ПРЕДМЕТ ОБСУЖДЕНИЯ — ЛАЗЕРЫ
НА СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНАХ
В последнюю неделю лета, с 26 по 31 августа, в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера проходила 29 Международная конференция по лазерам на свободных электронах FEL 2007.
Ю. Александрова, «НВС»
Конференция проводится ежегодно в разных странах мира (последняя состоялась в Берлине), однако в России подобное мероприятие — первое. Постоянно действующий международный комитет конференции выбирает город и научное учреждение, где уже имеются работающие установки с лазерами на свободных электронах (ЛСЭ), чтобы участники форума могли не только представить свои доклады, но и посмотреть, как все устроено и каким образом действует.
В Сибирском отделении такая установка — единственная в нашей стране — существует. Заработала она в 2003 году (именно тогда было получено первое излучение), хотя исследования по ЛСЭ ведутся в ИЯФе более 30 лет. В настоящее время на терагерцевом излучении мощностью в 400 Вт проводятся эксперименты, работают биологи, химики, физики-твердотельщики — разные группы из соседних академгородковских и некоторых московских институтов. На базе ЛСЭ ИЯФом и Институтом химической кинетики и горения СО РАН основан Сибирский Центр фотохимических исследований.
«Мы надеемся, что у нас будет еще больше пользователей, — говорит председатель программного комитета конференции д.ф.-м.н. Николай ВИНОКУРОВ. — Сейчас для продвижения в более высокочастотную область и повышения средней мощности излучения создается вторая очередь ЛСЭ». ИЯФовская установка уникальна по своим характеристикам. Она имеет такие параметры и мощность в терагерцевом диапазоне длин волн, каких не найдешь нигде в мире.
Конечно, в ряде стран лазеры на свободных электронах появились раньше: самая первая установка вступила в строй в Америке в 1977 году, после чего это направление стало очень бурно развиваться. Сейчас в мире имеется около пятидесяти таких устройств с разными параметрами (впрочем, это не так уж много, поскольку это дорогостоящие установки больших размеров) — все они сослужили свою службу как промежуточные этапы для испытания разных вариантов конструкций ЛСЭ. Самая большая мощность — 14 кВт — у американской установки из лаборатории им. Джефферсона. «Однако, — отмечает Н. Винокуров, — диапазоны длин волн у нас и американцев совсем разные, поэтому мы не совсем конкуренты, скорее, дополняем друг друга». Установка с большой мощностью (около киловатта) работает также в Японии.
Лазеры на свободных электронах находят много разных применений, поскольку позволяют получать электромагнитное излучение в недостижимых ранее диапазонах длин волн. В частности, одно из магистральных направлений — рентгеновские лазеры на свободных электронах, источники когерентного рентгеновского излучения. Возможно и применение ЛСЭ в медицине. Хотя, по словам Николая Александровича, медицина — это все-таки «прикладное применение, и сначала нужно изучить, например, влияние терагерцевого излучения на живые объекты, а потом уже применять к людям». Поэтому сначала все эти вопросы отрабатываются в биологии: например, исследуются и облучаются клетки, биологические молекулы.
Существуют также разные технологические применения. Уже проведены эксперименты по получению нанотрубок и наночастиц при помощи излучения ЛСЭ. Занимаются ученые и экспериментами по модификации поверхностей: к примеру, поверхность пластика при облучении становится шероховатой, что может быть использовано как в промышленности, так и в медицине. В частности, можно делать хорошо поглощающие фильтры с такой поверхностью — на нее лучше оседают разные примеси.
Научная программа августовской конференции по традиции охватывает все основные тематики, касающиеся создания и использования лазеров на свободных электронах: теория, технологические вопросы и применение ЛСЭ, рентгеновские ЛСЭ, ЛСЭ большой мощности, ЛСЭ на электронных накопителях, новые проекты и статусы работающих установок. Около ста пятидесяти человек из 180 участников — иностранные гости, приехавшие из Америки, Германии, Кореи, Франции, Швеции, Японии и многих других стран. В работу научного форума традиционно включены ежедневные пленарные заседания и стендовая секция.
— Несмотря на то, что мероприятие проводится каждый год и, казалось бы, за это время не должно появиться много нового, было сделано немало интересных докладов, — рассказывает Н. Винокуров. — В мире ежегодно запускают три-четыре новые установки, имеются существенные достижения. Собственно, поэтому конференция и собирается так часто — ведь эта область деятельности сейчас активно развивается, и каждый раз мы узнаем что-то новое. Уже сложился свой круг общения: к нам приехало большое количество хороших специалистов — с частью из них мы давно знакомы и рады были вновь встретить друзей; с другими только что познакомились, обменялись опытом, а они посмотрели, что у нас есть, и это тоже полезно для всех.
Многие сотрудники ИЯФа выступали на конференции с сообщениями. Были представлены доклады про нашу установку: параметры излучения, измерение и оптимизация этих параметров (этому было посвящено выступление старшего научного сотрудника к.ф.-м.н. В. Кубарева). На теоретической сессии прозвучал очень интересный доклад к.ф.-м.н. О. Шевченко, а на сессии, посвященной новым проектам, он же рассказал о разработанном нами проекте ЛСЭ нового типа (так называемом кольцевом ЛСЭ). На сессии мощных лазеров на свободных электронах к.ф.-м.н. А. Матвеенко представил наш проект важного узла ЛСЭ — электронного вывода излучения. Кроме того, сообщения были сделаны коллегами из институтов Цитологии и генетики, Химической кинетики и горения и некоторых других. Они говорили о тех результатах, которые получили, используя излучение нашего лазера на свободных электронах.
В конце конференции произошло очень приятное для нас событие — было объявлено о присуждении О. Шевченко международной премии для молодых ученых за выдающийся вклад в физику и технику ЛСЭ.
Фото В. Новикова и Н. Купиной
стр. 10
|
