В лаборатории центра лазерных исследований Вильнюсского университета
«Мне довелось побывать во многих научных центрах Западной Европы, но работ такого высокого уровня, как в научном центре лазерных исследований Вильнюсского университета, нигде не видел», — сказал швейцарский ученый, профессор Бернского института прикладной физики Хайнц Вебер, принимавший участие в международной встрече физиков, которая проходила в Вильнюсе.
«Вильнюсцы работают в той же области лазерной физики, что и мы, и, следует признать, они значительно ушли вперед», — таково мнение другого участника этой встречи, профессора университета в Умео (Швеция) Вилли Сундрома.
...Научный центр лазерных исследований Вильнюсского университета. В его лабораториях — десятки уникальных устройств, созданных в самом центре. Некоторые не имеют равных не только в нашей стране, но и в мире.
— Это далеко не полная коллекция созданных нами квантовых генераторов,— отмечает руководитель центра, профессор Альгис Пискарскас.
Мой собеседник приглашает в лабораторию, где работает первый в стране широко применяемый фемтосекундный лазерный комплекс. Идет сложный эксперимент: исследуются высокоскоростные процессы фотосинтеза. Один лазер посылает импульсы к исследуемым молекулам и вызывает реакцию, другой — регистрирует происшедшие в них изменения. Эксперимент полностью автоматизирован — процессом управляет микроЭВМ.
— Сложнейшие процессы в атомах и молекулах протекают во временных отрезках, измеряемых чрезвычайно малыми величинами, — объясняет ученый. — Исследования стали возможными только после создания этих лазеров. Они посылают мощные световые импульсы, продолжительность которых всего сотни фемтосекунд. А фемтосекунда, образно говоря, — это величина, которая настолько меньше обычной секунды, насколько секунда меньше 30 миллионов лет...
Фундаментальные теоретические исследования проводятся в университетском центре лазерных исследований, их результаты внедряются в производство. Луч лазера уже начинает работать в системах световодной связи, которые увеличивают в сотни раз объем и скорость передачи информации. Казалось бы, так быстро работают электронно-вычислительные машины нового поколения — они выполняют до миллиона операций в секунду, но оптико-вычислительные машины, создаваемые с помощью лазера, будут работать в тысячи раз быстрее. Ультраскоростные оптико-электронные приборы используются при изготовлении и наладке сложнейшей техники связи.
В лаборатории центра лазерных исследований Вильнюсского университета
Лазерная физика — молодая отрасль науки. Всего лишь неполных тридцать лет назад был создан первый в мире твердый лазер — генератор света. А спустя несколько лет лазерный луч блеснул и в Вильнюсском университете. Первый в Литве лазер смонтировал проходивший стажировку в лаборатории профессора Н. Басова наш молодой ученый Юозас Вайткус, ныне — доктор физико-математических наук, проректор Вильнюсского университета. Спустя год вернулись из аспирантуры Э. Малдутис, А. Пискарскас,. А. Стабинис — тоже специалисты по лазерной физике. В Литве начала формироваться своя лазерная школа. В столице республики стали проводиться конференции по теме «Применение лазеров в атомной, молекулярной и ядерной физике», в которых принимают участие и ученые из зарубежных стран, здесь состоялся семинар физиков СССР и ФРГ.
Лазерная физика — одно из основных научных направлений Института физики Академии наук Литовской ССР. Широко известны пикосекундные лазеры, созданные здесь и изготовленные на действующем при институте опытном заводе лазерно-электронной техники.
— С помощью лазеров исследуются биологические явления, осуществляется поиск материалов, необходимых для микроэлектроники, — рассказывает руководитель сектора пикосекундной спектроскопии Института физики, кандидат физико-математических наук Видас Кабялка. — К примеру, начальные процессы фотосинтеза, механизм деятельности ферментов. Мы надеемся, используя комбинированное лазерное излучение, повторить происходящие в природе реакции фотосинтеза и решить принципиальную, особенно актуальную для человечества проблему: как повысить продуктивность природы.
Сотрудники центра лазерных исследований Вильнюсского университета, кандидаты физико-математических наук Валвдас Сируткайтис, Альгирдас Стабинис
Труднее, чем иголку в стоге сена, обнаружить один атом в кубическом миллиметре материала. А лидар — лазерный радар, сконструированный в институте, затрачивает на это в десять с лишним раз меньше времени, чем в ранее применявшихся способах.
Смонтированная в автомобиле аппаратура посылает в атмосферу световые импульсы. Встретив на своем пути микрочастицы, световой импульс отражается и тут же возвращается назад. Компьютер мгновенно анализирует данные и выдает их на экране. С помощью такого комплекса можно контролировать загрязненность атмосферы и на высоте тридцати километров.
— Создание лазеров различных типов, большой мощности, способных изменять мощность, продолжительность и направление излучения, дало возможность использовать лазерный луч в разных отраслях народного хозяйства, — утверждает руководитель отдела лазерной технологии института, доктор технических наук Римантас Канапенас. — В целях ускорения работ создано научно-производственное объединение «Лазеры». В его составе — шестнадцать научных учреждений и предприятий. В Вильнюсе, Каунасе, Шяуляй внедрены технологии лазерной закалки металлов, которые более чем в десять раз продлевают срок службы инструментов. Создаются электронизированные лазерные станки и гибкие автоматизированные технологические комплексы, действующие по принципу «лазер-робот».
Ромуальдас Чесна
Журнал "Литва сегодня" №1(30) 1988 г.
Вильнюс "Минтис"
***
„Turėjau galimybę aplankyti daugybę Vakarų Europos mokslo centrų, tačiau tokio aukšto lygio darbo kaip Vilniaus universiteto lazerinių tyrimų mokslo centre dar nemačiau“, – sakė Šveicarijos mokslininkas, Berno Taikomosios fizikos instituto profesorius. Heinzas Weberis, dalyvavęs tarptautiniame fizikų susitikime, kuris vyko Vilniuje.
„Vilniečiai dirba toje pačioje lazerių fizikos srityje kaip ir mes, ir, reikia pripažinti, padarė didelę pažangą“, – taip mano kitas šio susitikimo dalyvis, Vilniaus universiteto profesorius Willi Sundromas. Umeå (Švedija).
...Vilniaus universiteto Lazerinių tyrimų mokslinis centras. Jo laboratorijose yra dešimtys unikalių prietaisų, sukurtų pačiame centre. Kai kuriems nėra lygių ne tik mūsų šalyje, bet ir pasaulyje.
„Tai toli gražu ne visa mūsų sukurta kvantinių generatorių kolekcija“, – pažymi centro vadovas profesorius Algis Piskarskas.
Pašnekovas pakviečia mane į laboratoriją, kurioje veikia pirmasis šalyje plačiai naudojamas femtosekundinių lazerių kompleksas. Vyksta kompleksinis eksperimentas: tiriami greitieji fotosintezės procesai. Vienas lazeris siunčia impulsus tiriamoms molekulėms ir sukelia reakciją, kitas registruoja jose įvykusius pokyčius. Eksperimentas yra visiškai automatizuotas – procesas valdomas mikrokompiuteriu.
„Sudėtingiausi procesai atomuose ir molekulėse vyksta laikotarpiais, matuojamais itin mažais kiekiais“, – aiškina mokslininkas. — Tyrimai tapo įmanomi tik sukūrus šiuos lazerius. Jie siunčia galingus šviesos impulsus, trunkančius tik šimtus femtosekundžių. O femtosekundė, vaizdžiai tariant, yra mažesnė už paprastą sekundę, kiek sekundė mažesnė nei 30 milijonų metų...
Universiteto lazerinių tyrimų centre atliekami fundamentiniai teoriniai tyrimai, o jų rezultatai diegiami į gamybą. Lazerio spindulys jau pradeda veikti šviesolaidinėse ryšio sistemose, kurios šimtus kartų padidina informacijos perdavimo apimtį ir greitį. Atrodytų, naujos kartos elektroniniai kompiuteriai veikia taip greitai – per sekundę atlieka iki milijono operacijų, tačiau optiniai kompiuteriai, sukurti naudojant lazerius, veiks tūkstančius kartų greičiau. Itin didelės spartos optiniai-elektroniniai įrenginiai naudojami sudėtingos ryšio įrangos gamybai ir derinimui.
Lazerių fizika yra jauna mokslo šaka. Vos prieš mažiau nei trisdešimt metų buvo sukurtas pirmasis pasaulyje kietasis lazeris – šviesos generatorius. O po kelerių metų Vilniaus universitete blykstelėjo lazerio spindulys. Pirmąjį lazerį Lietuvoje įdiegė mūsų jaunasis mokslininkas Juozas Vaitkus, stažavęsis profesoriaus N. Basovo, dabar fizinių ir matematikos mokslų daktaro, Vilniaus universiteto prorektoriaus, laboratorijoje. Po metų E. Maldutis ir A. Piskarskas grįžo iš abiturientų. A. Stabinis taip pat yra lazerių fizikos specialistas. Lietuva pradėjo kurti savo lazerių mokyklą. Respublikos sostinėje pradėtos rengti konferencijos tema „Lazerių taikymas atominėje, molekulinėje ir branduolinėje fizikoje“, kuriose dalyvavo ir užsienio šalių mokslininkai SSRS ir Vokietijos fizikų seminaras.
Lazerių fizika yra viena iš pagrindinių Lietuvos TSR Mokslų akademijos Fizikos instituto mokslo krypčių. Plačiai žinomi čia sukurti pikosekundiniai lazeriai, pagaminti institute veikiančioje eksperimentinėje lazerinės-elektroninės įrangos gamykloje.
„Lazerių pagalba tiriami biologiniai reiškiniai, ieškoma mikroelektronikai reikalingų medžiagų“, – sako Vidas Kabyalka, Fizikos instituto pikosekundinės spektroskopijos sektoriaus vadovas, fizinių ir matematikos mokslų kandidatas. — Pavyzdžiui, pradiniai fotosintezės procesai, fermentų veiklos mechanizmas. Tikimės, naudojant kombinuotą lazerio spinduliuotę, pakartoti gamtoje vykstančias fotosintezės reakcijas ir išspręsti esminę, ypač žmonijai aktualią problemą: kaip padidinti gamtos produktyvumą.
Vilniaus universiteto Lazerinių tyrimų centro darbuotojai, fizinių ir matematikos mokslų kandidatai Valvdas Sirutkaitis, Algirdas Stabinis
Aptikti vieną atomą kubiniame milimetre medžiagos yra sunkiau nei adata šieno kupetoje. O institute sukurtas lazerinis radaras lidaras tam skiria daugiau nei dešimt kartų mažiau laiko nei taikant anksčiau naudotus metodus.
Automobilyje sumontuota įranga į atmosferą siunčia šviesos impulsus. Savo kelyje susidūręs su mikrodalelėmis, šviesos impulsas atsispindi ir iškart grįžta atgal. Kompiuteris akimirksniu analizuoja duomenis ir parodo juos ekrane. Tokio komplekso pagalba galima suvaldyti atmosferos taršą net trisdešimties kilometrų aukštyje.
„Įvairių tipų, didelės galios lazerių, galinčių keisti spinduliavimo galią, trukmę ir kryptį, sukūrimas leido lazerio spindulį panaudoti įvairiuose šalies ūkio sektoriuose“, – sako Lazerinių technologijų skyriaus vedėjas. instituto technikos mokslų daktaras Rimantas Kanapenas. — Darbui paspartinti buvo sukurtas mokslinių tyrimų ir gamybinis susivienijimas „Lazers“. Ją sudaro šešiolika mokslo įstaigų ir įmonių. Vilniuje, Kaune, Šiauliuose įdiegtos lazerinio metalo grūdinimo technologijos, kurios pailgina įrankių tarnavimo laiką daugiau nei dešimt kartų. Kuriamos elektroninės lazerinės mašinos ir lankstūs automatizuoti technologiniai kompleksai, veikiantys „lazerinio roboto“ principu.
Romualdas Česna
Žurnalas „Lietuva šiandien“ Nr.1(30) 1988 m
Vilniaus „Mintis“
***