"Я помогаю научным идеям стать законченными продуктами": учёный Пермского университета рассказал про свой путь в фотонике

Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры нанотехнологий и микросистемной техники, заведующий молодёжной лабораторией интегральной фотоники Пермского университета Роман Пономарёв рассказал о том, почему считает фотонику изящной наукой, и как его лаборатория становится двигателем развития науки.

«Моя старшая сестра говорит, что исследователем я решил стать в четыре года. В школе я любил физику и математику, ходил на практические занятия в Пермский университет и в итоге стал студентом. В рамках диплома я спроектировал первый модулятор интенсивности излучения: он кодирует и передаёт информацию по волокну на большие расстояния. Его я активно испытывал в аспирантуре – это и стало основой моей кандидатской диссертации», – рассказывает кандидат физико-математических наук Роман Пономарёв.

Роман мечтает познакомиться со всеми фотонными лабораториями России, побывать в гостях у коллег, чтобы выстроить долгосрочные научные связи. А в конце жизни – «стать приличным физиком».

Гироскопия, навигация и биофотоника: «все исследования мы проводим в лаборатории интегральной фотоники Пермского университета»

Фотоника – это наука, которая помогает использовать свет для обработки и передачи информации. Всё, что создаётся и передаётся сегодня при помощи современных средств связи – разговор по смартфону или отправленное сообщение – происходит при помощи технологий фотоники.

«Мы упорно исследуем оптические сигналы, их функционирование в виде фотонных изделий в разных условиях, а также работаем с фотонными датчиками. Все исследования проводим в лаборатории интегральной фотоники Пермского университета, которая создана в рамках нашего научно-образовательного центра», – рассказывает Роман Пономарёв.

Благодаря фотонике у людей появилась возможность в режиме реального времени контролировать работоспособность любого сооружения. Сегодня учёные стремятся создать интеллектуальные и недорогие системы, которые позволяют отслеживать состояние строений: от мостов до жилых домов. Это помогает предотвращать техногенные аварии, поскольку о дефекте известно задолго до критической ситуации.

«В настоящий момент сервис многих систем проводится по регламенту, например, раз в год, несмотря на реальное состояние объекта. Наша задача сделать так, чтобы обслуживание осуществлялось только по фактическому состоянию – это поможет экономить ресурсы и быстро реагировать на проблемные ситуации», – комментирует учёный.

Фотоника – это лазеры, оптоволокно и фотонные интегральные схемы. Одним из немаловажных её направлений является гироскопия и навигация. Сегодня во многих самолётах стоят инерциальные системы навигации, которые работают благодаря технологиям фотоники: волоконно-оптические гироскопы с высокой точностью ориентируются в пространстве. Ещё одно любопытное направление – это биофотоника, которая изучает, как с помощью света ускорить заживление ран или уничтожить раковые клетки.

Необычный эффект: «мы случайно открыли в эксперименте то, чего не ожидали»

«Мне интересно изучать оптоволокно, на торце которого можно создавать различные структуры, например, микроскопический объектив. Фотоника очень красивая и изящная наука, которая позволяет значительно улучшить характеристики тех систем, с которыми работает наша лаборатория. Например, не так давно мы освоили производство волоконных клиньев, которые нужны для вывода излучения из лазерного диода», – делится завлабораторией интегральной фотоники Пермского университета Роман Пономарёв.

Недавно команда исследователей лаборатории опубликовала статью в научном журнале Applied Sciences о том, как работают оптические волноводы в кристалле ниобата лития при низких температурах. В ходе эксперимента учёные обнаружили необычный эффект – при быстром нагреве от низкой температуры фотонная схема отключается. Подобное может произойти и в навигационной системе беспилотника или маленького самолёта, так как условия эксплуатации похожи на те, что были смоделированы в лаборатории.

«Мы провели исследование и выяснили как избежать ситуации, при которой самолёт теряет ориентацию в пространстве. Мы случайно открыли в эксперименте то, чего не ожидали», – поясняет доцент кафедры нанотехнологий и микросистемной техники Роман Пономарёв.

Учёный 21 века: «науку можно развивать гораздо быстрее, чем это происходит сейчас»

«Лаборатория интегральной фотоники Пермского университета помогает научным идеям стать законченными продуктами. У нас много измерительной техники, которую мы либо собрали своими руками, либо приобрели у российских партнёров, которые также занимались самостоятельной разработкой. Это всё не так сложно и дорого – науку можно развивать гораздо быстрее, чем это происходит сейчас», – утверждает исследователь.

Для первокурсников кафедры нанотехнологий и микросистемной техники Роман Пономарёв разработал оригинальную методику проведения практических занятий. Одно из заданий было таким: студенты должны найти дома что-то сломанное и починить. Или повторить эксперимент из Youtube и определить главную формулу, которая описывает процесс. А после представить это одногруппникам.

«Физик должен уметь презентовать результаты своей работы – это довольно трудно, но важно. Работа физиков прикладная, мы делаем то, что кому-то нужно прямо сейчас. На старших курсах многие мои студенты пишут заявки на конкурсы «Умник» и «Старт» – процент выигрыша очень большой. Фотоника за счёт интересной научной идеи и недорогих компонентов помогает создать что-то новое», – считает физик.

Помимо университета и науки Роман любит бегать и ходить в горы. Вместе с детьми путешествует по Северному и Южному Уралу, особенно ему запомнилась поездка в Югыд ва – национальный парк в юго-восточной части Республики Коми, где «медведей было больше, чем людей». А ещё молодой физик очень любит фотографировать: «лучшие фотографии получаются в лаборатории и в деревне с детьми».

Пресс-служба