Ученые Томского института оптики атмосферы имени В. Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук совместно с коллективом Томского политеха создали прототип лазерного монитора, который позволит «видеть сквозь пламя».

До сих пор возможности исследователей увидеть процессы, которые происходят за плазмой были очень ограниченными. Увидеть, что происходит на поверхности тела непосредственно во время, скажем, взрыва, сильного излучения, в общем, во время любых процессов, которые сопровождаются сильной фоновой засветкой, было практически невозможно. Тем более если речь шла об объектах, к которым в принципе нельзя близко подойти из-за сильной радиации или агрессивной окружающей среды.

Как пишет в своем автореферате (Томск, 2013 г.) один из создателей прибора Максим Тригуб, «В настоящее время развитие новых технологий зачастую связано с использованием мощных потоков энергии (лазерное излучение, потоки частиц и т.д.), которые взаимодействуют с различными объектами. К ним можно отнести плазмоиндуцированные процессы, модификацию поверхностей материалов с целью улучшения эксплуатационных характеристик, получение новых материалов, в том числе наноструктур, процессы сварки и т.д. При этом для выявления дополнительной информации, позволяющей, например, оптимизировать нанесение покрытий, необходимо наблюдать за состоянием поверхности непосредственно во время нанесения».

И если видеть поверхность металла при сварке еще возможно, то в более сложных условиях глаза ученых до сих пор были «закрыты». Томские ученые вплотную подошли к решению этой проблемы. Прибор, созданный ими, теоретически, может помочь в изучении сложнейших процессов в условиях мощного ионизирующего излучения и электромагнитных помех. Использовать обычные средства визуального контроля невозможно: любые электронные приборы выйдут из строя или просто откажутся функционировать.

Один из разработчиков, научный сотрудник института оптики атмосферы, преподаватель Томского политехнического университета Максим Тригуб уточняет, что в таких проектах, как ИТЭР (международный проект по созданию экспериментального термоядерного реактора), остается нерешенным вопрос о диагностике конструктивных элементов, которые скрыты за реактором. Как раз там, где принимаются потоки частиц и излучений. Контролировать конструктивные элементы, диагностировать их необходимо. Но как? Прибор томских ученых поможет снять эти вопросы.

По словам Максима Тригуба, был разработан лазерный монитор. Один лазер подсвечивает объект, а второй усиливает изображение. Таким образом, ученым удается увидеть и контролировать процессы, которые никаким другим способом увидеть нельзя.

Как сообщил RegNews Максим Тригуб: «Научная группа под руководством профессора ТПУ, доктора технических наук Г. С. Евтушенко в последние годы активно занимается разработкой и исследованием систем визуализации с усилителями яркости — лазерными мониторами. С помощью них были проведены исследования различных процессов — от обработки поверхности искровым разрядом до получения наноматериалов».

При этом стоит отметить, что в приборе использованы отечественные разработки и комплектующие, созданные опять же в стенах Томского института: «В первую очередь речь идет об активных элементах на парах галогенидов металлов, разработкой которых занимается коллектив Лаборатории квантовой электроники Института. Они используются и как источники излучения (лазеры), и как усилители яркости в лазерных мониторах. Источники питания и управления (синхронизации) также разрабатываются в Институте совместно с Томским политехническим университетом».

Томский лазерный монитор закрывает до сих пор пустующую нишу приборов своего направления. Как пояснил RegNews Максим Тригуб: «Аналогом нашего устройства может быть методика лазерной подсветки с пассивной фильтрацией. Однако такая система имеет серьезные ограничения, которых лишен наш монитор. Идея использования систем с усилителями яркости не является новой. В свое время ей занимались многие научные коллективы. Однако о разработке высокочастотных лазерных мониторов с отдельными подсвечивающим и усиливающим элементами нам не известно».

Таким образом, речь идет о новом научном прорыве, авторство которого принадлежит ученым Томска. Создание полноценного прибора позволит приблизить сроки завершения проекта ИТЭР, который по объему и важности можно сравнить с таким международным проектом, как Большой адронный коллайдер. Стоимость ИТЭР — 15 миллиардов евро. В проекте принимают участие ученые из России, США, Японии, Индии, Китая, Южной Кореи, Евросоюза. Осуществление ИТЭР позволит получить практически неиссякаемый источник экологически чистой энергии. И, несмотря на всем известные и понятные сложности, российские ученые занимают по-прежнему важное место в создании гигантского реактора.

Вадим Гасанов, RegNews.ru