Физики-лазерщики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Физики-лазерщики

Геннадий Фёдорович Басов

Биография

Басов родился в городе Усмань (ныне городе Липецкой области). Отец -- Геннадий Фёдорович Басов. В 1927 году семья переехала из Усмани в Воронеж. Член ВЛКСМ с 1936 по 1950. В 1941 году Басов окончил воронежскую школу № 13, которая находилась у перекрёстка ул. Карла Маркса и ул. Фридриха Энгельса, после школы прошёл подготовку на ассистента врача в Куйбышевской военной медицинской академии. В 1943 году он ушёл на фронт, служил ассистентом врача на украинском фронте.

После войны Басов поступил в МИФИ, защитил диплом в 1950 году. С 1948 года он работал лаборантом в Физическом институте имени Лебедева АН СССР (ФИАН), где и продолжил работу после получения диплома под руководством М.А. Леонтовича и А.М. Прохорова. В 1953 году Басов защитил кандидатскую, а в 1956 году -- докторскую диссертацию.

В 1958--1972 годах Басов являлся заместителем директора ФИАН, а с 1973 по 1989 годы был директором этого института. Здесь в 1963 году он организовал Лабораторию квантовой радиофизики, которую возглавлял до своей смерти. В 1962 году Басов был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1966 году -- академиком АН СССР, впоследствии избирался в президиум Академии наук (член президиума АН СССР с 1967 по 1990 год, РАН с 1991).

Басов был главным редактором журналов «Наука», «Квант», «Квантовая электроника», «Природа», в 1978--1990 годах являлся председателем правления Всесоюзного просветительского общества «Знание», был сменён на этом посту К.В. Фроловым.

Семья

В 1950 году он женился на Ксении Тихоновне Назаровой, является отцом двух сыновей -- Геннадия (род. 1954) и Дмитрия (род. 1963).

Научная деятельность

Работы Басова посвящены квантовой электронике и ее применениям. Вместе с А.М. Прохоровым он установил принцип усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами, что позволило в 1954 создать первый квантовый генератор (мазер) на пучке молекул аммиака. В следующем году была предложена трехуровневая схема создания инверсной населенности уровней, нашедшая широкое применение в мазерах и лазерах. Эти работы (а также исследования американского физика Ч. Таунса) легли в основу нового направления в физике -- квантовой электроники.

За фундаментальную работу в области квантовой электроники, которая привела к созданию лазера и мазера, Басов и А.М. Прохоров были награждены Ленинской премией в 1959, а в 1964 совместно с Ч.Х. Таунсом -- Нобелевской премией по физике.

Совместно с Ю.М. Поповым и Б.М. Вулом Басов предложил идею создания различных типов полупроводниковых лазеров: в 1962 был создан первый инжекционный лазер, затем лазеры, возбуждаемые электронным пучком, а в 1964 -- полупроводниковые лазеры с оптической накачкой. Басов также провел исследования по мощным газовым и химическим лазерам, были созданы фторводородный и йодный лазеры, а затем эксимерный лазер.

Ряд работ Басова посвящен вопросам распространения и взаимодействия мощных лазерных импульсов с веществом. Ему принадлежит идея использования лазеров для управления термоядерным синтезом (1961), предложил методы лазерного нагрева плазмы, проанализировал процессы стимулирования химических реакций лазерным излучением.

Басов разработал физические основы создания квантовых стандартов частоты, выдвинул идеи новых применений лазеров в оптоэлектронике (такие как создание оптических логических элементов), выступал инициатором многих исследований по нелинейной оптике.

Рубинов

Биография

Рубинов родился в Могилёве в семье инженера. В 1961 он окончил физический факультет БГУ, а с 1964 стал работать в Институте физики АН БССР под руководством академика Б.И. Степанова. В следующем году он защитил кандидатскую диссертацию, а в 1970 был назначен заведующим Лабораторией генерирующих органических соединений. Одновременно в 1987-98 он занимал должность заместителя директора Института по научной работе. В 2002-06 являлся Председателем Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь, в 2006-08 -- Первым заместителем Главы Администрации Президента Республики Беларусь. 31 октября 2008 избран Заместителем Председателя Совета Республики Национального собрания Республики Беларусь. Также является Заместителем председателя Совета по взаимодействию органов местного самоуправления при Совете Республики Национального собрания Республики Беларусь, Председателем Комитета по Государственным премиям Республики Беларусь.

24 мая 2010 года избран Председателем Совета Республики Национального собрания Республики Беларусь четвертого созыва.

Среди учеников Рубинова 5 докторов и 30 кандидатов наук.

Научная деятельность:

Научные работы Рубинова связаны с лазерной физикой, спектроскопией сложных органических соединений, биофизикой. В начале 1960-х были проведены исследования свойств рубинового и неодимового лазеров, свойств их активных сред при мощном облучении, обнаружено явление поглощения возбужденного рубина.

В 1963-64 Рубинов совместно с Б.И. Степановым теоретически обосновал возможность лазерной генерации на растворах органических красителей, а в 1966 эта возможность была реализована экспериментально. В дальнейшем были в подробностях изучены фотопроцессы, сопровождающие генерацию, разработаны методы накачки и плавной перестройки частоты, предприняты поиски новых органических активных сред. Результатом стало создание ряда лазеров на красителях, охватывающих весь видимый и прилегающий к нему УФ и ИК спектр. За эту деятельность в 1972 А.Н. Рубинов, Б.И. Степанов и В.А. Мостовников были удостоены Государственной премии СССР.

Рубинов совместно с учениками провел большую работу по исследованию свойств лазеров на красителях с распределенной обратной связью (РОС-лазеров), которые оказались дешевыми и удобными в плане перестройки частоты устройствами для широкого круга применений. Также Рубиновым были изучены свойства нелинейного резонатора Фабри-Перо, процессы при нелинейном полном внутреннем отражении, сделан существенный вклад в усовершенствование внутрирезонаторной спектроскопии благодаря использованию лазеров на красителях.

Ряд работ Рубинова и его учеников связан со спектроскопией сложных органических молекул. Они изучили влияние флуктуационных микронеоднородностей на спектры растворов этих соединений, предложен спектроскопический метод исследования таких гетерогенных систем, развит поляризационный подход к изучению кинетики сверхбыстрых процессов (таких, как образование и разрыв межмолекулярных водородных связей в растворах). В 1994 цикл работ "Флуктуации микроструктуры и фотофизика растворов сложных органических соединений" был удостоен Государственной премии Республики Беларусь.

Развитые спектроскопические методы были применены к исследованию возбужденных состояний сложных молекул, а также таких надмолекулярных комплексов как биологические мембраны. Рубинов рассмотрел влияние лазерного излучения на биообъекты (например, на эритроциты), показал возможности манипуляции ими в интерференционном лазерном поле.

Прохоров

Биография

Прохоров родился в Атертон (Австралия) в семье русского рабочего-революционера, бежавшего от преследований царского режима. В 1923 семья вернулась на родину. В 1939 он с отличием окончил физический факультет Ленинградского государственного университета и поступил в аспирантуру ФИАНа. После начала Великой Отечественной войны Прохоров ушёл на фронт, сражался в пехоте, в разведке, был награждён. Член ВЛКСМ с 1930 по 1944. В 1944 году, после тяжёлого ранения, он был демобилизован и вернулся к научной работе. Член КПСС с 1950 г.

На протяжении 1946--1982 Прохоров работал в Физическом институте АН СССР, с 1954 возглавлял Лабораторию колебаний, с 1968 являлся заместителем директора. В 1982 году назначен директором Института общей физики АН СССР, который возглавлял до 1998, а затем являлся его почётным директором. Одновременно преподавал в МГУ (с 1959 в должности профессора) и МФТИ, где с 1971 года заведовал кафедрой.

В 1960 Прохоров избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1966 -- академиком. В течение двадцати лет (1973-93) он являлся академиком-секретарём Отделения общей физики и астрономии АН СССР, был членом и в конце жизни советником Президиума РАН. С 1969 Прохоров занимал должность главного редактора Большой советской энциклопедии, под его руководством вышло её третье издание, а также множество других энциклопедических словарей.

Входил в число четырёх академиков (Прохоров, Скрябин, Тихонов, Дородницын), подписавших письмо «Когда теряют честь и совесть» (Известия, 3 июля 1983) с осуждением А.Д. Сахарова.

Прохоров создал большую школу физиков, среди его учеников много крупных учёных. С 2002 года имя Прохорова носит Институт общей физики РАН.

Действительный член Международного Леонардо-клуба. Был главным редактором международного журнала «Лазерная физика», членом редколлегии журнала «Поверхность: физика, химия, механика».

Научная деятельность

Научные работы Прохорова посвящены радиофизике, физике ускорителей, радиоспектроскопии, квантовой электронике и её приложениям, нелинейной оптике. В первых работах он исследовал распространение радиоволн вдоль земной поверхности и в ионосфере. После войны он деятельно занялся разработкой методов стабилизации частоты радиогенераторов, что легло в основу его кандидатской диссертации. Он предложил новый режим генерации миллиметровых волн в синхротроне, установил их когерентный характер и по результатам этой работы защитил докторскую диссертацию (1951).

Разрабатывая квантовые стандарты частоты, Прохоров совместно с Н.Г. Басовым сформулировал основные принципы квантового усиления и генерации (1953), что было реализовано при создании первого квантового генератора (мазера) на аммиаке (1954). В 1955 они предложили трёхуровневую схему создания инверсной населенности уровней, нашедшую широкое применение в мазерах и лазерах. Несколько следующих лет были посвящены работе над парамагнитными усилителями СВЧ-диапазона, в которых было предложено использовать ряд активных кристаллов, таких как рубин, подробное исследование свойств которого оказалось чрезвычайно полезным при создании рубинового лазера. В 1958 Прохоров предложил использовать открытый резонатор при создании квантовых генераторов. За основополагающую работу в области квантовой электроники, которая привела к созданию лазера и мазера, Прохоров и Н.Г. Басов были награждены Ленинской премией в 1959, а в 1964 совместно с Ч.Х. Таунсом -- Нобелевской премией по физике.

С 1960 года Прохоров создал ряд лазеров различных типов: лазер на основе двухквантовых переходов (1963), ряд непрерывных лазеров и лазеров в ИК-области, мощный газодинамический лазер (1966). Он исследовал нелинейные эффекты, возникающие при распространении лазерного излучения в веществе: многофокусная структура волновых пучков в нелинейной среде, распространение оптических солитонов в световодах, возбуждение и диссоциация молекул под действием ИК-излучения, лазерная генерация ультразвука, управление свойствами твёрдого тела и лазерной плазмы при воздействии световыми пучками. Эти разработки нашли применение не только для промышленного производства лазеров, но и для создания систем дальней космической связи, лазерного термоядерного синтеза, волоконно-оптических линий связи и многих других.

Прохоров -- автор научного открытия «Светогидравлический эффект», которое занесено в Государственный реестр открытий СССР под № 65 с приоритетом от 28 февраля 1963 г. в следующей формулировке: "Экспериментально установлено неизвестное ранее явление возникновения гидравлического ударного импульса при поглощении внутри жидкости светового луча квантового генератора".

Степанов

Биография

Степанов родился в Санкт-Петербурге. После окончания девятилетки, он учился в ФЗУ, а в 1930 поступил в Ленинградский университет. С 1934 одновременно работал в ГОИ. После окончания университета в 1936 поступил в аспирантуру ГОИ, а через три года защитил кандидатскую диссертацию на тему "Исследование резонансных возмущений в спектрах двухатомных молекул". В июле 1941 ушел добровольцем на фронт, воевал в составе 162-го партизанского отряда Ленинградского фронта, а затем и на Сталинградском фронте. В январе 1943 отозван из армии для научной работы в ГОИ, находившемся тогда в эвакуации в Йошкар-Оле. В 1948 Степанов защитил докторскую диссертацию по теме "Расчет частот колебаний сложных органических молекул". До 1953 Степанов работал в ГОИ (с 1951 в должности начальника лаборатории).

В 1953 приглашен в Институт физики АН БССР, в 1955-73 заведовал лабораторией, в 1957-85 являлся директором института. Одновременно с 1953 -- профессор БГУ, до 1963 возглавлял кафедру спектрального анализа. В 1985-87 являлся членом и советником Президиума АН БССР. С 1964 и до конца жизни -- главный редактор выходящего в Минске всесоюзного "Журнала прикладной спектроскопии".

Степанов был членом КПСС с 1939, в 1971-86 избирался депутатом Верховного Совета БССР.

Степанов создал в Беларуси крупную научную школу, среди его учеников 11 докторов и 45 кандидатов наук. Его именем назван Институт физики Национальной академии наук Беларуси.

Научная деятельность:

Работы Степанова посвящены спектроскопии, люминесценции, квантовой электронике, а также нелинейной оптике, лазерной спектроскопии, оптической голографии, вопросам истории оптики.

В 1939 им была развита теория аномалий в спектрах двухатомных молекул на основе методов численного определения матричных элементов взаимодействия уровней из экспериментальных данных. В 1948 Степанов предложил удобные приближенные методы расчета колебательных спектров сложных органических молекул.

Стройная теория многоатомных молекул была изложена в классической монографии «Колебания молекул» (соавторы -- М.В. Волькенштейн и М.А. Ельяшевич), удостоенной в 1950 Государственной премии СССР.

В 1950-е годы Степановым была построена квантовомеханическая теория люминесценции сложных молекул, позволяющая единым образом описать ее характеристики и основные экспериментальные факты.

В 1957 он показал, что спектры поглощения и люминесценции сложных молекул связаны между собой соотношением, не зависящим от индивидуальных свойств молекул (универсальное соотношение Степанова).

В 1959 Степанов разработал теоретические основы спектроскопии отрицательных световых потоков, предсказал на ее основе существование новых оптических явлений -- отрицательной люминесценции и отрицательного фотоэффекта.

В 1964 Степанов вместе с учениками предложил простые вероятностные методы расчета энергетических и временных характеристик лазерных систем. В большом цикле работ с единых физических позиций были рассмотрены все стороны процесса генерации. За этот цикл работ Степанову с соавторами (В.П. Грибковский, А.С. Рубанов, А.М. Самсон) в 1976 была присуждена Государственная премия БССР.

Широкое признание получили работы Степанова, связанные с открытием нового класса лазерных сред -- органических красителей. Сначала в 1964 им совместно с А.Н. Рубиновым и В.А. Мостовниковым была предсказана теоретически такая возможность, а спустя три года (одновременно с учеными США и ФРГ) они осуществили генерацию на растворах ряда красителей. В Институте физики АН БССР была создана серия соответствующих лазеров с плавно перестраиваемой частотой излучения в широкой области спектра. В 1972 эта деятельность была отмечена Государственной премией СССР.

Степанов заложил основы динамической голографии, разработал новые методы преобразования световых пучков. В частности, в 1970 он совместно с А.С. Рубановым и Е.В. Ивакиным обнаружил явление обращения волнового фронта при четырехволновом взаимодействии. Работа по голографической тематике (соавторы -- П.А. Апанасевич, А.С. Рубанов, Е.В. Ивакин) в 1982 была удостоена Государственной премии СССР.

Борисевич

Биография

Борисевич родился в пос. Лучной Мост (Березинский район, Минская область). Во время Великой Отечественной войны был подпольщиком, партизаном, затем служил в артиллерийских частях, с которыми дошел до Берлина, был награжден рядом орденов и медалей. После окончания войны поступил в БГУ, который окончил в 1950. В 1953 завершил обучение в аспирантуре ГОИ, через год защитил кандидатскую диссертацию. С момента основания Института физики имени Б. И. Степанова АН БССР в 1955 работал заместителем директора по научной работе. В январе 1969 Борисевич был назначен вице-президентом АН БССР, а в мае 1969 избран президентом и оставался на этой должности до марта 1987. Одновременно с 1957 является заведующим Лабораторией физики инфракрасных лучей, читал лекции в БГУ, с 1987 также руководит Лабораторией фотоники молекул ФИАН.

С 1992 является почетным президентом НАН Беларуси. В 1969-87 работал главным редактором журнала «Доклады Академии наук БССР», с 1994 -- главный редактор «Журнала прикладной спектроскопии». В 1969-89 избирался депутатом Верховного Совета СССР.

Под руководством Борисевича защищено более 40 кандидатских диссертаций, 11 его учеников -- доктора наук, в том числе два академика НАН Беларуси.

Научная деятельность:

Научные работы Борисевича посвящены вопросам молекулярной спектроскопии, люминесценции, квантовой электроники, инфракрасной техники. Им были экспериментально изучена и построена теория люминесценции многоатомных молекул в газовой фазе. В частности, была создана статистическая теория фотофизических процессов в сложных молекулах, учитывающая внутри- и межмолекулярные взаимодействия; благодаря введению новых параметров молекул и разработке методов их измерения удалось существенно повысить возможности спектроскопии; был открыт "эффект стабилизации-лабилизации электронно-возбужденных молекул посторонними газами", который как научное открытие занесён в Государственный реестр открытий СССР под № 186 с приоритетом от 1955 г. в следующей формулировке: Установлено неизвестное ранее явление стабилизации-лабилизации электронно-возбужденных, многоатомных молекул, заключающееся в том, что в результате обмена электронно-возбужденных многоатомных молекул колебательной энергией с другими молекулами происходит изменение безызлучательной дезактивации электронно-возбужденных молекул, приводящее к усилению флюоресценции при возбуждении " молекул квантами частоты, большей частоты инверсии, или к ослаблению флюоресценции при возбуждении молекул квантами частоты, меньшей частоты инверсии.

Борисевич получил универсальное соотношение между спектральными параметрами сложных молекул, разработал оптические методы измерения температуры молекул, обнаружил замедленную флуоресценцию при термическом возбуждении. В 1980 за создание нового научного направления (спектроскопия свободных сложных молекул) Н.А. Борисевичу, Б.С. Непоренту, В.В. Грузинскому и В.А. Толкачеву была присуждена Ленинская премия. ученый физика электроника лазер басов

Исследования молекул в парамх и сверхзвуковой струе при температуре в несколько кельвинов, проведенные Борисевичем, доказали существование поляризованной люминесценции сложных молекул, позволили разработать ряд поляризационных аналитических методов. Возбуждение молекул может осуществляться как оптическим образом (в стационарном и импульсном режимах), так и при помощи электронных пучков, в том числе с выделенным направлением распространения. За работы в этом направлении в 1998 Н.А. Борисевичу, В.А. Толкачеву, А.П. Блохину и В.А. Поведайло была присуждена Государственная премия Республики Беларусь.

Ряд работ Борисевича (совместно с учениками) посвящен изучению быстропротекающих процессов (на пико- и фемтосекундном уровне), связанных с фотофизикой и фотохимией сложных молекул. Это позволило изучать динамику структурных изменений многоатомных молекул, в том числе биологически важных, и свободных радикалов, создать методы анализа их строения.

Работы Борисевича позволили решить проблему спектральной фильтрации инфракрасного излучения, создать новые дисперсионные фильтры для диапазона длин волн 4-100 мкм, внедрить их в серийное производство. Деятельность в этом направлении была удостоена Государственной премии СССР в 1973, которую Борисевич разделил со своим учеником В.Г. Верещагиным.

В области физики лазеров Борисевич провел пионерские работы, указав на возможность генерации растворами сложных органических молекул (еще до ее фактической реализации) и отметив возможность перестраивать частоту излучения такой системы. В лаборатории Борисевича была реализована генерация света парамми сложных молекул, создан новый тип лазера с перестраиваемой частотой, который управлялся при помощи открытого ранее эффекта стабилизации-лабилизации электронно-возбужденных молекул. С помощью этого лазера были получены нано- и пикосекундные импульсы излучения, которые могут быть использованы для изучения свойств сложных молекул и их взаимодействия с окружением, проведен ряд исследований по внутрирезонаторной спектроскопии многоатомных молекул.

Таунс

Биография

Таунс родился в Гринвилле, там же учился, в 1935 окончил Фурманский университет, в 1939 -- в Калифорнийский технологический институт. В 1939--1948 он работал в фирме «Белл телефон», в 1948--1961 -- в Колумбийском университете (с 1950 в должности профессора). В 1961--1966 Таунс являлся профессором и президентом Массачусетского технологического института, с 1967 возглавляет физический отдел Калифорнийского университета (Беркли). В 1967 он был избран президентом Американского физического общества.

Научная деятельность:

Основные труды Таунса посвящены радиоспектроскопии, квантовой электронике и её приложениям, нелинейной оптике, радиоастрономии. Независимо от А.М. Прохорова и Н.Г. Басова выдвинул идею нового принципа генерации и усиления электромагнитных волн и на его основе совместно с сотрудниками создал первый квантовый генератор -- мазер на аммиаке (1954). В 1958 совместно с А. Шавловым обосновали и запатентовали возможность создания оптического квантового генератора (лазера). В 1964 «за фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию излучателей и усилителей на лазерно-мазерном принципе», Таунс совместно с Н.Г. Басовым и А.М. Прохоровым был удостоен Нобелевской премии по физике.

Созданные лазеры Таунс применил для высокоточной проверки эффектов теории относительности, для проведения исследований в области биологии и медицины. В области нелинейной оптики Таунс обнаружил вынужденное рассеяние Мандельштама -- Бриллюэна, ввел представление о критической мощности пучка света и явлении самофокусировки (1964), которое можно использовать в волноводной технике, экспериментально наблюдал эффект автоколлимации света (1966).

Таунс применил методы квантовой электроники и нелинейной оптики в астрофизике и совместно с другими в 1969 открыл мазерный эффект в космосе (излучение космических молекул воды на длине волны 1,35 см).

Размещено на Allbest.ru