Вопросы фотоники обсудили в Красноярске
11 ноября 2026 г. Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН
Тематики лекций и докладов охватили широкий спектр научных направлений: квантовую оптику, новые оптические материалы, искусственный интеллект в фотонике, когерентную оптику и нелинейную фотонику, фотонные кристаллы, метаматериалы и топологические фазы, биофотонику. Впервые программа этого года включила направление оптических и квантовых коммуникаций, в рамках которого обсуждались квантовое шифрование и высокоскоростная передача данных. Среди наиболее актуальных тем были отмечены неинвазивная медицинская диагностика методами спектроскопии с машинным обучением, наземные терминалы для спутниковой связи, компактные лидары для мониторинга атмосферы, квантовое распределение ключей в многомодовом волокне и атмосферные системы с квантовым распределением ключей, работающие в дневное время.
Конференция отличалась сильным составом спикеров. С пленарными лекциями выступили ведущие эксперты из МГУ, Университета ИТМО, УрФУ и технологических компаний, затронувшие темы петагерцовой электроники, спин-фотоники и метаматериалов.
Более двух третей всех участников составили студенты, аспиранты и молодые учёные. Для исследователей до 35 лет прошёл отдельный конкурс докладов в трёх номинациях. По его итогам лучшими были признаны доклады Кристины Фейзер и Максима Соколова (ИФ СО РАН), а также Никиты Гостева (СФУ).
Сотрудники Института физики им. Л. В. Киренского СО РАН представили результаты исследований по нескольким перспективным направлениям: от новых оптических материалов и биофотоники до квантовой оптики и оптических коммуникаций. Докладчики демонстрировали переход от фундаментальных исследований к практическим приложениям. В частности, к. ф.-м. н. Оксана Иванова, научный сотрудник лаборатории физики магнитных явлений сделала доклад по результатам исследований магнитооптических эффектов в наночастицах кобальта и его оксидных соединениях. Сегодня эта тема вновь вызывает интерес благодаря развитию магнитооптических методов считывания информации и термомагнитной записи, когда информацию записывают, нагревая лазером сверхмалые площадки на поверхности материала. Наночастицы кобальта и его оксидов представляются идеальными кандидатами для таких систем, поскольку сочетают высокие значения магнитооптических констант и прозрачность в ближней инфракрасной области.
Учёные обнаружили, что магнитные свойства наночастиц, в частности, намагниченность насыщения и коэрцитивная сила, меняются в зависимости от состава и условий синтеза. Таким образом, их магнитные и оптические свойства можно целенаправленно изменять. Данный подход позволяет получать частицы с необходимыми свойствами и подбирать их под конкретную задачу. Например, для работ на высоких частотах требуются материалы с малой коэрцитивной силой, в других случаях, наоборот, нужны высококоэрцитивные образцы. О. Иванова подчеркнула, что у исследуемых частиц всех составов максимум магнитооптического отклика приходится на ближний ИК-диапазон, для которого уже выпускаются лазеры и светодиоды, а значит, материал сразу ложится на существующую элементную базу.
Юлия Навесова, младший научный сотрудник лаборатории молекулярной спектроскопии, рассказала, как с помощью жидких кристаллов изучали поляризационно-оптические свойства хлорофиллов а и b, β-каротина и лютеина, выделенных из биомассы водных растений, роголистника погруженного Ceratophyllum demersum и элодеи канадской Elodea canadensis по специально разработанному протоколу на основе тонкослойной хроматографии. Затем их смешивали с жидким кристаллом ЛН-396, чтобы изучить фотосинтетические пигменты. Жидкий кристалл, обладая упорядоченностью, выстраивает молекулы пигментов в определённом направлении, выступая в качестве удобной модельной матрицы, позволяющей увидеть то, что скрыто в живой клетке.
Авторы исследования измеряли, как образцы пропускают свет, поляризованный вдоль и поперёк направления ориентации молекул. Оказалось, что в жидкокристаллической матрице пигменты поглощают свет иначе, чем в растворе. Их полоса поглощения смещается в красную область. Это значит, что окружение взаимодействует с молекулой пигмента и меняет её энергетические уровни. Кроме того, пигменты по-разному поглощали свет в зависимости от того, как он поляризован относительно направления ориентации молекул. Для каждого пигмента сравнивали два показателя: поглощение света, поляризованного вдоль и поперёк молекул. Разница между этими значениями оказалась наибольшей у лютеина и наименьшей у хлорофилла а. Значит, ориентация лютеина сильнее влияет на свет, а хлорофилла а — слабее. Такие измерения позволяют смоделировать поведение пигментов в упорядоченной среде, что важно для создания искусственных систем и совершенствования солнечных батарей.
Пётр Ким, инженер лаборатории фотоники молекулярных систем представил прототип твердотельного лидара для систем оптической связи, в котором механическое зеркало заменено твердотельным. Классические системы используют механические узлы отклонения луча, например, вращающиеся или колеблющиеся зеркала и призмы, что ограничивает быстродействие, снижает надёжность из-за износа подвижных частей и препятствует миниатюризации и интеграции в компактные устройства. Поэтому было предложено использовать метаповерхность, способную отклонять лазерный пучок существенно быстрее, чем механические узлы.
«Компактные и надёжные лидары нужны для связи, навигации и сканирования. В дальнейшем мы планируем реализовать двумерную статичную метаповерхность с использованием многоканального лидара для одновременного сканирования нескольких пространственных областей. В таком случае лазерные лучи с различной длиной волны будут отклоняться от метаповерхности под разными углами. Это позволит реализовать различные углы сканирования в мультиспектральном режиме, что открывает возможности для создания компактных систем оптической связи с адаптивной перестройкой», — поделился планами Пётр Ким.
Сергей Силюляев, инженер лаборатории когерентной оптики показал, как метод фантомной микроскопии позволяет визуализировать биологические объекты. Изображение фантомной микроскопии строится не обычным способом, а через корреляцию двух световых пучков: один проходит через объект и регистрируется простым однопиксельным детектором, второй записывается детектором с пространственным разрешением. Такой подход позволяет увеличить глубину резкости, получить трёхмерные изображения микроскопических объектов и уменьшить интенсивность падающего на объект излучения без потери точности. Метод станет основой для щадящей трёхмерной микроскопии биологических препаратов с меньшим риском повреждения образцов.
Всероссийская конференция «Енисейская фотоника‒2026» наглядно продемонстрировала, что данная область в России стремительно развивается. Результаты, представленные молодыми и опытными исследователями, включая работы учёных Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН, показали, что фотоника сегодня выходит за рамки классической оптики и помогает решать конкретные задачи. Красноярск вновь подтвердил статус одной из площадок страны, где формируются новые направления фотоники и работает не одно поколение исследователей, готовых воплощать научные идеи в практические применения.
Поделиться: