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光学是怎样炼成的?战斗民族的辉煌历史了解一下

光学是俄罗斯高科技领域最强的学科之一。

说起俄罗斯光学,不得不提前苏联时期光学研究的发展盛况。在激光领域,特别是高能激光、激光物理、量子光学以及激光应用方面的研究,曾在前苏联处于最高优先的地位。在军费支持下,前苏联创建了大批激光研究中心,几乎所有国有工业的主要部分都有自己的激光研究所、设计局或技术分部。光科学家和工程师数量达到4万之多。

虽然从前苏联到俄罗斯,经过了多年的政局动荡和严重的经济危机,但无论你知或者不知,战斗民族的光学实力就在那里,不动不摇。

获得诺贝尔奖的7位院士:

巴•切伦科夫(1904-1990)
       

物理学家,由于发现和解释了“切伦科夫效应”,于1958年与苏联物理学家塔姆、弗兰克分享了诺贝尔物理学奖。切伦科夫效应是切伦科夫在研究发自镭放射源的辐射穿入不同的液体并被液体吸收时发生的现象中发现的。于1970年当选前苏联科学院院士,1984年获得前苏联“苏联社会主义劳动英雄”称号。1990年,切伦科夫在莫斯科逝世。

伊利亚·米哈伊洛维奇·弗兰克(1908-1990)
  

物理学家,切伦科夫辐射辐射理论的创始人之一,1930-1934年在列宁格勒国家光学研究院工作。1937年与塔姆一起,对切伦科夫效应提出了理论解释,三人因此同获1958年度诺贝尔物理学奖。1968年当选为前苏联科学院院士,此外,还获得了列宁勋章、劳动红旗勋章和十月革命勋章。

伊戈尔•塔姆(1895-1971)
     

理论物理学家,对固体中漫射光的量子理论、光电效应、金属以及热核反应的控制方法等方面均有研究,并取得重要的成果;撰写了有关可控热核聚变问题的著作;最为著名的工作是对切伦科夫辐射所作的理论解释。1953年当选为前苏联科学院院士。1958年与弗兰克、切伦科夫共获诺贝尔物理学奖。

尼古拉·根纳季耶维奇·巴索夫(1922-2001)

物理学家,量子电子学的奠基人之一,长期从事量子电子学方面的研究,为激光物理学的创立作出了不可磨灭的贡献。由于激光光束的振荡器和激光器的研制成功,1964年与美国汤斯教授及前苏联普罗霍罗夫教授共同获得诺贝尔物理学奖。1966年当选为前苏联科学院院士。此外,被授予社会主义劳动英雄称号,三次获列宁勋章,以及捷克斯洛伐克科学院金质奖章、A.伏特金质奖章。

亚历山大·米哈伊洛维奇·普罗霍罗夫(1916-2002)

物理学家,在大功率红外光与可见光的激光器制造、非线性光学、大功率激光与物质的谐振及非谐振相互作用研究等方面做出重要贡献。因在量子电子学方面的基础研究导致了微波激射器和激光器的发展,因而获1964年度诺贝尔物理学奖。1966年当选为前苏联科学院院士,获列宁奖金等。

若列斯·伊万诺维奇·阿尔费罗夫
  

半导体物理学家,是异质结构物理学的创立者。于1970年在世界上首先实现了半导体激光器的室温连续运转,奠定了因特网以及当代电子和光电子技术,特别是相关信息及能源技术的基础。2000年因在“信息技术方面的基础性工作”与美国的赫伯特•克勒默和杰克•基尔比共同被授予诺贝尔物理学奖。

维塔利·金茨堡
      

理论物理学家,研究工作涉及超导体和超流体、无线电传播、天体物理学、宇宙射线的产生、等离子体、晶体光学等领域。年轻时曾参与前苏联的氢弹研制,因提出锂氚化合物燃料为前苏联氢弹成功爆炸作出重大贡献,1966年获得苏联最高奖章———列宁勋章。1950年,维•金兹堡与朗道提出了描述超导现象的理论公式。1957年阿列克谢•阿布里科索夫在维•金兹堡提出的理论基础上,成功地解释了II型超导体特性的理论。2003年他与阿列克谢•阿布里科索夫、美国科学家安东尼•莱格特一起获得诺贝尔物理学奖。


高等学府的光学研究机构:

莫斯科大学

全名莫斯科国立罗蒙诺索夫大学,1755年创办,是俄罗斯联邦规模最大、历史最悠久的综合性高等学校。莫斯科大学在俄罗斯联邦具有特殊地位,它是俄罗斯独立的有自治权的大学,其《章程》由俄罗斯大学教职工代表大会研究制定。该校共有5名毕业生和4名教授获得诺贝尔奖,6名毕业生获得菲尔兹奖。

物理学系光学与光谱学部

该部门创建于1930年,是最古老的部门之一。下设4个实验室:相干光学实验室、同步辐射实验室、纳米系统物理实验室、光纤通信与信息光学实验室;以及3大研究所:库尔恰托夫研究所、晶体学研究所、核物理研究所。

相干光学实验室研究方向包括奇异和分形光学、计算及光学、高功率气体激光器及物理过程研究、激光辐射波阵面。

同步辐射实验室于1967年在FIAN S-60同步加速器上创造了前苏联第一个真空紫外光谱通道。并在之后一直对同步辐射作用下发生在物质中的发光激发机制和其他次级过程进行科学研究。

纳米系统物理实验室是晶体学研究所、库尔恰托夫研究所的基地。研究主题与两个主要科学中心的研究主题相一致。

光纤通信与信息光学实验室围绕光线通信物理问题、固体和半导体辐射源物理学展开研究。

库尔恰托夫研究所是俄罗斯最大的科学中心之一,参与了国际热核聚变实验反应堆(ITER),欧洲X射线自由电子激光装置(XFEL),欧洲大型强子对撞机(CERN),反质子与离子研究装置(FAIR),欧洲同步辐射中心(ESRF)等国际合作项目。

国际激光中心

该中心的研究活动基于国际合作项目,主要集中在激光物理、化学、生物学、医学、激光技术,以及非线性光学及其应用等跨学科项目。下设固体激光器和相干光学学实验室、自适应光学实验室、实验量子光学和纳米光子学实验室等19个实验室。

量子信息实验室

实验室隶属于国际激光中心和物理学院,在量子信息科学的基础上(量子测量与纠缠理论、量子密码协议的设计与分析、光学偶极子陷阱的原子动力学等),研究在多能级原子与光学和磁场相互作用的量子干涉现象(暗共振光谱学)中应用量子理论,探索分子手性态的激光相干控制的应用。

超分子化合物和纳米结构溶液的激光光谱实验室

研究内容包括超分子化合物溶液、纳米颗粒和纳米复合材料在液体介质中的性能、人工智能在光谱学中的应用。在Laser Physics, Journal of Physical Chemistry C,Journal of Raman Spectroscopy等期刊上发表过论文。

激光化学部

该部门所属化学系,1988年成立,主要研究领域之一为激光诱导物理化学过程,下设激光诱导合成实验室、激光诊断实验室、激光光谱实验室。

圣彼得堡国立大学

该校创建于1724年,是俄罗斯最早建立的大学。十月革命后改名国立列宁格勒大学,1991年12月前苏联解体后改名为圣彼得堡国立大学,并沿用至今。是俄罗斯著名的综合性大学,也是俄罗斯教育、科学和文化中心之一。

光学与激光材料研究中心

研究中心进行广泛的实验研究,包括对物质和材料的构成,光学和物理化学性质的研究,并研究辐射与物质的相互作用的一系列物理现象。依靠资源中心的人员、集成化和多样性的设备和具备解决跨学科问题的能力,利用现代光学、激光和满足世界标准的相关设备,该中心实现了研究和教育的高效结合。

主要研究包括吸收光谱学,发光光谱学,动态光学散射,傅里叶变换红外光谱,拉曼散射光谱等。


拉曼光谱仪


磁光阱

激光化学和激光材料科学系

该部门成立于2007年,是在化学系半导体化学实验室和SPbSU教学科研中心激光研究所的基础上建立的。研究内容包括激光和化学方法研究材料和化学过程,利用激光方法进行化学合成与材料改性、开发用于激光和光学技术的新材料等。

自旋光学实验室

该实验室由俄罗斯联邦政府“Mega-grants”项目资助,研究半导体结构中光产生的自旋电流。实验室主要研究的是刺激-极化,混合光物质的准粒子,它服从泊松分布的统计,可以形成冷凝和相干流体。极化的自旋电流将形成一套新的逻辑装置的基础,其中的信息将通过自旋或极化来编码。研究目标是控制在皮秒尺度上的极子自旋,这将允许对太赫兹频率的信息进行编码。

物理系超分子光子学部

该部门的研究内容包括DNA光物理学、金属原子簇的光物理学,研究方法主要有荧光稳定状态和时间分辨光谱、量子化学和分子动力学的方法、荧光饱和光谱学、激光扫描共焦显微镜、光电子能谱等。

莫斯科国立鲍曼技术大学

鲍曼大学创建于1830年,用牺牲在此的革命家、与列宁并肩战斗过的尼古拉·埃内斯托维奇·鲍曼来命名,是一所与莫斯科大学齐名的俄罗斯高等院校。鲍曼大学是俄罗斯理工科类院校的最高学府,是俄罗斯最古老且成就最高的技术类大学,为前苏联及俄罗斯培养了许多优秀的科技人才,在俄罗斯具有极高的声望。

无线电电子学和激光技术学院

该学院成立于1987年,下设无线电系统和设备、激光与光电系统、仪器元件、仪器工程四个部门。

光电仪器学院

该学院研究的基本内容包括激光光电子器件和系统的开发、利用逆向反射效应开发光学和光电子器件的导向和识别系统、用于计算激光束转换的光学系统的方法的发展、全息和衍射光学元件的开发、信息光电子系统计算机辅助设计方法的发展、开发大气和海洋激光探测系统等。

无线电电子学与激光技术研究所

该所于1988年成立,是鲍曼大学四大研究所之一。主要研究方向有全息光学元件、激光光学系统、激光信息系统、光电子系统的监测和定位、激光视觉系统、物体三维成像以及光子学和红外技术。

光子与红外技术中心

该中心的优先任务之一是在光学和光子学领域创建一个世界级的理工学院,主要目标是发展光学和光子学领域的基础和应用科学研究。下设声光器件与系统实验室、微光电子机械系统实验室、光子晶体纤维实验室、太赫兹光学实验室。

激光信息系统实验室

实验室主要研究活动包括分析和建模目标物体对激光辐射的散射,激光定位系统中的信号处理方法,物体识别,神经网络技术进行数据分析。

圣彼得斯堡皇家理工大学

该校创办于1899年,1950年代又称加里宁工程学院,2015年更名为圣彼得堡皇家理工大学,是一所历史悠久的理工科为主的综合大学,是俄罗斯技术类大学中的顶尖级别的大学。

科学技术联合学院激光焊接技术系

该系主要研究包括在激光和电子束焊接、垫焊和热处理过程中,材料暴露于强辐射的物理过程;用于材料加工的激光和激光加工系统;激光和混合焊接技术,垫焊和热处理;激光尺寸加工技术;对涉及激光加工材料的过程进行计算机工程分析的工具的开发;焊接接头的热、变形和吹气过程的数学建模等相关技术。设备包括15KW的高功率光纤激光器,5KW的二氧化碳激光器等。

放射物理学系光纤光学实验室

1985年,实验室由Vladimir Michaelovich Nikolaev教授在无线电物理系建立。实验室的科学和教育活动的主要范围与放射物理学的一般问题、光在光纤中的光传播效应、测量设备和基于光纤技术的传感器系统有关。

研究方向包括光在光纤中传播的物理过程,光纤干涉测量(配置、相位测量、调制和接收信号、多路复用)、物理量和数据采集系统的光纤传感器,基于OTDR技术的分布式测量,基于外部光纤法布里-珀罗干涉仪的位移传感器,基于光纤布拉格光栅的系统(FOBG)。

量子电子系

研究领域包括光学,激光物理和纳米尺寸的设备。本系的学生以两个领域的共同核心,作为他们的光学通信系统和光子学的导论。研究方向包括量子频率标准和磁力仪、光电系统用于信号和图像处理、卡西米尔效应及其应用、激光诊断光度法。

莫斯科物理技术学院

莫斯科物理技术学院于1946年成立,其前身为莫斯科国立大学物理技术系。该校是俄罗斯一所理工类国立大学,以理论物理、应用物理、应用数学等方面为擅长。

纳米光学和表面等离子体激元学实验室

该实验室由俄罗斯科学基金会提供资助,研究内容包括芯片上的NEMS化学传感器,表面等离子体偏振传感器,等离子体纳米结构近场光学显微镜等。研究设备有表面等离子体共振生物传感器、电子束蒸发系统、电信光学频谱分析仪、高功率超宽带超连续源、扫描近场光学显微镜等。

太赫兹应用技术实验室

该实验室于2014年9月创建,研究领域包括新型潜在应用材料的集体电子相互作用,纳米和亚纳米尺度物体的物理性质,生物分子、系统和材料的太赫兹光谱等。该实验室的科学活动由俄罗斯教育和科学部“项目5 -100- mipt”,俄罗斯科学基金会和俄罗斯基础研究资助基金会支持。在Nature Physics 、Advanced Materials等高水平期刊上发表过文章。

圣彼得堡国立信息技术机械与光学大学

该校建立于1900年,是俄罗斯著名的工科学校之一,是前苏联唯一一所以光学、光电技术、精密机械和计算机技术为教学核心的高等院校,对俄罗斯的空间及宇航技术做出了重大贡献。我国早年该院的留学生中不乏建国初期创业的我国老一辈的光学专家、著名的科学家、高级工程师,对我国的光学事业开创也做出了重大贡献。

在光学与光子学领域有多达15个研究所或国际实验室,涵盖激光、LED、非线性光学、量子信息等领域。

激光物理研究所

该所成立是为了在应用和基础研究方面提供有效的合作关系,从而生产世界上第一批激光物理创新产品。主要在控制和校正系统的高功率固体激光器,气体激光器,防眩光二极管激光器,扩散光学层析成像和纳米光子学领域进行研究。

光学信息技术中心

该中心主要研究领域为手性纳米晶体、红外量子点、纳米晶体的理论研究、金属纳米粒子与光电子和生物医学的等离子体共振、基于半导体纳米晶体的混合结构、碳纳米材料的结构和光学性质、激光冷却和纳米对象的空间定位、大块晶体和纳米结构中的光激发和超快光开关的非线性过程。

“光子学和光学信息技术”国际研究所

承担“5 100”提升竞争力科学项目,研究领域包括飞秒光学和飞秒技术、量子信息学、数字全息、太赫兹生物医学。

光电和电子设备的功能材料与器件国际研究中心

研究领域包括LEO材料结构特性的建模与优化、COB紫外集成组件、基于氧化稼的单晶基材、新型纳米结构金属导体等。

Russar学习、科学和制造中心

研究领域主要集中在用于航天器的各类科学与导航的光学设备与元件,如大气收发器光纤线路系统、“Fregat”视频光谱复合体等,参与众多国际空间项目。

此外,该大学还拥有“激光微纳技术”国际实验室、“激光系统”国际实验室、非线性光学信息学实验室、硅光子学和微系统光子学国际实验室、“辐射医学”国际实验室、纳米光机学国际实验室、“城市环境照明设计”国际研究实验室、纳米光子学和光学信息技术研究所、光引导光子学研究所、纳米光子学与超材料国际研究中心。

萨拉托夫国立大学

该校成立于1909年,是俄罗斯历史最悠久的大学之一。承担了俄罗斯“国家研究型大学发展计划”项目。

光学和生物光子学系

该系下设国际工业和医学光学技术科学教育中心,激光测量和生物光子学科学教育中心。主要研究方向包括激光诊断和治疗的生物医学光学和生物物理基础,相干光学,随机非均匀和散射介质的光学,激光和光学测量的物理学,全息和光学信息处理,激光物理学,激光器和光学系统的非线性动力学,液晶光学,原子和分子光谱学。


光学类学会/协会

罗日捷斯特文斯基光学学会(俄罗斯光学学会)

以D.S. Rozhdestvensky命名的光学学会成立于1990年,是一个自愿的、自治的、非盈利的、有创意的国际公共组织,是俄罗斯在1917 - 1929年运作的光学学会的继承者。该学会已设立了诸多奖项,包括D.S. Rozhdestvensky, s.i.vavilov, A.A. Lyebyedyev, S.A. Zvyeryev, S.E. Friesch奖章和荣誉学位,授予给在光学科学技术发展方面做出重大贡献的学会成员。

激光协会(LAS)

协会于1990年4月在莫斯科成立,是一个非政府和非盈利组织。到目前为止,共有288名企业成员和超过500名会员加入了LAS。目前,来自亚美尼亚、阿塞拜疆、白俄罗斯、爱沙尼亚、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、拉脱维亚、立陶宛、摩尔多瓦、俄罗斯、乌克兰、乌兹别克斯坦等国的企业和个人用户共计超过1.5万名,LAS的研究中心中7个在俄罗斯,7个在独联体国家和波罗的国家。
 

来源:中国激光