Пятница, 03 Мая 2024

Сквозь магический кристалл…

Tuesday, 30 October 2018 00:00   Иван ЗАГРЕБИН

Голограммы знакомы всем: радужные переливающиеся наклейки, специальные знаки на банкнотах, «объёмные» картины… Однако этим область их применения отнюдь не ограничивается. О многолетних исследованиях учёных ЧПИ – ЧГТУ – ЮУрГУ в данной сфере рассказывает кандидат технических наук, доцент кафедры компьютерного моделирования и нанотехнологий, руководитель отдела «Физика» НПИ «Учебная техника и технологии» ЮУрГУ Георгий Петрович Пызин.

– В 1975-м я окончил школу и поступил в Челябинский политехнический институт, на факультет ДПА («Двигатели, приборы, автоматы», ныне аэрокосмический), по кафедре динамики и прочности машин, – вспоминает исследователь. – Преподаватели у нас были самые лучшие – и они многое сделали, чтобы увлечь нас наукой. Курсе на втором нас уже направили заниматься исследовательской работой – в разных сферах техники и физики. Я заинтересовался голографией: тогда эта область науки была на подъёме и в СССР, и за рубежом. В 1971-м венгерский учёный Денеш Габор даже стал лауреатом Нобелевской премии по физике за изобретение и развитие голографического метода. Он, кстати, и получил первую голограмму – в 1947-м, ещё до изобретения лазера. В Советском Союзе эти изыскания стали активно стимулировать: писались научные работы, проводились конференции, в том числе Всесоюзная школа голографии, действовавшая с 1969 года и проходившая в Томске, Ростове Великом, Таллине, Баку и других городах. А советские заводы освоили производство лазеров, оптических плит. Некоторые из этих предприятий действуют и поныне, пережив Перестройку и лихие 90-е. Этой темой увлеклись многие творческие, жаждущие познаний студенты ЧПИ. Заинтересовался ею и я, и ряд моих товарищей, в том числе Александр Загребалов, Дмитрий Латухин, Сергей Денискин. В ЧПИ тогда действовало студенческое конструкторское бюро «Поляроид», где студенты и аспиранты, применяя поляризационно-оптический метод, исследовали напряжения и деформации в моделях реальных деталей, изготовленных из полимерных материалов. Изысканиями руководили Валентин Архипович Маковецкий и Борис Петрович Кузьменко, а со стороны аспирантов – Сергей Борисович Сапожников, ныне декан заочного факультета Политехнического института ЮУрГУ.

В 1968 году увенчались успехом долгие и упорные изыскания советского физика Юрия Николаевича Денисюка: разработав собственную схему записи, он с её помощью получил высококачественные голограммы, которые восстанавливали изображение, отражая белый свет. Ранее высокого качества не удавалось добиться из-за отсутствия необходимых фотоматериалов. Эта схема и сделанные с её помощью голограммы получили имя Денисюка. С тех пор голография в советских НИИ, вузах и других научных центрах развивалась весьма активно: ведь у неё большой информационный потенциал. Кстати, некоторые исследования в области психоневрологии говорят, что работа мозга схожа с записью голограмм.

В ЧПИ этой темой занималась кафедра сопромата. Почему именно она? Просто голограмма позволяет записать изображение нескольких состояний объекта, что даёт возможность, например, выявить деформацию. А это важно для самых разных производств – везде, где необходимо заранее знать, как поведёт себя та или иная деталь, скажем, при определённой нагрузке или температуре. А на голограммах как раз и можно рассмотреть, какие деформации, изменения произошли, к примеру, с тем или иным механизмом из-за вибрации, сжатия, нагрева. И в этом плане голография имеет преимущества перед, например, фотографией, так как несёт информацию не только об интенсивности, но и о фазе света. Так, в числе заказчиков был партнёр Челябинского тракторного завода – СКБ «Турбина», разрабатывавшее двигатели внутреннего сгорания, а также предприятия оборонно-промышленного комплекса.

Кандидатскую диссертацию я защитил в 1989 году, по теме «Методы получения интерпретации голографических и спекл-интерферограмм». Speckl по-английски – пятнышко, крапинка. Спекл-интерферометрия – один из методов пространственной интерферометрии, основанный на анализе зернистой структуры изображения объекта. Моим научным руководителем был ведущий советский специалист по голографии, доктор технических наук, профессор Николай Георгиевич Власов. Защищался я в Москве, в Институте оптико-физических измерений, поскольку в Челябинске не было специальных научных советов в этой области. Предварительная защита на ведущем предприятии тоже прошла успешно. Работа была революционной в области голографической интерферометрии. Эту методику позже передали для дальнейшего развития и внедрения в один из авиационных институтов страны. Большую помощь и содействие нам оказывал тогдашний ректор ЧПИ Виталий Васильевич Мельников.

В 1990-е голограммами продолжали заниматься исследователи разных научных школ, в том числе в Москве, Санкт-Петербурге, Алма-Ате. Наша лаборатория в советское время, в Перестройку и чуть позже выполняла хоздоговорные работы для предприятий – как гражданских, так и оборонных. Помню, работали по трёхлетнему договору с Волжским автомобильным заводом – делали там оптические установки для измерений, лазерный интерферометр для получения голограмм через оптоволокно. Но когда распался СССР, многие предприятия простаивали, а то и вовсе закрылись, а у тех, что худо-бедно продолжали действовать, на научные исследования не было средств. Заказы прекратились, в том числе и военные. Чтобы удержаться на плаву, нам пришлось приспосабливаться к новым, рыночным условиям. Занялись лазерными спецэффектами для праздников, концертов, театральных представлений. Это сейчас многие привыкли к лазерным лучам, «гуляющим» по залам дискотек или ночных клубов, а тогда это было в новинку. Но мы подобными вещами не занимались. Помню, обычно художник или режиссёр приходил и говорил: нужны такие-то световые эффекты. Например, главный художник Театра драмы Олег Иванович Петров попросил на сольном джазовом концерте Георгия Петровича Анохина построить пирамиду из лазерных лучей. Задача, прямо скажем, не из лёгких. С помощью системы зеркал, установленных под сценой, удалось добиться нужного результата: пирамида засверкала тончайшими зелёными гранями. Зрелище было поразительное, особенно после того, как ещё включили дым-машину! Когда шла подготовка к торжествам в честь юбилея Озёрска, нас пригласили для создания спецэффектов на большом праздничном концерте. Мы сделали лазерную мультипликацию с абстрактными картинками и реальными объектами, например, с помощью лазера изобразили, как распускается цветок розы, картину мерцающего ночного неба.

В 1990-е делали выставку в галерее «Каменный пояс» на Кировке. Сами мы, правда, художественной голографией занимались мало – но часть работ предоставили коллеги из Москвы и Санкт-Петербурга. Выставка произвела на публику большое впечатление. Помню, один из посетителей пришёл в галерею – и попросил продать «вон ту красивую кружку» – настолько реалистичной была картинка. Пришлось объяснять ему, что это не сама кружка, а её голографическое изображение. Подобный случай был со мной в советское время в Минске, где проходила Школа голографии. Не так давно в Челябинске прошла выставка голограмм – и организаторы утверждали, что лишь современные технологии позволяют натуралистично, без искажений передать цвета. Так вот, в Минске тогда тоже была выставка. Захожу в зал, вижу: висит герб Белорусской ССР. Я сначала и не обратил на это особого внимания – советская символика была в ту пору повсюду. Но тут мне сказали, что это голограмма! А выглядела как реальный объект! То есть научные институты уже тогда делали всё на высоком уровне. Не секрет, кстати, что в СССР при Институте кинематографии действовала специальная лаборатория, занимавшаяся голографией.

В настоящее время наша лаборатория, где мы занимаемся в том числе голографическими структурами, функционирует в ЮУрГУ в рамках НПИ «Учебная техника и технологии» («Учтех-Профи»). Вместе со мной здесь трудятся Владимир Леонидович Ушаков и Сергей Николаевич Клыков, оба выпускники Челябинского политехнического института по специальности «Динамика и прочность машин» – окончили вуз в начале 1980-х, сейчас мы уже ветераны университета.

Изготавливаем учебные лабораторные установки для изучения интерференции, дифракции, поляризации света по заказам, в том числе, таких крупных столичных вузов, как МГУ имени М.В. Ломоносова, Московский институт стали и сплавов, Московский инженерно-физический институт, Московский государственный университет геодезии и картографии. Кстати, первую установку сделали для лаборатории оптики и механики ЮУрГУ.

Read 1533 times Published in: [ ЮУрГУ - 75 ] Last modified on Wednesday, 31 October 2018 17:28

Leave a comment

Make sure you enter the (*) required information where indicated. HTML code is not allowed.

Name *
Email  *