 ГГц до 10 ТГц. Терагерцовое излучение, получаемое с использованием разного типа лазеров, может быть эффективно задействовано при разработке новых методов ранней неинвазивной диагностики меланомы кожи in vivo. Здесь следует ориентироваться на экспериментальное исследование спектральных особенностей биологических тканей in vitro и in vivo, на создание базы данных ТГц оптических характеристик тканей кожи и её пигментных новообразований. В своем докладе В.Я. Панченко сделал акцент и на новые принципы хирургического вмешательства в режиме оперативного контроля процесса лазерного воздействия на биоткань с использованием сигнала обратной связи. В настоящее время на базе непрерывного СО2-лазера создана лазерная хирургическая установка класса интеллектуальных медицинских систем с контролем в реальном масштабе времени процесса абляции биотканей по обратно рассеянному излучению. В системе заложены такие функции оперативного контроля как диагностика процесса испарения определенного типа биоткани, так и определение момента перехода излучения к другому типу испаряемой ткани; а также управление лазерным испарением тканей в реальном масштабе времени. Причем о том, что, например, опухоль удалена, и лазер воздействует уже на здоровую ткань, система информирует хирурга через доли секунды. Клинические испытания этой лазерной системы в настоящее время проводятся в Московском научно-исследовательском онкологическом институте им. П.А. Герцена. Приведенные примеры новых высоких медицинских технологий основаны на достижениях ученых, работающих, в том числе и на физическом факультете МГУ. 

В докладе академика Сигова А.С. (выпускник 1968 г., ныне Президент МИРЭА) проанализирована проблема «Сегнетоэлектрические материалы: физические свойства и приложения». Академик Сигов А.С. очертил начальные этапы развития физики сегнетоэлектичества и отметил ученых, внесших мировой вклад в создание термодинамической теории сегнетоэлектричества, среди которых был и выпускник физического факультета МГУ Нобелевский лауреат академик Гинзубург В.л.(первый выпуск 1938 г.). Далее он остановился на анализе физических свойств сегнетоэлектрических кристаллов с пониженной размерностью, которые составляют ныне основу полупроводниковой индустрии. 

Отличительными свойствами сегнетоэлектриков являются высокие значения диэлектрической проницаемости, наличие пьезоэлектрического и пироэлектрического эффектов, зависимость показателя преломления от величины приложенного электрического поля. Эти свойства в значительной степени определяют область применения сегнетоэлектриков в пьезоэлектрических устройствах, электрооптических системах, различных температурных датчиках, фотонике. Было отмечено, что под влиянием внешних воздействий сегнетоэлектрики могут переходить из многодоменного состояния в монодоменное. Это свойство сегнетоэлектриков используется для создания запоминающих элементов и ячеек памяти в вычислительных устройствах. Многие сегнетоэлектрики обладают аномально высокими значениями диэлектрической проницаемости и пьезоэлектрических констант, сильной зависимостью физических свойств от температуры, достигающих экстремальных значений и максимальной нелинейности в окрестности точки фазового перехода сегнетоэлектрика в сегнетоэлектрическую фазу. Стремительно развивается интеграция сегнетоэлектриков с полупроводниковыми технологиями. Далее академик Сигов А.С. остановился на разработках сегнетоэлектрической оперативной памяти (FRAM), в которой используется слой сегнетоэлектрика вместо диэлектрического слоя для обеспечения энергонезависимости и такой же функциональности, что и флеш-память. Такие устройства отличает повышенная стойкость к экстремальным воздействиям, например, при работе в условиях, требующих высокой радиационной стойкости. В заключительной части своего выступления докладчик привел ряд примеров практического внедрения сегнетоэлектрических элементов в военную и гражданско-транспортную авиацию при реализации систем автоматического управления. Радужные перспективы были обозначены и в динамике производства нового поколения элементной базы информационно-вычислительной техники. 

Вторая половина конференции была посвящена бизнес-организации современных высокотехнологических предприятий. В докладе генерального директора ОАО «НИИ «Полюс» им.М.ф.Стельмаха» Копылова С.М. «Высокотехнологические устройства квантовой электроники нового поколения» была обозначены этапы развития института. За свою 50-летнюю историю НИИ «Полюс» прошел четыре стадии своего развития: период становления и поиск перспективных направлений; период бурного роста в таких направлениях как твердотельные и полупроводниковые лазеры, лазерная гироскопия, лазерная медицина семидесятые-восьмидесятые годы прошлого столетия; выживание и сохранение института в период жесточайшего кризиса в девяностые годы прошло века и, наконец, период стабилизации и начала подъема в первое десятилетие двадцать первого века. В настоящее время институт вступил в фазу устойчивого роста. Госкорпорация «Ростехнологии» и оптический холдинг поставили перед предприятием задачу — увеличить к 2020 году объем выпуска продукции и выполненных работ в 4-5 раз и, как считает, генеральный директор, эта трудновыполнимая задача коллективу предприятия она по плечу. Докладчик отметил значительный вклад выпускников физического факультета МГУ как в модернизацию научно-технологического процесса, так и в разработку новой специальной техники, за которую были присуждены государственные премии СССР А.Г. Ершову, А.А. Плешкову и Г.М. Звереву. Выпускник физического факультета профессор В.Г. Дмитриев, отвечавший за направление работ по лазерной гироскопии в институте, стоял у истоков нелинейной оптики — он был учеником и соавтором пионерских работ Р.В. хохлова и С.А. Ахманова. За разработку физических принципов высокоэффективного преобразования частоы лазерного излучения в нелинейных кристаллах и создание на их основе источников когерентного излучения, перестраиваемых в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах в Дмитриеву В.Г. была присуждена Государственная премия СССР. Далее С.М. Копылов обратил внимание аудитории на научно-технологический потенциал института, который неразрывно связан с имеющимися новыми инновационными технологиями. К ним он отнес как технологии общего назначения, связанные с различными типами обработки материалов, сборкой электронных узлов и приборов, испытанием приборов на воздействие механических, климатических и специальных факторов, так и специальные технологии. К числу специальных технологий, разработанных в институте, были отнесены: высокотемпературный рост активных и нелинейных кристаллов методом чохральского, производство многослойных квантоворазмерных полупроводниковых структур и полный цикл планарных технологий изготовления полупроводниковых лазеров и суперлюминесцентных диодов. В настоящее время на предприятии интенсивно развивается производство лазерных гироскопов и приборов специального назначения, создан мобильный лазерный измеритель скорости, который предназначен для контроля скоростного режима транспортного средства при расположении устройства на расстоянии до 1 км. Предприятие демонстрирует устойчивый рост выручки. Так в период с 2008 по 2013 гг. рост выручки от реализации продукции и средняя зарплата сотрудника института увеличились более, чем в три раза (средняя зарплата достигла величины 50 тыс. руб.). Таким образом, НИИ «Полюс» в современных условиях не только сохранил, но и приумножил свой потенциал, а его сотрудники с оптимизмом смотрят в будущее и надеяться, что выпускники физического факультета смогут найти для себя перспективу, работая в НИИ «Полюс» им. М.В. Стельмаха. 

 Доклад Генерального директора ООО «Авеста-Проект» Конященко А.В. (выпуск 1976 г.) «фемтосекундные лазеры и оптические системы в свете новых технологий» вызвал живой интерес у аудитории по ряду причин. Во-первых, «Авеста-Проект» — это научно-исследовательская компания, занимающаяся производством инновационного оборудования для сверхбыстрой спектроскопии. Первоначально компания возникла в годы перестройки в СССР в форме кооператива «Академический» (1988 г.). С 1990 года компания имеет мировой бренд Авеста, преобразуясь из малого предприятия в общество с ограниченной ответственностью. Компания создавалась инициативной группой молодых ученых, имеющих опыт исследований в области лазерной физики и нелинейной оптики. Сейчас штат «Авесты-Проект» насчитывает более 30 сотрудников. Научным консультантом компании является профессор Крюков П.Г. (выпускник физфака 1969 г.). Основное направление деятельности фирмы — разработка, производство и наладка твердотельных и волоконных фемтосекундных лазерных систем и усилителей, а также различной измерительной и диагностирующей аппаратуры. Особенностью компании являются гибкая ценовая политика и высокий технологический уровень производства. Сотрудников отличает большой опыт в разработке оборудования по заказу клиента. При этом современная научная и производственно-техническая база позволяет изготавливать все необходимые комплектующие самостоятельно на уровне, не уступающем мировому. Докладчик отметил, что уже более 10 лет компания поставляет современное фемтосекундное лазерное оборудование на российский и международный рынки. Успешное позиционирование компании в России и на за рубежом позволило выйти на среднюю зарплату сотрудников, близкую к средней зарплате для жителей Москвы. Руководство сконцентрировало также свое внимание и на решении социальных вопросов (что необычно для наших реалий!), принимая долевое участие в строительстве жилья для молодых сотрудников. В докладе отмечалась традиционно тесное взаимодействие с действующими учеными физического факультета при решении научно-технических вопросов в области фемтосекундных лазеров и приложений. Удивительная атмосфера творческого поиска, которую удалось создать руководству компании, позволила разработать и выпустить семейство уникальных фемтосекундных лазеров нового поколения и сопутствующего инфраструктурного оборудования (приведен типоряд лазеров с длительностью импульсов от 6-ти фемтосекунд до десятков фемтосекунд при пиковой мощности 10 тераватт). В докладе очерчена широкая область применения этих современных устройств квантовой электроники при разработке социально-значимых высоких технологий: офтальмология, стоматология, нейрохирургия, внутриклеточные манипуляции и трансфекция и др. Доклад изобиловал соответствующими иллюстрациями. В итоге сложилось устойчивое впечатление, что даже в сложный период экономики, в нашей стране можно разрабатывать высокие технологии и создавать наукоемкое производство на базе малых предприятий, обладающих высокопрофессиональным коллективом. 

 Итоги работы конференции были подведены на «круглом столе», в рамках которого с сообщениями выступили зав. кафедрой физики и прикладной математики Владимирского госуниверситета им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых) профессор Аракелян С.М. (в прошлом аспирант физического факультета) «Организация региональных технологических инжиниринговых кластеров: кооперация науки, образования и бизнеса в условиях государственно-частного партнерства (по опыту Владимирской области)» и Генеральный директор ЗАО «Микроэлектронные датчики и устройства МИДАУС» (Ульяновск) профессор Стучебников В.М. (выпуск 1965 г.) «Гетероэпитаксиальные структуры «кремний на сапфире» для датчиков механических величин и организация наукоёмкого предприятия в современных условиях (на примере промышленной группы МИДА)». Профессором Аракеляном С.М. рассмотрена кластерная модель развития региона в треугольнике университет-бизнес-власть, обсуждена инновационная модель развития территориального кластера на примере задач, решаемых Объединенным научно-образовательный центром нанотехнологий ВГУ. Центр исповедует принцип интеграции образования, науки и производства. Профессор Стучебников В.М. поделился опытом разработки и реализации наукоемкой продукции на примере датчиков давления, созданных на основе гетероэпитаксиальных структур кремний на сапфире. Приборы, созданные в промышленной группе МИДА, используют более 1500 предприятий в 450 городах России и СНГ. 

Общий вывод, который следует сделать по итогам выступлений, состоит в том, что фундаментальное образование в XXI веке является залогом успеха, как на стадии проведения научных исследований, так и на последующем этапе разработки и создания высокотехнологических приборов и устройств. Причем социально-экономический прогресс определяется научными достижениями и интеллектуализацией производства, а наиболее значительные научные результаты достигаются при выполнении междисциплинарных исследований. 

Конференция вызвала большой интерес и привлекла внимание не только студентов, аспирантов и сотрудников физического факультета, но и выпускников разных лет. Всего на конференции присутствовало около 400 участников. Можно надеяться, что опыт взаимодействия успешных выпускников физического факультета со студенческой аудиторией в предложенном формате станет традиционным. 

В заключение хочу поблагодарить членов Организационного комитета профессоров Кандидова В.П. и Перова Н.С. по подготовке и проведение конференции.