ОПТИЧЕСКАЯ НАУКА И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

НИИКИ ОЭП

Еще за 10 лет до того, как поселок Сосновый Бор стал городом, в его северо-вос​точ​ной части на побережье Финского залива в живописном лесном массиве был отведен участок земли площадью 495 га для создания уникального научно-испытательного комплекса - будущего филиала Государственного оптического института. ГОИ им. С. И. Вавилова, созданный Д. С. Рождественским в 1918 г. в Петрограде, ныне известен как крупнейший центр оптической науки и техники. Масштабы же деятельности института к началу эры освоения космоса были столь велики, что потребовалось создание научно-испытательного комплекса (НИК), аналога которому, - по словам член-корреспондента РАН, профессора М. М. Мирошникова - нет не только в нашей стране, но и во всем мире.

Во всей стране начался процесс глубокой перестройки промышленности, проводилось переоснащение предприятий, создавались научные и испытательные базы. В частности, в рекордные сроки в оптической промышленности при научном руководстве ГОИ были созданы оптические системы для точного выведения ракет-носителей на орбиту Земли, приборы ориентации и навигации космических кораблей по Солнцу, звездам, инфракрасному (ИК) - излучению Земли и т.д. Уже на первых искусственных спутниках была установлена научная аппаратура ГОИ для исследования ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца, наблюдательные оптические приборы, а также уникальная фотоаппаратура, позволяющая получать детальные снимки поверхности Земли и других планет солнечной системы. Все эти сложные оптические приборы, выводимые в космос, требовали тщательной отработки и проверки на земле, в условиях, наиболее приближенных к реальным. В результате рассмотрения этой проблемы на коллегии Госкомитета по оборонной технике в мае 1961 г. был издан приказ, поручающий ГОИ и ГСПИ-8 разработать техническое задание на создание специального стенда-станции для исследования и всесторонних испытаний объективов, фотоаппаратов и приборов оптической ориентации. Это задание, утвержденное 28 октября 1961 г., и было положено в основу проектирования и дальнейшего строительства НИК ГОИ. Так как к этому времени на первый план в оптике вышли работы в области лазеров, перед НИК была поставлена задача испытания лазеров и систем, в которые они входят, а также испытания оптической космической аппаратуры. Третье направление органически вытекало из традиционных функций ГОИ как головного отраслевого института оптической промышленности: НИК должен был обеспечивать исследования и стандартные испытания оптических и оптико-электронных приборов, создаваемых в ГОИ, для передачи на серийное производство, а также приборов особой сложности, разрабатываемых в ЦКБ и на заводах отрасли. Первоначально предполагалось создание НИК на существовавшем в то время полигоне ГОИ в пос. Овсяное Рощинского района Ленинградской обл. Но в связи с тем, что Карельский перешеек было решено использовать исключительно как зону отдыха ленинградцев, Леноблисполком не согласился на размещение здесь крупных промышленных сооружений. В результате было найдено место в районе пос. Калище на территории Устинского мыса. Выбор места был продиктован такими специфическими требованиями, как отсутствие промышленных помех и пыли, чистый воздух, а впоследствии большую роль для развития предприятия сыграло и строительство рядом мощного энергоисточника - Ленинградской атомной электростанции.

В течение длительного времени до образования в 1973 г. города Сосновый Бор географическое положение филиала N 2 ГОИ определялось по наименованию железнодорожной станции и поселка Калище. Волею судьбы филиалу ГОИ доверено продолжение традиций М.В. Ломоносова и Калищенского стекольного завода по работе со стеклом и изготовлению оптики по государственному заказу. Двумя мозаичными панно, символически изображающими оптику и ее творцов, украшено здание административного корпуса нынешнего Научно-исследовательского института комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем, - преемника филиала ГОИ.

Главный инженер проекта Грибин В.П. и возглавляемый ими коллектив проектировщиков сделали все возможное для создания современного научно-испытательного комплекса. Строительство НИК осуществлялось вначале (в 1966 г.) силами Главспецстроя Минстроя РСФСР, но основной вклад был сделан Северным управлением строительства Минсредмаша СССР. Его начальники Латий В.Н., Семыкин И.И., Бабенко Н.А., Федоров В.М., а также начальники СМУ всегда заинтересованно и внимательно относились к делам строительства предприятия. Существенное содействие строительству оказал лично министр среднего машиностроения СССР Е. П. Славский. Большое значение имела деятельность управления капитального строительства ГОИ и его руководителей Соболева А. М., Стефанова В. В. и Казакова К. Е. Необходимо особенно подчеркнуть роль Министерства оборонной промышленности СССР и его руководителя С.А. Зверева - обеспечение сооружаемых для ГОИ объектов ресурсами и финансированием всегда было приоритетным.

До конца 1969 г. организационно НИК ГОИ существовал как дирекция строящегося предприятия, а затем в виде структурного подразделения ГОИ - 22 научного отдела. Руководителем его был Е. Н. Ножевников, бывший начальник строительства и первый директор филиала ГОИ в Казани (ныне - Государственный институт прикладной оптики).

В сентябре 1969 г. было принято развернутое правительственное постановление, определявшее направления и задачи дальнейших работ в области разработки лазеров. Этим постановлением было предложено создать филиал ГОИ в пос. Калище Ленинградской обл., которому поручалась разработка лазеров с электроразрядной накачкой.

Первым директором созданного по приказу министра оборонной промышленности № 265 от 26. 09. 69г. филиала № 2 ГОИ был В. Н. Синцов. К началу 70-х годов уже действовали лаборатория квантовой электроники (начальник Седов Б. М.), лаборатория натурных испытаний (зам. нач. Лушин В. А.), механический цех (Романов В. Н.), криогенная станция (Араюм Ж. Г.),отдел главного энергетика (Федоров И. И.). Численность сотрудников филиала составляла тогда 225 человек, из них ИТР - 70, в том числе 5 кандидатов наук. Следующее десятилетие характеризовалось бурным ростом филиала, что наиболее ярко демонстрируют цифры численности: 1972 г. - 798 чел., в т.ч. ИТР -348, кандидатов наук -14, 1975 г. - 1300/460/20, 1979 г. -1650/640/23. Масштаб выполненной работы отражают цифры, характеризующие капитальные вложения в основные фонды филиала, - с 1963 по 1993 гг. введено в эксплуатацию 27 крупных производственных объектов площадью около 170 тыс. кв.м. За этот же период в г. Сосновый Бор для сотрудников института построено более 20 жилых домов площадью около 65 тыс. кв.м.

В результате создания НИК ГОИ наша страна располагает первоклассным научным центром комплексных наземных исследований и испытаний широкого класса оптических, оптико-электронных и лазерных систем. 24 уникальных испытательных стенда и 54 крупных исследовательских установки обеспечивают полномасштабное моделирование внешних воздействий в условиях эксплуатации систем, приборов и элементов, максимально приближенных к реальным, существующим в атмосфере Земли и в космосе. В институте проводится широкий круг работ в области современной оптики от фундаментальных и поисковых исследований до испытаний штатных образцов аппаратуры и ее сертификации.

За годы существования предприятия в его стенах вырос высококвалифицированный коллектив сотрудников, численность которого в 1989 г. превысила 2000 человек, в т.ч. 80, имеющих высшую научную квалификацию докторов и кандидатов наук. Он внес заметный вклад в развитие оптики, оптоэлектроники и лазерной техники в нашей стране. Среди ветеранов предприятия: Агиевич А. П., Василевский К. П., Василевская Т. И., Вахмянин К. П., Гагарин А. П., Денисенко Г. Н., Довгер Л. С., Зобов Е. А., Иваненко Ю.М., Керебко И.М., Коношенок Г.Д., Конюхов П.М., Котылева Т.Н., Кочкин И. П., Кузилин Ю.Е., Маскин Е.А., Муранова Г.В., Новиков В.М., Нужин В.С., Озерянский В.В., Павлов И.И., Сабинин В.Е., Сабинина Е.И., Свекольников О.М., Свекольникова З. С., Седова С. Д., Сидоров А. Н., Сиразетдинов В. С., Ситник Н. А., Сотенский М. Г., Шукшина А. И. и многие другие, внесшие большой вклад в развитие института.

В институте работал известный специалист в области энергетики В.Н. Рыбин, а безвременно ушедший из жизни крупный инженер-технолог оборонной промышленности Г.М. Чичин олицетворял собой лучшие черты советского специалиста и гражданина. В разные годы институтом руководили А. С. Гридин, А. Г. Шушков, А. И. Степанов., Д. Стариков.

В 1990 г. филиал ГОИ был преобразован в самостоятельный Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов. Разработки института уже нашли применение в атомной, нефтехимической, деревообрабатывающей промышленности, медицине, экологии и других областях народного хозяйства. А первыми стали формироваться такие научные направления, как исследования и испытания лазерных и оптико-электронных систем. Почти 10 лет создавалась шестиканальная лазерная установка "Прогресс" на неодимовом стекле для проведения исследований по проблеме лазерного термоядерного синтеза. В результате была разработана принципиально новая элементная база мощных импульсных твердотельных лазеров. На установке был получен ряд экспериментальных результатов, определивших приоритет ГОИ не только в стране, но и в мире. Разработанные методы профилирования во времени лазерных импульсов и сглаживания пространственного распределения лазерного излучения на сферических микромишенях позволили экспериментально получить режим сжатия мишени с большим нейтронным выходом (руководит работами А. В. Чарухчев).

Другим уникальным лазерным комплексом является частотно-импульсный большой исследовательский стенд “Чибис”, при разработке которого были созданы новейшие типы резонаторов силовых лазеров и системы транспортировки мощного инфракрасного излучения. Основой его является импульсно-периодический СО2 лазер с предионизацией электронным пучком. Длительность импульса излучения меняется от 5 до 20 мкс, а его энергия - от 50 до 250 Дж. Для компенсации искажений лазерного излучения больших апертур разработаны методы обращения волнового фронта, создан оригинальный измерительно-диагностический комплекс (руководит в настоящее время работой Ю. А. Резунков).

Важнейшее направление работы института, собственно и давшее ему характерное название - это комплексные испытания и исследования оптических и оптико-электронных приборов, от крупногабаритных - космического назначения, до обычных наблюдательных, таких как бинокли или охотничьи прицелы. Обслуживают всю отрасль не имеющие аналогов стенды для оптотехнических и светооптических испытаний и исследований оптико-электронных приборов и систем. Это направление развивалось по инициативе директора ГОИ, члена-корреспондента Академии наук РФ М. М. Мирошникова, а первый стенд физического моделирования создавался под руководством ветерана оптической отрасли заслуженного конструктора РФ А. С. Гридина. С помощью таких стендов удается определять недостатки бортовой аппаратуры космического базирования и устранять их. Так один из стендов размещен в главном зале научно-испытательного корпуса размером 100х30х25 м3. Комплекс включает в себя имитатор излучения Земли, освещенной Солнцем, экран которого состоит из 142 плоских зеркал размером 1 м2, подсвечиваемый специальными осветителями. Это позволяет получить необходимые контрасты для приборов, работающих по слабым звездам в направлении, касающемся яркого диска дневной стороны Земли или Луны.

В институте функционируют также стенды для термовакуумных испытаний крупногабаритной космической оптики, а с начала 1980-х годов стали создаваться вакуумно-криогенные стенды, обеспечивающие исследования глубокоохлаждаемых оптико-электронных приборов в условиях, максимально приближенных к реальному космосу . Уникальный комплекс из трех таких стендов включает вакуумную камеру объемом 120 м3 с остаточ​ным давлением 10 мм рт. ст., высокоточные коллиматоры, имитаторы излучения Солнца и Земли. Имитация фонового излучения космоса осуществляется теплозащитными экранами, обеспечивающими температуры 20 и 3К.

Наряду с традиционными для НИИКИ работами по исследованию и испытанию крупногабаритных оптико-электронных приборов, физическому и математическому моделированию воздействия факторов окружающей среды на аппаратуру и процессы передачи оптического сигнала, в институте также выполняются работы по другим научным направлениям, многие из которых обязаны своими истоками Государственному оптическому институту его ведущим специалистам. Одним из таких направлений является фундаментальное исследование взаимодействия оптического излучения с веществом. Его развитию способствует то обстоятельство, что НИИКИ располагает уникальной экспериментальной базой (оснащен оптическими стендами с высокоэнергетическими мощными источниками излучения и совершенным метрологическим оборудованием).

Исследования в области взаимодействия излучения с веществом представлены работами, обобщающими многолетний опыт ученых в области исследования нелинейных процессов, эффектов накопления и оптического пробоя, сопровождающих взаимодействие мощного лазерного излучения с прозрачными средами (руководитель направления О. М. Ефимов). Работы проводились в тесном содружестве с ведущими специалистами НИТИ оптического материаловедения ВНЦ “ГОИ им. С.И. Вавилова”. Другим важным научным направлением является исследование взаимодействия мощных некогерентных световых пучков с веществом. Головной в отрасли является лаборатория прикладной оптики плазмы. В ней под руководством П. Н. Роговцева созданы мощные плазменные источники света, исследовательские установки, световая станция по обработке материалов. Здесь изучалось поведение материалов при мощных световых воздействиях, моделирующих, например, условия вхождения космического объекта в плотные слои атмосферы или различные высокоэнергетические источники излучения естественного и искусственного происхождения.

В течение 20 лет успешно ведутся исследования лазеров на парах металлов, несколько моделей которых уже нашли применение в гидрооптике, локации, медицине, лазерной технике. Разрабатываются малогабаритные лазеры на углекислом газе с высокочастотной накачкой для медицины и локации (ранее руководил работами С. Е. Потапов, а ныне - С. А. Вицинский). Среди научных достижений лазерного направления следует назвать создание лазера с внутрирезонаторным сканированием излучения. Разработанный специалистами института пространственно-временной модулятор света по быстродействию не имеет аналогов. С помощью такого лазера можно проводить быструю маркировку изделий в технологических линиях при массовом производстве.

Работы в области голографии начались в Сосновом Бору по инициативе изобретателя объемной голографии академика Ю. Н. Денисюка. Помимо разнообразных технических применений, голография предоставляет широкие возможности для воспроизведения объемных изображений предметов при дизайне товаров народного потребления (руководит работами Образцов В. С.). Успешно ведутся работы в области создания крупногабаритных голографических элементов для оптико-электронной аппаратуры и лазерных систем нового поколения.

Традиционным для ГОИ является развитие оптической спектроскопии. В НИИКИ с самого начала создания института велись разработки крупнейших в мире спектрометров, на которых с помощью аппаратуры, работающей в широкой области спектра от 0,3 до 50 мкм проводились тонкие исследования поглощения оптического излучения атмосферными газами, имеющие исключительное значение при эксплуатации оптико-электронных приборов, транспортировке световых потоков в атмосфере (руководитель направления Осипов В.М.).

На специально созданной, хорошо оснащенной оптической трассе, проложенной вдоль Устьинского мыса, проводятся натурные исследования и испытания приборов при различных погодных условиях (руководитель Дерягин В. Н.). Натурная оптическая трасса включает в себя передвижную вагонетку-лабораторию, перемещающуюся по особо точному рельсовому пути длиной 2,5 км, что обеспечивает возможность исследований приборов в динамике. Геодезическое и метрологическое обеспечение трассы позволяет измерять расстояния на ней с относительной точностью 1 мм на 1 км. Состояние атмосферы контролируется расположенными вдоль трассы датчиками, здесь испытываются системы точного наведения, оптические локаторы и дальномеры.

Для проведения механических и климатических испытаний приборов создана специальная лаборатория, которая оснащена вибрационными и ударными стендами, установками для термобарических испытаний, имеет универсальный информационно-вычислительный комплекс. Специалисты лаборатории под руководством С. П. Данилова разработали и внедряют в промышленность датчики для вибродиагностики, измерений и регулирования температуры.

За много километров виден строящийся большой универсальный стенд "Вертикаль" для испытаний космических телескопов будущего -диаметром свыше 3-х метров (главный конструктор П. А. Сергеев). Внешние габариты стенда примерно соответствуют размеру Исаакиевского собора. Объем вакуумной камеры 3000 кубометров, внутренний диаметр - 10 м, остаточное давление 5*10-5 мм. рт. ст. Оптическая скамья весом 4500 тонн, вертикальный коллиматор со световым диаметром до 3,4 м, имитаторы фона космоса, излучения Солнца и Земли будут создавать условия штатной работы космических телескопов, что даст значительный экономический эффект и расширит возможности исследователей. Представляется целесообразным создание на базе БУС “Вертикаль” международного центра испытаний крупногабаритных космических телескопов, которые изготавливаются как для исследований, так и для экологического и метеорологического мониторинга планеты. В настоящее время прорабатываются варианты привлечения зарубежных инвесторов для реализации столь масштабного проекта.

Современное технологическое оборудование и наличие высококвалифицированных научных кадров позволяют институту осваивать новые направления в области оптической технологии. За последние годы значительных успехов удалось достигнуть в области планарной технологии изготовления элементов оптоэлектроники, а также технологии получения эпитаксильных слоев и структур КРТ (кадмий-ртуть-теллур) методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений; в исследовании фоточувствительных квантоворазмерных структур с целью создания на их основе альтернативных ИК -фотоприемников (работы были начаты В. К. Тибиловым, в настоящее время руководитель направления - В. Г. Талалаев).

Большие перспективы обещает способ получения принципиально новых оптических элементов с асферическими поверхностями - “спекформов”, основанный на технологии локального прессования (спекания и горячего формообразования граничной поверхности стекол с различными оптическими характеристиками). Уже сейчас проходят проверку корректоры, фокусаторы, диафрагмы, обладающие высокими эксплуатационными параметрами. На них будет создаваться оптика нового поколения.

За годы работы предприятия научно-техническим персоналом защищено более 50 кандидатских и 3 докторских диссертации, опубликовано свыше 1000 научных статей, проведены десятки научно-технических конференций и семинаров, запатентовано более 350 изобретений. Ограниченный объем очерка не позволяет представить весь спектр научных разработок НИИКИ и перечислить имена всех сотрудников, руками которых создано уникальное лабораторное и стендовое оборудование. Поэтому здесь описаны разработки, которые могут лишь в определенной мере отражать творческий поиск ученых, продолжающих несмотря на сложное положение отечественной науки и промышленности заниматься научной работой.

Но никакие исследования в оптике нельзя провести без изготовления линз, зеркал, призм, всевозможных оправ, точных юстировочных устройств, корпусов и всего сопутствующего такому наукоемкому направлению, как современная оптика. На предприятии для этой цели создано и оснащено современным оборудованием Опытно-экспериментальное производство оптических приборов и элементов. ОПОП, созданное трудами многих профессионалов, таких как Е. Н. Ножевников, Е. А. Маскин, Г.М. Чичин, В. И. Пучков, А. С. Галутва, Дундин П. И., В. Я. Пономарев, А. И. Макаров, А.А. Абрамов и многих других, является одним из немногих в России производств, способных изготавливать асферическую инфракрасную оптику. Из рук инженеров и рабочих института выходят сложнейшие асферические линзы и зеркала, здесь собираются и миниатюрные и крупногабаритные объективы, создаются играющие всеми цветами солнечного спектра замечательные изделия из оптического стекла.

И пока светит Солнце, а наш глаз радуется его лучам - будет развиваться оптика. За ней - будущее.

Авторы Ю.М. Иваненко, А.П. Гурьев

по материалам архива ст. газеты "Волна",

"Оптического журнала", N 11, 1994г. и

"Оптического вестника”, N 9, 1994г.