С 14 по 15 ноября 2023 года в г. Москве на базе РТУ МИРЭА проходила XXXIV Международная конференция «Лазеры в науке, технике, медицине». Оргкомитет сообщает о успешном завершении конференции.

Информационный партнер конференции –
научно-технический журнал «ФОТОНИКА»

Проведены пленарное заседание и заседания трёх секций:
секция № 1. Лазеры и их применение в информационных и оптико-электронных системах
секция № 2. Биомедицинские применения лазеров
секция № 3. Лазерные технологии и диагностика сред

Конференцию открыл председатель Программного комитета, президент РТУ МИРЭА, академик РАН А.С.Сигов. В своем выступлении он подчеркнул, что жизнеспособность конференции на протяжении многих лет определяется удачным подбором коллектива организаторов, сплавом вузовской науки (МГТУ им.Н.Э.Баумана, РТУ МИРЭА, НИЯУ «МИФИ»), национальных исследовательских центров (НМИЦ онкологии им.Н.Н.Блохина) и общественных организаций (МНТОРЭС им.А.С.Попова, Лазерная ассоциация). Далее докладчик остановился на новых программах подготовки специалистов по лазерным специализациям в РТУ МИРЭА.

Сопредседатель Оргкомитета конференции, директор Института радиоэлектроники и информатики РТУ МИРЭА, председатель МНТОРЭС им.А.С.Попова, д.ф.-м.н. А.Г.Васильев в своем выступлении подчеркнул основополагающую роль МНТОРЭС им.А.С.Попова в проведении ежегодных конференций «Лазеры в науке, технике, медицине», начиная с 1990 года, особо подчеркнув вклад в организацию конференций зам.председателя МНТОРЭС им.А.С.Попова Н.Н.Смольской.

На пленарном заседании приглашенный доклад Кузнецова А.П.(НИЯУ МИФИ) «Лазеры мультикилоджоульного уровня энергии для проведения исследований экстремальных состояний вещества» был посвящен перспективам развития многофункционального лазерного комплекса (МЛК) «ЭЛЬФ» (Экспериментальная Лазерно-Физическая установка). МЛК «ЭЛЬФ» в НИЯУ МИФИ предназначен для отработки, тестирования и верификации экспериментальных методик программы исследования на мегаджоульной установке. Показано, что наличие такого комплекса позволяет интенсифицировать комплексные исследования в области физики высоких плотностей энергии, в частности, ударных волн рекордных параметров, свойств уравнения состояния вещества, неустойчивостей образующейся горячей плазмы, транспортных и радиационных характеристик вещества при интенсивном лазерном импульсном воздействии нп вещество. В докладе приведена общая структурная схема МЛК «ЭЛЬФ». Предложенная усилительная схема позволяет: более, чем на порядок повысить яркость излучения; в 4 раза увеличить частоту проведения экспериментов; на 30% снизить стоимость всей установки; в 2 раза уменьшить расходы на обслуживание. Рассмотрены перспективы создания энергетического частотного лазера мультикилоджоульного уровня энергии с активной средой на основе Yb:YAG.

В приглашенном докладе Глотова В.Д. и др. (ЦНИИМаш) «Основные направления использования технологий спутниковой лазерной дальнометрии в системе ГЛОНАСС: опыт и перспективы» показано, что высокая точность измерений квантово-оптических станций и отличие их физической природы по сравнению с радиоизмерениями, дает возможность использования спутниковой лазерной дальнометрии для повышения эффективности ГЛОНАСС. Высокая точность лазерных измерений достигается за счет: уменьшения длительности импульса излучения (десятки пикосекунд); увеличения числа измерений в единицу времени (до 1000 и более измерений в секунду); минимизации «ошибки цели» (совершенствование ретрорефлекторов на космических аппаратах); постоянной калибровки дальномерного канала. Ошибки измерения дальности от станции до космического аппарата в настоящее время составляют примерно 1- 3 мм.

В приглашенном докладе Мясникова Д.В. (НТО«ИРЭ-Полюс») «Обзор последних достижений и новых продуктов НТО «ИРЭ-Полюс» для индустриальных применений» показано, что сегодня волоконный лазер является платформой для разработки источников излучения нового поколения и важным технологическим инструментом во многих отраслях промышленности. Появились мощные лазеры с изменяемой формой пятна для ускорения операций сварки металлов и улучшения качества сварных соединений. Новым применением компактных импульсных наносекундных лазеров является ручная система очистки при стоимости очистки в 3 раза ниже, чем при дробеструйной очистке. Более широкое использование гибридных волоконно-твердотельных схем лазеров позволяет достичь ранее недоступных для волоконной технологии параметров. Докладчик подчеркнул, что дальнейшее развитие возможно при использовании волоконных лазеров как компонентов более мощных источников излучения и комплексных систем.

В приглашенном докладе Дворецкого Д.А. (ООО "СФБ Лаб, МГТУ им.Н.Э.Баумана) «Обеспечение защиты квантовых коммуникаций от оптических атак» были рассмотрены актуальные оптические атаки на квантовые криптографические системы выработки и распределения ключей. Показано, что в оценке защищенности от атаки Trojan-horse возможен спектральный анализ для пассивных оптических компонентов с чрезвычайно высокими значениями затухания, достигающими 100 дБ и более в диапазоне длин волн 1000-2000 нм. Экспериментально исследован эффект ослепления ЛФД непрерывным и модулированным излучением с возможностью изменения длительности импульса в диапазоне 4-20 нс и с частотой следования от 1 до 10 МГц, а также с изменением формы импульса. Полученные данные позволяют оценить возможности традиционного метода защиты от эффекта ослепления, который основан на анализе тока смещения ЛФД. Проведено исследование зависимости коэффициента аттенюации от подаваемой непрерывной оптической мощности излучения до 5 – 5,5 Вт на длине волны 1561 нм для нескольких широкодоступных в телекоммуникациях аттенюаторов. Получен критерий оценки эффективности защиты с учетом атаки на когерентные квантовые состояния со светоделителем.

Приглашенный доклад Плавского Ю.В. с соавторами (Институт физики НАН Беларуси, Минск) «Эндогенные фотоакцепторы и фотохимические механизмы, определяющие биологическое действие лазерного излучения» был посвящен выяснению механизмов фотобиомодуляции и, в частности, выявлению молекул, способных при поглощении света воздействовать на метаболические процессы в клетке. Показано, что в основе регуляторного действия света лежит изменение окислительно-восстановительного статуса клеток, инициируемое образованием активных форм кислорода (АФК) в результате возбуждения эндогенных фотосенсибилизаторов. В зависимости от концентрации АФК воздействие света может приводить как к стимуляции клеточных процессов, так к их угнетению, а также инициировать летальный исход. Концентрация эндогенных порфиринов в раковых клетках примерно в два с половиной раза выше, чем в нормальных нетрансформированных клетках. Это обстоятельство обусловливает повышенную чувствительность раковых клеток к действию света, спектр поглощения которого соответствует спектру поглощения порфирина. Впервые показано, что механизм фотоповреждения клеток зависит от времени, прошедшего после прекращения действия света.

В приглашенном докладе Будаговского А.В. с соавторами («Мичуринский ГАУ», «ФНЦ имени И.В.Мичурина», г.Мичуринск Тамбовской области; «ФИАН им.П.Н.Лебедева») «Фоторегуляторное действие когерентного света и его применение для управления функциональной активностью биологических организмов» показано, что фотоиндуцированная реакция живых организмов (от бактерий до человека) зависит от статистической упорядоченности (когерентности) действующего излучения. В наибольшей степени стимулируются те клетки, размеры которых не превышают длины когерентности и радиуса корреляции действующего света, то есть помещаются в его объеме когерентности. Полученные результаты могут быть использованы для биологической защиты растений в целях селективного повышения функциональной активности бактерий – антагонистов патогенных грибов. Докладчик отметил, что большой интерес представляет применение низкокогерентного света для подавления пролиферации злокачественных опухолей посредством избирательной стимуляции более мелких, по сравнению с раковыми, клеток Т-лимфоцитов.

Тематика, связанная с биофотоникой, была продолжена на заседании секции «Биомедицинские применения лазеров», где были рассмотрены вопросы использования в медицинской диагностике прямого и обратного преобразования фотоплетизмограммы в колебания температуры кожи (Сагайдачный А.А., Саратовский ГУ имени Н.Г.Чернышевского); лазерного лечения варикозного расширения вен с применением медицинского световода новой конструкции (Кочуков Ю.А., ИОФ им.А.М.Прохорова РАН); тераностики новообразований поверхностной локализации (Румянцева В.Д. и др., РТУ МИРЭ, ФИРЭ им.В.А.Котельникова РАН); туннелизации и перфорации кости лазерным излучением (Абушкин И.А., ЦМЛТ, Челябинск); концепции и медико-технических требований к лазерному роботу (Рогаткин Д.А., Молочков А.В., МОНИКИ им.М.Ф.Владимирского); особенностей лазерной литоприпсии при обработке фемтосекундным лазером (Богомолов В.М . и др., МГТУ им.Н.Э.Баумана, НИИ урологии и интервенционной радиологии им.Н.А. Лопаткина).

На заседании секции вызвал интерес доклад Тарасова А.П., Штыфлюка М.Е. и Рогаткина Д.А. «Обоснование возможности проведения безопасной УФ спектроскопии кожи in-vivo при использовании волоконных средств доставки излучения», в котором теоретически исследованы границы применимости классического подхода к оценке дозы УФ излучения как энергетической экспозиции (Дж/м²). Показано, что в случае небольших пятен на коже, т.ч. при использовании волоконных средств доставки излучения, использование классического подхода к оценке сообщенной дозы приводит к существенной ее переоценке – это отражается в занижении допустимой длительности диагностической процедуры. Процедура оптической УФ спектроскопии in-vivo при использовании волоконных средств доставки излучения безопасна в течение нескольких десятков секунд и даже минут. Классический подход оценки дозы УФ излучения применим при площади пятна облучения не менее 1,5 – 3 мм² (диаметры 1,4 - 2 мм).

На заседании секции «Современные проблемы фотоники и лазерной техники» был представлен цикл докладов, подготовленных сотрудниками НОЦ «Фотоника и ИК-техника» МГТУ им.Н.Э.Баумана, посвященных разработке фемтосекундных волоконных лазеров с высокоплотными упорядоченными одностенными углеродными нанотрубками (Аверкиева У.С. и др.); тулиевых волоконных лазерных источников сверхкоротких импульсов для накачки халькогенидных световодов с целью создания сверхширокополосных лазерных источников излучения – генераторов суперконтинуума ИК-диапазона (Ивашкина Е.С. и др.); инфракрасных квантово-каскадных лазеров в диапазоне от 9,6 до 12,5 мкм (Анфимов Д.Р. и др.); системы термостабилизации лазерного диода на длине волны 976 нм (Зеленов Р.Е. и др.); волоконно-оптического датчика деформаций на слабо отражающих волоконных Брегговских решетках (Сибирцев В.А.).

Большое внимание присутствующих вызвал доклад Ореховой В.Е.¹, Орехова К.А.¹, Киселя В.Э.² (¹ОАО «Пеленг», ²НИЦ оптических материалов и технологий БНТУ, Минск) «Импульсный Nd:YAG лазер для систем измерения дальности». Авторами был разработан прототип лазера с поперечной односторонней накачкой и термоэлектрической стабилизацией температуры источника накачки, способный функционировать в диапазоне частот следования лазерных импульсов 1-22 Гц в течение не менее двух минут в интервале температур окружающей среды -40 … +60 градусов Цельсия. При этом энергия лазерных импульсов составляла не менее 80 мДж при энергии импульса накачки не более 0,51 Дж. Расходимость не превышала 1,9 мрад при расходимости с телескопом не более 0,3 мрад. В докладе показано, что конфигурация резонатора и конструкция квантрона позволяют реализовать компактный лазер с высоким оптическим КПД без применения дорогостоящих технологий для серийного производства. В дальнейшем габариты исследуемой системы могут быть уменьшены за счет сокращения длины резонатора, а также оптимизации конструкции.

На заседании секции «Лазерные технологии и диагностика сред» были представлены результаты исследований по следующим направлениям: пикосекундной лазерной обработке графитовой суспензии в этаноле (Ашиккалиева К.Х., ИОФ им.А.М.Прохорова РАН); прямой лазерной записи высокопроводящих микроконтактов на гибких подложках (Ултургашева Е.В., МГТУ им.Н.Э.Баумана); измерениям трещиноватого слоя и частоты оптической поверхности на основе анализа и обработки спекл-модулированного рассеянного излучения (Фролова В.Е., МГТУ им.Н.Э.Баумана); реализации волоконного имитатора акустических воздействий (Рубцова Е.М., МГТУ им.Н.Э.Баумана); технологическим аспектам изготовления оптических волноводов для устройств дополненной реальности (Афанасьева О.Л., Соломашенко А.Б. , МГТУ им.Н.Э.Баумана).

Интерес присутствующих вызвал доклад Киреева С.В., Маркова З.С., Кондрашова А.А. (НИЯУ МИФИ) «Цифровой двойник прототипа лазерного комплекса, предназначенного для онлайн-контроля H₂S в газовых средах». В настоящее время авторами доклада разрабатывается прототип лазерного комплекса , предназначенного для он-лайн контроля содержания H₂S в газовых средах. В рамках разработки был создан цифровой двойник, выходные данные которого позволяют предварительно анализировать возможности метода перестраиваемой диодной лазерной спектроскопии поглощения (TDLAS) для решения задач детектирования H₂S и других газовых компонентов в составе сложных смесей, а также существенно уменьшить количество измерений при разработке комплекса. Разработанный цифровой двойник достаточно точно описывает экспериментальные результаты измерений концентрации сероводорода лазерным комплексом и может быть использован для анализа возможности определения концентраций различных газов методом перестраиваемой диодной лазерной спектроскопии поглощения.

Все представленные на пленарном и секционных заседаниях доклады вызвали большой интерес участников конференции. Отметим, что отличительной особенностью прошедшей конференции, по сравнению с предыдущими, является существенное увеличение количества аспирантов и студентов старших курсов технических университетов среди соавторов докладов, в том числе, непосредственных докладчиков. Особенно активно планомерная работа в этом направлении под девизом «Образование – через науку» проводится в НОЦ «Фотоника и ИК-техника» МГТУ им.Н.Э.Баумана под руководством д.т.н., профессора Карасика В.Е.

Оргкомитет выражает благодарность руководству и сотрудникам РТУ МИРЭА за обеспечение комфортных условий проведения конференции.

Статьи, подготовленные по материалам докладов будут опубликованы в Сборнике научных трудов "Лазеры в науке, технике, медицине", том 34, 2024 г., включенном в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ).
О выходе сборника из печати будет сообщено здесь, на страничке конференции.
Внимание! Статьи сборника "Лазеры в науке, технике, медицине", том 33, 2023 г. размещены в e-Library

Принято решение о проведении следующей XXXV международной конференции "Лазеры в науке, технике, медицине" в 2024 году.

АДРЕС ОРГКОМИТЕТА:
МНТОРЭС им.А.С.Попова, конференция "ЛАЗЕРЫ'2023",
Телефоны: +7-499-394.46.04; +7-916-675.71.66; +7-905-555.84.64
E-mail: mntores@mail.ru

РТУ МИРЭА

Открывает конференцию председатель
программного комитета, д.ф.-м.н., академик РАН,
президент РТУ-МИРЭА А.С.Сигов

На заседании

К участникам конференции обращается директор
института Информатики и электроники МИРЭА,
председатель МНТОРЭС им.А.С.Попова
Сопредседатель оргкомитета
д.ф.-м.н., проф. А.Г.Васильев

К участникам конференции обращается сопредседатель
оргкомитета,
член президиума МНТОРЭС им.А.С.Попова
к.т.н. В.А.Петров

На пленарном заседании

на пленарном заседании докладывает
д.ф.-м.н. В.Ю.Плавский
(Институт физики НАН Белоруссии, Минск)

докладывает сопредседатель 1-й секции
д.ф.-м.н. Д.А.Рогаткин
(МОНИКИ им.М.Ф.Владимирского)

к участникам заседания обращается
сопредседатель 2-й секции
д.т.н., проф. В.Е.Карасик (МГТУ им.Н.Э.Баумана)

на заседании 2-й секции докладывает
М.С.Гилёв (МГТУ им.Н.Э.Баумана)

обсуждение доклада

заседаниe 3-й секции ведёт
к.т.н. Е.К.Петрова (НИЯУ МИФИ)

на заседании 3-й секции докладывает
Н.А.Маршин (НИЯУ МИФИ)