Кристаллы для первых отечественных лазеров


К 50-летию лазера X br /> Выпускница физфака 1960 года Юлия Николаевна Соловьева рассказывает о том, как создавались кристаллы для первых советских лазеров.

Давно это было, когда я поступила на физфак, окончила его и много лет работала в области прикладной физики. Но, может быть, мои воспоминания будут интересны истории отечественной физики.
Родилась я в Москве, окончила школу №428. Когда я училась в 9-м классе, в библиотеке отца попалась мне небольшая книжечка А.В.Шубникова «Как растут кристаллы». И я начала выращивать вечерами кристаллы, готовила горячие пересыщенные растворы, опускала сначала нитку, потом затравку, и так — изо дня в день. Так, для меня кристаллы стали как бы друзьями и, поступая на физфак (окончила школу с золотой медалью), я не сомневалась в выборе кафедры. Кристаллофизика.
Когда наступило время более узкой специализации, я увлеклась кристаллооптикой. И на диплом была направлена в ИКАН, который тогда еще находился в Пыжевском переулке, руководителем у меня была Софья Владимировна Грум-Гржимайло, большой специалист по спектрам поглощения кристаллов разноцветных минералов. Была у нее прекрасная коллекция пластин из кристаллов, из которой мне разрешалось брать для исследования образцы. Тема диплома — спектры поглощения в ближней ИК-области спектра.
После окончания физфака была распределена в СКБ-311, где в то время (с 1958 года) в отделе А.С.Бебчука выращивались були тугоплавких кристаллов по методу Вернейля, и из них изготавливались элементы для мазеров. Первым кристаллом, которому я помогала в применении, был рутил с примесями группы железа.
Шел 1960. В августе появились сообщения о получении в США лазерной генерации на рубине. И хотя многие ученые предсказывали эффект, но его реализация была ошеломляюща. Не могли поверить даже маститые ученые, да и не указывались подробные сведения об элементе, его размерах, форме, концентрации хрома. А ведь у нас в руках тогда был этот кристалл. Как сделать из него элемент? И начались поиски. Начальник отдела доверил руководить этой работой мне, еще тогда всего полгода как окончившей МГУ. Работали слаженно, с вдохновением и в сентябре 1961 г. была изготовлена первая партия из 10 элементов размерами 4х4х40 мм, среди них были кристаллы разной концентрации и ориентации.
В то время прикладные институты практиковали заключение договоров с академическими и учебными заведениями. С ФИАНом у Бебчука была налажена связь, так как он делал мазерные элементы по консультациям А.М.Прохорова. Когда открыли лазер, в ФИАНе срочно занялись им несколько групп. Мы работали с группой М.Д.Галанина и ему передали на испытание 10 образцов рубинов в середине сентября 1961 г. (Своей установки тогда еще у нас не было.) Я отчетливо помню, как в конце сентября мне позвонил А.М.Леонтович и сообщил, что на 4-х образцах получена генерация! Как важен первый результат, дальше уже дело пойдет смелее и увереннее. В отчете лаборатории М.Д.Галанина за 1961 г. (декабрь, архив ФИАН) записано, что генерация получена на кристаллах СКБ-311, полученных от А.С.Бебчука и Ю.Н.Соловьевой. Толпы заказчиков ринулись к Бебчуку, мы давали кристаллы буквально на один день, чтобы в разных предприятиях увидели чудо лазера и стали продумывать применения. Узнали, конечно, и в нашем Министерстве электронной промышленности, к которому относилось СКБ-311. Немедленно стали составлять проекты и планы, рассчитывая на отдельный институт квантовой электроники. Надеялся стать большим начальником и А.С.Бубчук. Но не пришлось. В то же время из других институтов приходили посмотреть на лазер и приглашали Бебчука к себе на работу. Так и случилось, что приехал С.К.Ходарев из НИИПа с Авиамоторной, где только что прошла реорганизация и предполагалось применение лазеров. И тогда в сентябре 1963 г. А.С.Бебчук с 10 сотрудниками перешел в НИИП с задачей наладить производство лазерных элементов и приборов. Я была в этой группе. В группу А.С.Бебчука входили технологи, специалисты по обработке кристаллов, физики. Первоначально на новом месте они стали заниматься обработкой и паспортизацией кристаллических элементов, полученных из других предприятий.
Несмотря на неблагоприятные в конце 1963 г. обстоятельства с ограничением финансирования научных разработок, Бебчук с сотрудниками не оставляли надежду заниматься выращиванием кристаллов. Кристаллы рубина к тому времени можно было приобрести на заводах.
Встал вопрос, что же выращивать, четкой задачи мы не имели. И вдруг неожиданная удача. В 1965 г. появились первые сообщения о получении перспективного кристалла для модуляции и нелинейных применений — ниобата лития. Однако электрооптические коэффициенты были приведены крайне неопределенные. Наша группа немедленно приступила к выращиванию ниобата лития почти на самодельной установке типа Чохральского и буквально в два месяца получила образцы. Имея опыт оптической ориентации кристаллов и обработки, мы в спешном порядке оборудовали установку для измерения электрооптических коэффициентов. Кристаллов ниобата лития в в СССР тогда не было. Мне случилось сделать доклад о наших результатах по исследованию этого феноменального кристалла 1 октября 1965 г. на конференции по нелинейной оптике в Новосибирске. Сохраняя всегда традицию совместной работы с физфаком, мы изготовили и передали лаборатории Р.В.Хохлова элементы из ниобата лития для удвоения и перестройки частоты. Работали с А.Ершовым. Приблизительно один год мы были неповторимы. Дело в том, что другие организации ИКАН, Институт квантовой электроники М.Стельмаха в то время имели первоклассное оборудование для получения кристаллов по методу Чохральского. Наша установка была сделана на коленях. Но виртуозное владение техникой, использование сориентированных затравок позволило именно вследствие примитивности быстро внести коррективы в конструкцию установки по выращиванию, а именно добавить приспособление для монодоменизации под полем кристаллов в процессе выращивания. Мне снова повезло в том смысле, что в руках как физика, оказался еще неисследованный кристалл. Да с такой перспективой! Помню, как уговаривал Бебчука Беляев из ИКАНа дать им ниобат лития, а я слезно умоляла Бебчука никому не давать кристаллы, так как нацелилась на защиту диссертации по свойствам этого кристалла. И надо отдать должное — Александр Сергеевич не передавал элементы, пока я не подготовила диссертацию. Как и в случае рубина, разрыв с другими организациями был около года. Дальше все пошло без нас.
Все что сказано выше происходило в течение 10 лет после окончания МГУ. Впоследствии в НИИПе направление по разработке элементов для квантовой электроники было свернуто, и началось мое участие при создании квантово-оптических приборов в космических комплексах. Почти весь арсенал оптической физики приходилось поднимать для решения весьма разных, узких задач. Из наиболее интересных нововведений: применение выпукло-вогнутого резонатора для импульсных твердотельных лазеров, конструктивное решение подстраиваемого узкополосного фильтра Фабри-Перо для дневной локации, использование видеомагнитофона для настройки диаграммы направленности импульсного лазера. И наконец, последняя разработка относилась к Фурье-спектрометру для анализа продуктов (в порядке конверсии). Эта работа была приостановлена по причине моего увольнения на пенсию.
Надо сказать, что за отдельными случаями, мне пришлось работать с грамотными и благожелательными начальниками и сотрудниками. Недостатком всей системы прикладной физики было некоторая боязнь новых идей, стремление ухватиться за старые разработки, а новые отлеживались на полке. Может быть, именно в этом есть причина отставания отечественных разработок, если говорить о конкуренции с мировыми достижениями.
Когда ушла на пенсию, для меня открылась новая жизнь. Физика, наука, техника требуют полной отдачи и даже тогда не все разрешается. И, оказывается, есть другая сторона жизни — гуманитарные дисциплины, которые после напряженной мысленной работы в технике, кажутся мне гораздо проще, они не проверяемы и остаются на бумаге, как, впрочем, и физическая теории без практики. Вот уже почти 20 лет, как я занимаюсь историческими исследованиями. Всего я написала и издала около 40 книг, они посвящены самым разным темам — московское краеведение, усадьбы, генеалогические исследования своего рода, новые сведения из архивов по биографии известных людей.

Назад