Самый посещаемый сайт города Фрязино, среда, 16 августа, 22:21 мск
Погода: +15°
Пробки
Фрязино.Инфо - сайт города Фрязино
статьи

История развития лазерной техники на «Истоке»

Авторы: В. С. Алейников, М. С. Доманов, Н. А. Лябин, Ю. В. Печенин

Разработка газовых лазеров в «Истоке» началась сразу же после демонстрации когерентного излучения в США (1960—1961 гг.) и рассматривалась руководством предприятия как возможность освоения новых диапазонов электромагнитных колебаний, перспективных для широкого применения в военной технике и народном хозяйстве. В 1962 году был создан основной коллектив разработчиков газовых лазеров.

Были проведены разработки первых в СССР гелий-неоновых (В. Ф. Мартынов, О. А. Колосовский), аргоновых лазеров (В. В. Карпецкий), лазеров на парах ртути (B. C. Алейников) и других источников излучения видимого и инфракрасного диапазонов.

Дальнейшее расширение работ по лазерной тематике связано с появлением высокоэффективных газовых CO2-лазеров, развитие которых открывало путь к энергетическим технологиям. С. И. Ребровым разработка CO2-лазера была поставлена на более серьезный технический и экономический уровень (существенно увеличена численность работников по этой тематике, организован цех производства оптических компонентов, структурированы задачи науки и производства в лазерной тематике предприятия).

Результаты не заставили себя долго ждать. В ряде работ, возглавляемых С. И. Ребровым как научным руководителем, впервые в СССР были созданы экспериментальные установки для генерации мощного излучения в несколько киловатт, оптические компоненты для мощных лазерных пучков, разработаны первые модели отпаянных CO2-лазеров, выполнены исследования по воздействию мощного излучения на различные материалы, исследовались пути создания частотно стабилизированных лазеров для доплеровской локации.

В эти же годы цех 35 опытного завода (начальник цеха Л. М. Решетина, затем Е. Н. Покровский) начинает выпускать отпаянные CO2-лазеры (главный конструктор В. В. Карпецкий) в количестве нескольких сотен штук в год. Вместе с гелий-неоновыми лазерами в производственной программе опытного завода лазерная тематика начинает составлять заметную долю (~ 3—5%).

В 1972—74 гг. происходят два важных события в области применения лазеров. Объединение лазера с управляемым от стойки ЧПУ координатным столом показало большие возможности лазерной техники в обработке материалов, а хирурги установили возможность бесконтактной резки лазерным пучком живой биоткани. Лазерные устройства, создаваемые в «Истоке», начинают широко использоваться также в мелиорации, геодезии, строительстве, при проведении работ на железнодорожном транспорте (А. С. Федоров, В. И. Шустов, Б. В. Григорьев, О. В. Корнев, А. М. Чудесников, B. C. Голов). Продолжаются в большом объеме и работы по применению CO2-лазеров в локации. Значительные усилия уделялись стабилизации частоты этого лазера и изучению его свойств как когерентного генератора в различных режимах (Ю. В. Печенин, О. А. Колосовский, В. И. Лютов). Эти исследовательские работы с поставками выполнялись по заказам оборонных предприятий, что требовало разработок высококачественной и надежной оптики, она создавалась в лаборатории О. С. Лысогорова (В. Н. Волков, B. C. Сологуб). Разработанная и серийно освоенная в экспериментальном цехе отражательная и проходная оптика для мощных инфракрасных пучков создала надежный фундамент для улучшения параметров CO2-лазеров и их последующего выпуска на нескольких предприятиях.

Созданные тогда киловаттные лазеры «Кардамон» (В. А. Красуцкий, Н. А. Камальдинов, Б. С. Виневич) использовались для термоупрочнения деталей автомобилей «Москвич», а с помощью экспериментальных хирургических установок «Истока» хирурги выполняли иссечение опухолей.

В эти же годы происходит и становление CO2-лазеров нового типа. В «Истоке» (B. C. Алейников, П. И. Савилов, В. В. Карпецкий) разрабатываются лазерные генераторы на основе звукового газового потока лазерной смеси (быстропроточный лазерный излучатель). Такие лазеры образуют основу новой отрасли — лазерной обработки материалов.

Для разработки технологического комплекса на основе CO2-лазеров в состав лазерного коллектива была включена часть коллектива машиностроителей (руководитель А. Н. Ануфриев, ведущие разработчики Е. В. Холоднов, В. М. Кацин, Е. А. Баланин, Б. А. Тархов, B. C. Белозеров, Ю. В. Куликов).

В 1968—88 гг. в «Истоке» проводятся (руководитель В. П. Беляев) многочисленные поисковые исследования и отдельные разработки для заказчиков ВПК и различных отраслей народного хозяйства. Отметим самые существенные из них.

Были разработаны отпаянные одночастотные стабилизированные по частоте и мощности CO2-лазеры (Ю. В. Печенин, О. А. Колосовский, М. С. Доманов, М. П. Лещенко, Ю. П. Деркач, В. И. Лютов). Эти лазеры стали основой созданных в «Истоке» оптических локаторов, разработанных впоследствии в отд. 25 (Ю. Д. Самородов, А. Л. Логутко, Н. Г. Пивненко). В 1971 году тематика перешла в отделение 3, где была создана лаборатория применения, задачей которой стала разработка и внедрение лазерных установок для геодезии, строительства и медицины. В сложных условиях возведения уникальной арочной плотины высотой 220 м через реку Сулак в Дагестане сотрудниками лаборатории (В. И. Шустов, B. C. Голов) под руководством А. С. Федорова (главный конструктор) была установлена специально разработанная система автоматического определения деформаций плотины в направлении потока.

По заказу мелиораторов разрабатываются системы контроля и управления землеройными машинами для строительства рисовых и хлопковых полей (чеков), дающие хороший экономический эффект. Это была полевая аппаратура, которой предстояло работать при сильных вибрациях в кабинах отечественных тракторов, она не должна была бояться ни морозов, ни дождей, ни среднеазиатской жары, а приемные устройства обязаны были принимать ослабленное лазерное излучение с любого направления (А. С. Федоров, В. И. Шустов, О. В. Корнев, A. M. Чудесников, B. C. Голов).

Когда Министерство транспортного машиностроения СССР приобрело лицензию на выпуск путерихтовочных машин для железных дорог, коллективу лаборатории было поручено разработать лазерную установку для управления такими машинами, параллельно с ведением новых разработок решались и вопросы внедрения в производство. Филиалом «Истока» в г. Кстово и предприятием ЭОМЗ (г. Москва) выпущено более 3 тысяч лазерных нивелиров и несколько сотен комплектов систем для мелиорации. География использования лазерных установок охватила центральные районы, Среднюю Азию, Дальний Восток, Кубань, Дагестан, Астраханскую область и др.

По медицинской тематике были созданы лазерные установки для хирургии. С их помощью успешно проводились операции в клиниках Москвы, Ленинграда, Киева, Смоленска, Горького, Тбилиси, Уфы, Алма-Аты. Было получено разрешение Минздрава на серийное производство и применение установок в медицинской практике. Это направление курировал академик Н. Д. Девятков. Разработана лазерная терапевтическая установка для применения в ожоговой терапии (В. Ф. Мартынов — руководитель, В. И. Шустов, Б. В. Григорьев, Н. И. Степанищева).

С целью технологического применения лазерного излучения в отделении 3 выполнены исследования возможностей CO2-лазеров для точных технологических операций при изготовлении деталей электронной продукции предприятия (прошивка отверстий и вырезка пазов в керамических платах, закрепление спиралей ЛБВ и др.).

Проводились исследования возможности получения генерации в новых рабочих средах, таких, как окись углерода, азот и водород. Исследования привели к созданию отпаянных лазеров на длине волны 5 мкм (лазер на CO) и импульсных лазеров на азоте и водороде, генерирующих излучение в ультрафиолетовой области спектра.

Созданы экспериментальные образцы высокоэнергетичных импульсных CO2-лазеров, получивших широкое применение в металлообрабатывающей промышленности.

Новым типом лазера, осваиваемым в эти годы в лаборатории В. А. Бурмакина, а затем В. В. Зубова, стал лазер, использующий в качестве излучающего вещества пары меди. При разработке промышленной конструкции этого лазера с температурой лазерной среды 1500 °С в полной мере проявился высокий технологический потенциал «Истока». Высокотемпературные узлы (разрядные каналы, резервуары расплавленной меди, сильноточные катоды и др.), созданные ранее в «Истоке» для вакуумной электроники, обеспечили производство надежного лазера на парах меди, не имеющего в мире конкурентоспособных аналогов. Этот тип лазера имеет высокую импульсную и среднюю мощность в видимой области спектра, обеспечивает точную микрообработку практически всех материалов и является эффективным источником накачки перестраиваемых оптических генераторов.

Лазеры на парах меди, снабженные световодом, были использованы для реканализации артерий и терапии опухолей. Разработанные медицинские аппараты для химиотерапии онкологических заболеваний, выполненные на основе перестраиваемых лазеров с накачкой излучением от лазера на парах меди, и до настоящего времени используются в клиниках.

В предперестроечные годы лазерный коллектив «Истока» интенсивно внедрял свои разработки на опытном заводе «Истока» и заводах городов Кстово и Дятьково.

Уже в это время (1981—91 гг.) на тематику лазерной техники начинают оказывать влияние факторы экономического и системного порядка: сокращается финансирование перспективных разработок, развивается процесс конкуренции газовой лазерной среды с твердотельной. Во всем мире акцент разработок лазерной техники смещается в область полупроводников, демонстрирующих свою эффективность в стремительно развивающейся информатике. Под влиянием этих факторов в «Истоке» с начала 90-х годов работы по лазерной тематике, целиком основанной на газовых лазерах, почти полностью концентрируются на разработке лазерных систем и узлов, необходимых для обработки материалов и хирургии.

В 1992—94 гг. резкое прекращение финансирования и начавшийся уход специалистов в этой области поставил под вопрос существование всего направления лазеров в «Истоке». Ушел из жизни опытный руководитель лазерного отделения В. П. Беляев. В жизни лазерного коллектива и тематике начались глубокие и радикальные изменения.

Несмотря на трудности, большая часть сотрудников лазерного отделения (начальник М. С. Доманов) стремилась сохранить специализацию коллектива и использовать накопленный профессиональный опыт. Проведенная структуризация лазерного отделения отвечала логике развития технического направления и реальным требованиям экономики. В отделении успешно завершена разработка лазерного комплекса «Каравелла-1» по прецизионной обработке материалов излучением лазера на парах меди для производства изделий электронной техники и других отраслей промышленности (главный конструктор Н. А. Лябин).

Чрезвычайно интересная область применения лазеров открывается в области разделения изотопов. В этом применении лазер выступает в качестве высококогерентного перестраиваемого генератора с узкой линией излучения. Использование лазера на парах меди для накачки такого лазера оказывается наиболее эффективным способом наработки необходимых количеств некоторых важных изотопов.

Большой задел в области разработок отпаянных CO2-лазеров и лазеров на парах меди позволил, начиная с 1995 г., организовать доработки и поставки заказчикам из стран Азии и Ближнего Востока изделий высокого технического уровня. И в этом большую помощь оказали генеральный директор А. Н. Королев и отдел внешнеэкономической деятельности «Истока». Тем не менее, в настоящее время объем работ по лазерным разработкам и поставкам в «Истоке» пока еще не соответствует накопленному в предперестроечное время научному потенциалу.

За время развития лазерного направления на предприятии был создан крупный научно-технический коллектив, прошли защиты 10 диссертаций на соискание ученой степени кандидатов технических и физико-математических наук. За работы в области разработок и применений лазеров ряд сотрудников стали лауреатами Государственной премии СССР (В. П. Беляев, B. C. Алейников, А. Н. Ануфриев, В. А. Бурмакин, В. И. Былкин, А. Н. Евтюнин, Ю. В. Печенин, Н. И. Степанищева).

В. С. Алейников, М. С. Доманов, Н. А. Лябин, Ю. В. Печенин и другие
Еженедельная газета ФГУП «НПП «Исток» «За передовую науку» № 32 (1235), 25 августа 2003 г.

Справочник

Фотоальбомы