«К истории ФИАН Серия Знаменательные события Выпуск 1 1800 ОТДЕЛА Й СЕМИНАР ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ Москва 2003 2 К истории ФИАН. Серия Знаменательные события. Выпуск 1. 1 8 0 0 ы й с е м и н а р О т д е л а л ю м и н е с ц е н ц ...»

1

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ФИЗИчЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. П.Н. ЛЕБЕДЕВА

К истории ФИАН

Серия «Знаменательные события»

Выпуск 1

1800 ОТДЕЛА

Й СЕМИНАР ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ

Москва 2003

2

К истории ФИАН.

Серия «Знаменательные события». Выпуск 1.

1 8 0 0 ы й с е м и н а р О т д е л а л ю м и н е с ц е н ц и и.

Составитель – Березанская В.М.

ISBN 5 902622 02 6 Настоящий сборник открывает серию публикаций «Знаменательные события» и яв ляется авторизованной расшифровкой аудиозаписи юбилейного 1800 го семинара От дела люминесценции. В сборнике в качестве иллюстраций использованы фотографии, сделанные на семинаре составителем, фотографии из архива С.А. Фридмана, из личных архивов Т.И. Вознесенской и З.А. Чижиковой.

Составитель выражает глубокую благодарность М.В. Фоку и В.А. Исакову за редакти рование научных докладов, а также П.Д. Березину за помощь в оформлении издания.

© Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН © В.М. Березанская Объявление о семинаре Сотрудники Лаборатории люминесценции ФИАН. 1967 г.

(Слева направо, начиная с первого ряда) Жевандров Н.Д., Фок М.В., Туницкая В.Ф., Левшин В.Л., Галанин М.Д., Моргенштерн З.Л., Фридман С.А., Чижикова З.А., Арапова Э.Я., Панасюк Е.И., Кондрашкин С.Г., Воронов Ю.В., Горбачева Н.А., Соколова Н.С., Данилова М.В., Хрущев Ю.В., Щаенко В.В., Леонтович А.М., Орановский В.Е., Царьков М.В., Наконечный С.Ф., Панфилов Б., Крымова А.И., Гутан В.Б., Чихачева В.А., Архангельский Г.Е., Кучаева Э.Л., Петунин А.А., Савин А., Митрофанова Н.В., Неуструев В.Б., Сморчков В.Н., Зенина Н.В., Юденьков В.С., Беликова Т.П., Буке Е.Е., Пахомычева Л.А., Анфиногенов Б., Свириденков Э.А., Голубева Н.П., Ковалевский В.В., Бочков Ю.В., Тимофеев Ю.П., Буянов В., Осин Л.Е., Григорьев Н.Н., Винокуров Л.А., Комарова Е.И., Цыганова Л.М., Прохорова В.П., Калеева З.П.

Содержание Предисловие

1. Вступительное слово заведующего Отделом люминесценции А. Г. Витухновского

2. Чижикова З.А. «Записки архивариуса». Из истории Отдела люминесценции

3. Антонов Романовский В.В. Эпизоды

4. Фок М.В. Как проходили семинары по люминесценции полвека назад... 5. Леонтович А.М. Работы по лазерам

6. Чижикова З.А. Дополнение к докладу А.М. Леонтовича

7. Попов Ю.М. Об истории некоторых работ и о перспективах

8. Георгобиани А.Н. Кое что о себе и о направлениях работ моей группы..... 9. Витухновский А.Г. Органические светоизлучающие диоды и их перспективы

10. Тимофеев Ю.П. О люминесценции

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Березанская В.М. Работы Отдела строения вещества ФИАН в 1934 1936 гг., предваряющие исследования Лаборатории люминесценции

2. Вознесенская Т.И. Что я знаю и помню о семинаре

3. С.А. Фридман, З.Л. Моргенштерн. Лаборатория люминесценции ФИАН во время войны

Предисловие Настоящий сборник представляет собой расшифрованную и авторизованную аудио запись 1800 го семинара Лаборатории люминесценции Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), который состоялся 5 марта 2003 года. Это юбилейное событие стало праздником не только для сотрудников лаборатории, но и для всех присут ствующих. Докладчики З.А. Чижикова, В.В. Антонов–Романовский, М.В. Фок, М.А. Леонтович, Ю.М. Попов А.Н. Георгобиани, А.Г. Витухновский, Ю.П. Тимофеев, сумели создать на семинаре атмосферу любви и преданности к профессии и ФИАНу, атмосферу гордости своей причастностью к известному научному коллективу, созданному С.И. Вавиловым. Сергея Ивановича старшие сотрудники лаборатории вспо минают постоянно, и говорят о нем с обожанием. Будучи директором ФИАНа, а затем и президентом Академии наук, С.И. Вавилов руководил Лабораторией люминесценции до конца жизни (1951 г.). Это было его детище, которое он действительно любил и лелеял.

Деятельность такой грандиозной личности дала свои плоды. Здесь были заложены основы вавиловской школы и целого ряда направлений в люминесценции. С этой старейшей лабо раторией Института связаны и два самых знаменитых фиановских открытия, удостоенные Нобелевской премии – эффект Вавилова–Черенкова и создание лазеров.

Предыстория Лаборатории люминесценции такова. В августе 1934 г., когда ФИАН вместе с Академией наук переехал из Ленинграда, в Москву были переведены два суще ствовавших там отдела: Теоретический (руководителем которого стал И.Е. Тамм) и Экспериментальный отдел строения вещества (рук. С.И. Вавилов). В Москве были об разованы еще два отдела: Оптический отдел (рук. Г.С. Ландсберг) и Отдел колебаний (рук. Н.Д. Папалекси).

Собственной внутренней структурой обладал только один из четырех отделов – Экспериментальный отдел строения вещества. Он включал в себя пять лабораторий:

Лабораторию космических лучей и атомного ядра (рук. С.И. Вавилов), Лабораторию структуры жидкости, Лабораторию окрашивания кристаллов (рук. С.А. Арцыбышев), Лабораторию диэлектриков (рук. Б.М. Вул) и Лабораторию структуры поверхности (рук.

П.Д. Данков). В конце 1934 г. были созданы Лаборатория фосфоресценции (рук.

С.И. Вавилов) и Лаборатория молекулярной физики (П.А. Ребиндер). Тематика лабо ратории фосфоресценции (на 13.11.1936 г.) была определена следующим образом: «…ис следование законов и применения люминесценции жидкостей и кристаллических фосфо ров, а также связанных с ними вопросов окрашивания кристаллов».

Первые работы по люминесценции начали проводиться еще в Ленинграде сотруд никами разных лабораторий Экспериментального отдела строения вещества и затем про должались после переезда в Москву. В приложении (Приложение 1) дана выписка из Архива РАН, в которой перечислен ряд работ по люминесценции (с указанием исполни телей), выполненных в период с 1934 по 1936 год.

26 декабря 1936 г. на заседании Ученого совета ФИАН (Архив РАН, ф. 532, оп. 1, д. 10) была заслушана информация С.И. Вавилова о проекте реорганизации Инсти тута и было вынесено постановление:

«Отделы упразднить и вместо них создать следующие лаборатории:

Лаборатория теоретическая. Руководитель И.Е. Тамм.

Лаборатория оптики. Руководитель Г.С. Ландсберг.

Лаборатория люминесценции. Руководитель С.И. Вавилов, заместитель В.Л. Левшин.

Лаборатория диэлектриков. Руководитель Б.М. Вул.

Лаборатория атомного ядра. Руководитель С.И. Вавилов, заместитель И.М. Франк.

Лаборатория молекулярной физики. П.А. Ребиндер.

Лаборатория колебательных процессов. Н.Д. Папалекси.»

Формально день 26 декабря 1936 г. можно считать Днем рождения Лаборатории люминесценции. На самом деле зарождение Лаборатории связано с первыми шагами в научной деятельности оптика С.И. Вавилова еще в Ленинграде в Физико Математичес ком институте, из Физического отдела которого в 1934 г. был образован ФИАН.

С.И. Вавилов явился и основателем Семинара Лаборатории люминесценции, 1800 е заседание которого представлено в данном сборнике. Вся деятельность Лаборатории и Семинара как бы осенены личностью Сергея Ивановича, и это придает особый смысл происшедшему событию.

С.И. Вавилов понимал исключительную важность научного общения между уче ными. И.М. Франк в своих воспоминаниях пишет: «Мне понятно, что Сергей Иванович в своей научно организаторской деятельности придавал немаловажное значение семина рам. Удивительно только, как рано пришло к нему это понимание». По воспоминаниям С.И. Ржевкина еще в лаборатории П.Н. Лебедева в Мертвом переулке «Сергей Иванович сделал первый опыт организации самостоятельного физического коллоквиума». Опять из воспоминаний И.М. Франка: «Когда в 1934 г. он (С.И. Вавилов) привлек меня к работам по ядерной физике, он немедленно поручил начать семинар по ядерной физике и сам первые годы регулярно его посещал».

В архивах первое упоминание о семинарах по люминесценции относится к 1936 году: «Коллоквиум Лаборатории фосфоресценции (совместный с Лабораторией кри сталлов) имел 9 заседаний» (Архив РАН, ф. 532, оп. 1, д. 15, 1936 г.).

На юбилейном 1800 ом семинаре (отсчет ведется с первого семинара, зарегистри рованного в архивных тетрадях 8.01.1947 г.) выступили ведущие сотрудники Лаборато рии люминесценции. Докладчики дали общее представление о прошлых, настоящих и перспективных работах лаборатории. Первым докладом на семинаре был доклад, кратко излагающий историю лаборатории и проводимых ею семинаров. Особый интерес пред ставляет приведенный в докладе график данных о семинарах по годам, составленный по архивным тетрадям, аккуратно ведущимся секретарями семинаров, начиная с 1947 года.

Выполняя расшифровку аудиозаписи семинара1, составитель сборника еще раз от четливо поняла, насколько переложенные на бумагу звукозаписи теряют по сравнению с оригиналом. Теряется эмоциональный настрой оратора, его темперамент, его акценты.

Пропадает сама атмосфера собрания.

Метод сохранения исторических фактов в виде звукозаписей выступлений, интер вью и т. п. введен в практику и носит название «устной истории» (на Западе – «oral history»).

В этом смысле, можно сослаться на доклад Г.Е. Горелика «Устная история, история науки и искусство истории» (конференция по Аудиокультурологии «ЭХОЛОТ», Москва: 22 – Необходимо отметить, что и расшифровка, и авторизация (редактирование расшифровки докладчи ком) требуют весьма трудоемкой работы.

25 мая 2001 г.), в котором весьма аргументированно излагаются достоинства такого метода сохранения исторических фактов и исторического исследования.

Распространению «устной истории» способствует то обстоятельство, что сегодня появилось очень эффективное средство «публикации» аудиоматериалов – Интернет.

Автор считает целесообразным попытаться внедрить методы «устной истории» в прак тику издания исторических документов в ФИАНе.

Материалы данного издания будут помещены и в Интернете в электронном журна ле ФИАН также с использованием нового вида историко научной публикации – звуко вых цитат, в данном случае представляющих собой наиболее интересные фрагменты из аудиозаписи докладов.

Галанин Михаил Дмитриевич – физик оптик, чл. корр. РАН, заслуженный деятель науки РСФСР, зав. Отделом (ранее Лабораторией) люминесценции с 1963 по 1988 г., ныне советник РАН, работает в ФИАНе с 1938 г. с перерывом на службу в Красной Армии с 1939 по 1945 г., за работы по люминесценции удостоен Золотой медали имени С.И. Вавилова и золотой медали имени П.Н. Лебедева.

Юбилейный 1800 ый семинар Отдела люминесценции ФИАН открыл предсе датель семинара, заслуженный деятель науки РСФСР, член корреспондент РАН Галанин Михаил Дмитриевич.

Рис. 3. Колонный зал ФИАН. Семинар № 1800, 5 марта 2003 г.

1. Вступительное слово заведующего Отделом люминесценции А.Г. Витухновского Поздравляю всех со столь серьезным для нас событием – юбилейным семинаром. У нас существует колоссальный разрыв между ветеранами, людьми, которым 70 и больше, и молодежью. Я очень рад, что молодежь приходит. У нас есть и студенты и аспиранты, которые пытаются продолжать дело ветеранов. Поэтому преемственность с одной сторо ны есть. Но вот разрыв и отсутствие среднего звена 30 40 летних – это очень тяжелая проблема. И очень трудно, видимо, будет залечивать эту рану. Может быть, только по прошествии времени. И тогда есть надежда, что на новом витке наша наука люминесцен ция будет дальше развиваться.

Вообще я хотел бы, чтобы мы рассказали о науке. Конечно, воспоминания всякие – приятные вещи, но хотелось бы все таки очертить те рамки, в которых мы можем сейчас работать и обсудить реальные работы. Я надеюсь, что наши товарищи, которые сейчас выс тупят, расскажут о текущих работах. Мне вспомнились стихи Эльдара Рязанова, который, кроме того, что режиссер – неплохой поэт. У него есть такие строчки:

Так вот я хочу, чтобы мы не только гордились, что мы в ФИАНе, что у нас старинная лаборатория и так далее, но надо нам все таки и пахать и сеять и строить. Вот это, мне кажется, именно сейчас надо делать. Понимаете? А не просто гордиться «родством» с С.И. Вавиловым.

2. Чижикова З.А.

«Записки архивариуса».

Из истории Отдела люминесценции Чижикова Зоя Афанасьевна – физик оптик, к.ф. м. н., сотрудник Отдела люминесценции с 1953 года.

ква, «Наука», 1979 г.): «Это открытие могло осуществиться только в такой научной школе, как школа С.И. Вавилова, где были изучены и определены основные признаки люминесценции и где были разработаны строгие критерии различения люминесценции от других видов излу чения. Не случайно, поэтому, что даже в такой крупнейшей школе физиков, как парижская, прошли мимо этого явления, приняв его за обычную люминесценцию». Попытка объединения ученых люминесценщиков была еще до войны. Посмотрите на рис. 4. Это – пригласитель ный билет на первое совещание по люминесценции. Докладчики – основатели советской школы люминесценции: С.И. Вавилов, В.Л. Левшин, В.В. Антонов–Романовский, М.А. Кон стантинова Шлезингер, С.А. Фридман, В.А. Фабрикант и др. Но, увы, совещания не было.

Посмотрите на дату: 30 июня 1941 г. За 8 дней до этого началась Великая Отечественная война. И только в 1944 г. в ФИАНе состоялось первое совещание по люминесценции. По его решению была создана при ФИАНе Комиссия по люминесценции (распоряжение Прези диума АН СССР от 28.08.1945 г.). А с 1957 года она была преобразована в Научный совет по проблеме «Люминесценция и развитие ее применений в народном хозяйстве». Председате лями были: С.И. Вавилов, В.Л. Левшин, М.Д. Галанин. Сейчас – академик Н.А. Борисевич.

Ученым секретарем Научного совета с 1945 г. по 1991 г. в течение 46 лет был С.А. Фридман.

Он внес неоценимый вклад в организацию совещаний, конференций, выставок.

Рис. 4. Пригласительный билет на совещание по люминесценции в 1941 г.

Руководители в первом ряду (слева направо): М.Д. Галанин (3 ий), А.М. Бонч Бруевич (5 ый), П.П. Феофанов (6 ой), В.Л. Левшин (12 ый), Ф.Д. Клемент (13 ый), М.А. Константинова Шлезингер (14), Н.А. Толстой (15), В.В. Антонов Романовский (16); более 30 человек из Лаборатории люминесценции: Фридман, Леонтович, Чижикова, Аленцев, Черепнев, Моргенштерн, Панасюк, Орановский, Арапова, Каржавина, Горбачева, Георгобиани, Васильева, Винокуров, Леонов, Кулемина, Блажевич, Трофимов, Воронова, Буке, Фок, Морозов, Воронов, Гутан, Григорьев, Пахомычева.

Лаборатория люминесценции стала «головной» в своей области. Она участвовала вместе с Научным советом в организации всех конференций по разным вопросам люми несценции. Так в 60 80 ые годы количество конференций было от двух до пяти в год.

Проводились они во многих городах страны и за рубежом. В лаборатории совместно с библиотекой ФИАНа постоянно составлялись еженедельные бюллетени новой литера туры, выпускались библиографические указатели.

С образованием Комиссии по люминесценции в середине 1945 года С.И. Вавилов постановил: быть московскому семинару по люминесценции в ФИАНе по средам в 10 часов утра. Эта традиция сохраняется и по сей день.

О работах по люминесценции. Сначала был период изучения явления люми несценции. Исследовались основные характеристики: спектры поглощения и люми несценции, выход, поляризация, кинетика, перенос энергии. В лаборатории иссле довалась люминесценция при разных видах возбуждения: фото, радио, катодо, электро. Было разделение – на люминесценцию молекулярную и кристаллофосфо ров. О второй подробнее расскажут последующие докладчики. Заметным событием в ФИАНе стала эпоха лазеров. Известно, что еще задолго до мазеров и лазеров С.И. Вавилов интересовался проблемой излучения при больших плотностях воз буждения. В нашей лаборатории впервые в ФИАНе и Москве заработал лазер на рубине 18 сентября 1961 г. Первые советские публикации с рубиновыми лазерами были у наших сотрудников в 1962 г. Исследовалась сама генерация, и были получены новые эффекты под действием лазеров. У нас была открыта «внутрирезонаторная спектроскопия». В последние годы успешно развивалась молекулярная люминес ценция на таких объектах, как ленгмюровские пленки, J – агрегаты, нанострукту ры. За годы работы лаборатория получила семь Государственных премий.

О сотрудниках лаборатории. Вся жизнь нашей лаборатории определялась жизнью нашей страны. Воевали на фронтах Великой Отечественной войны Е.Е. Букке, Л.А. Ви нокуров, М.Д. Галанин и др. Самоотверженно трудились сотрудники в эвакуации в Ка зани. В годы послевоенных репрессий были арестованы двое ученых из Лаборатории люминесценции – С.А. Фридман и Л.А. Тумерман. С.А. Фридман якобы за «сионизм».

Он работал в одной с А.И. Солженицыным «шарашке». Профессор Л.А. Тумерман – за то, что жил в Доме на набережной на одной лестничной площадке с Алилуевыми. Вернулись в ФИАН в середине 50 х.

С годами ФИАН быстро развивался. В 1951 г. было уже 500 сотрудников, в 1973 г. более 3,5 тысяч (данные из архива по Д.В. Скобельцыну). Бурный рост начался с 1953 г. по двум причинам: переезд в новое здание и политика государства на быстрое развитие науки и техники. Наша лаборатория в 1953 г. имела около 30 человек, потом росла примерно до 1963 г. и сохранялась на уровне 74 76 человек примерно до 1987 г. Со временем менялся состав лаборатории. Кроме естественного ухода был и уход по карьерным соображениям (в хорошем смысле этого слова). После защит диссертаций сотрудники уходили за более вы сокой должностью и зарплатой, как правило, в ФИАНе, сохранив доброе отношение к лаборатории как к «альма матер». Например, В.Е. Орановский, Ю.М. Попов, В.Б. Неустру ев, Ю.С. Леонов, Ю.В. Воронов. Когда уходил В.В. Осико (позже стал академиком), М.Д. Галанин при мне сказал: «Большому кораблю Большое плавание». Большую роль в лаборатории играли когда то химики (еще со времен С.И. Вавилова). Они составляли треть лаборатории, готовили нужные серии новых люминофоров. Химики у нас были от лаборантов до профессора М.А. Константиновой Шлезингер. В лаборатории были защи щены 7 диссертаций по химии. Сейчас у нас нет ни одного химика. От нашей лаборатории отпочковались группы сотрудников. Так в 1959 г. ушла группа Н.Н. Соболева. Сейчас это отдел НТП (Отдел оптики низкотемпературной плазмы). В 1959 г. ушла группа Л.А. Тумер мана в Институт молекулярной биологии АН. Он создал у нас группу по изучению фото синтеза. Это был первый случай занятия биологией в ФИАНе.

О семинарах. Сергей Иванович Вавилов вел в ФИАНе семинары по люминесцен ции и до 1945 года, но никакие записи тех времен не сохранились. В начале доклада я сказала, что у нас семинар № 1800 с января 1947 г. Но недавно, в другой «летописи» (в отчете Научного Совета за 1945 1975 годы), мы обнаружили, что семинары велись одно временно с образованием Комиссии по люминесценции с середины 1945 г. и к январю 1947 г. их прошло 54, а первая тетрадочка с записями утеряна, возможно, при аресте С.А. Фридмана2. Значит у нас сегодня на самом деле семинар № 1854. Посмотрим, как выглядит запись, например, за 24 января 1951 г. (рис. 6). Докладчик З.Л. Моргенштерн пишет в воспоминаниях, что Сергей Иванович, открывая семинар, сказал: «Сегодня Зи наида Лазаревна расскажет нам о своих бриллиантах». Она изучала люминесценцию коллекции уральских алмазов. На другое утро стало известно, что ночью скоропостижно скончался в возрасте 59 лет Сергей Иванович. 31 января состоялся семинар, посвящен ный памяти С.И. Вавилова (рис. 6).

Рис. 6. Страница из архивной тетради записи семинаров.

(Примечание редактора) После С.А. Фридмана записи о семинарах вели: несколько сотрудников, фамилии которых не удалось восстановить, потом Н.П. Голубева, Т.И. Вознесенская, М.Б. Попов, Э.А. Свириденков, З.А. Чижикова.

На семинарах рассказывались оригинальные и реферативные работы, диссертации, часто были юбилейные заседания. Постоянно были гости докладчики и слушатели из других коллективов. Доля докладчиков из нашей лаборатории была от 45% до 75%. Пер вые доклады иностранцев были в 1956 г. Любимым детищем нашего семинара стали Ва виловские чтения, проводимые ежегодно в честь дня рождения С.И. Вавилова. Первые были организованы по инициативе С.А. Фридмана к 85 летию С.И. Вавилова в 1976 г.

Чтения проводятся Научным советом по люминесценции и нашей лабораторией также по средам утром. В этом году будут 27 ые. На них выступали с докладами ведущие уче ные из ФИАНа и других институтов. Так из ФИАНа были В.П. Силин, С.С. Рухадзе, Б.М. Болотовский, С.Г. Раутиан, И.И. Собельман, Е.Л. Фейнберг, В.В. Осико, Нобелев ские лауреаты И.М. Франк, Н.Г. Басов, А.М. Прохоров.

Мною обработаны записи о наших лабораторных семинарах за 58 лет. Результаты обработки приведены на рис. 7.

Сверху – фамилии заведующих лабораторией в соответствующие годы. Количе ство семинаров по годам. С 1945 г. по 1988 г. идет стабильная кривая в пределах семинара в год. Потом спад, резкий с 1992 г. по 1997 г. В стране начались большие переме ны, реформы, тяжелые годы для науки. Лаборатория стала сильно меняться. Буквально «иных уж нет, а те далече». Трое ученых ушли в бизнес, десять за границу, иные навсегда, иные на длительные контракты, четверо умерли, не дожив до пенсии. Как и везде в науке, резко уменьшилось число сотрудников «среднего возраста». Низкая зарплата не очень привлекает студентов оставаться работать после защиты диплома. Негативно сказалась и возможность посылать статью в печать без доклада на семинаре. Наша лаборатория прак тически уменьшилась от своего максимума почти вдвое. Кривая посещаемости. Каждая точка – усредненная посещаемость (количество сотрудников) по всем семинарам за год.

Семинары с большим числом участников (юбилейные, Вавиловские чтения, иногда было до 200 300 человек) исключались, брали только рабочие. Кривая росла до 60, а потом установилась на 35 40 человек. В 90 ые годы кривая идет резко вниз. Надо отметить, что сильно уменьшилось и количество конференций. Если раньше было по 2 5 в год, то с 1990 г. удалось провести только три – в 1991 г., 1994 г., 2001 г. Все они проведены в ФИАНе. На последней Международной конференции в 2001 г. было заслушано 101 уст ный и 156 стендовых докладов. Участниками были представители из 27 городов России, из 9 бывших республик СССР, из 8 других стран. С 1998 г. заведующим Отделом люми несценции стал А.Г. Витухновский. Число докладов 15 25 в год и посещаемость выросли.

Любопытна кривая – доля реферативных докладов к общему числу докладов. Когда то она была большая, т.к. в те годы было мало сотрудников и еще мало оригинальных работ.

И на семинарах рассказывалось много рефератов. Так в 1949 г. В.В. Антонов–Романовский сделал 11 реферативных докладов, М.Д. Галанин – 9.

В заключение хочу сказать фразу из гимна оптиков МГУ:

«Нет вещи красивей на свете, чем ЛЮ МИ НЕС ЦЕН ЦИ Я!».

3. Антонов–Романовский В.В.

Эпизоды В ФИАНе под непосредственным руководством Сергея Ивановича стал регулярно работать семинар по люми несценции. Ответственным за работу семинара был Самуил Аронович Фрид ман, а после его ареста в 1947 году – я.

Сергей Иванович с удовольствием по сещал семинар. По видимому, отчасти оттого, что это отвлекало от многочис ленных, подчас нелегких дел. Об одном таком деле, по видимому, судьбоносном для нашей науки, я узнал от самого Сер гея Ивановича. Он, не обращая внима ния на какой то мой вопрос, грустно сказал:

– Эх, Всеволод Васильевич, мне сейчас советскую физику спасать надо!

Атмосфера на семинаре была весь ма демократичной. Помню, была дли тельная и яростная перепалка между докладчиком и Сергеем Ивановичем – палили друг в друга с «двух бортов», и это считалось нормой. Однажды ввиду отсутствия докладчика, семинар был от менен, но Сергей Иванович этого не знал и подошел к закрытой двери. Мне потом он огорченно сказал:

– Как говорится, поцеловал замок!

На меня его тон так подействовал, что я про себя решил – больше не допу щу ни одного пропуска. И это мне уда лось. Даже после кончины Сергея Ива новича в течение почти тридцати лет не было пропусков в заседаниях. Был слу чай, когда у докладчика (это был сотруд ник лаборатории Александр Алексеевич Черепнев) в день доклада случился микроин фаркт, так семинар состоялся в четверг, на следующий день.

В другой раз заведующий Лабораторией люминесценции Вадим Леонидович Лев шин по случаю посещения ФИАНа президентом Академии наук Несмеяновым хотел отменить семинар. Но после сделанного мною замечания: «Вы что же, приравниваете приезд президента к микроинфаркту?» семинар все же состоялся.

4. Фок М.В.

Как проходили семинары по люминесценции полвека назад це 1949 г. Тогда он находился еще на Миусской площади. Се минары проходили в полупод вальном этаже в небольшой комнате. Лифта не было, а Сер гею Ивановичу было трудно подниматься в конференц зал.

Наряду с оригинальными, было много реферативных док ладов. Нередко заседание начи налось небольшим рефератив ным докладом, а потом шел оригинальный. Проходили се минары по средам, каждую не делю, за исключением летних месяцев. Хотя у нас нередко докладывали и гости, но, конеч но, набрать оригинальные сооб щения на все доклады было не возможно. Однако, я думаю, что большое количество рефе ративных докладов было выз вано просто тем, что Сергей Иванович считал необходимым держать в курсе мировой науки всех сотрудников. Иначе не было бы нужды ставить по два, а иногда и по три доклада на одном семинаре. А оригинальные доклады были действительно оригинальны ми и при Вавилове, и при сменившем его Левшине. Они не повторяли вычитанные в литературе результаты.

Сергей Иванович строго следил, чтобы слушатели не мешали докладчику своими вопросами и высказываниями. Вопросы разрешалось задавать только после доклада, а высказывания – после вопросов. Этот порядок поддерживал и В.Л. Левшин. После ори гинального доклада нередко возникала дискуссия, иногда весьма оживленная. После каж дого доклада Сергей Иванович обычно кратко подытоживал его содержание. Когда я пришел в ФИАН, я был всего лишь студентом (Физфак МГУ, группа оптики), но у меня не осталось чувства, что я не понимаю доклад. В то время я только еще начинал знако миться с люминесценцией, и это подытоживание очень помогало мне понимать доклады.

Конечно, и другим сотрудникам оно помогало.

Сергей Иванович все время обращал внимание не только на собственно люминес центные явления, но и на то, что из них проистекает, как с точки зрения физики, так и с точки зрения приложений. Ведь это он показал, что выход люминесценции настолько велик, что можно использовать ее для освещения. До этого считалось, что это какое то очень слабое свечение, едва заметное. И он занимался как раз организацией введения в употребление люминесцентных ламп. Я хорошо помню, как у нас на окне в лаборатории снаружи была такая трубчатая лампа, которую изучали, как она зимой светит. Зимой она плохо светила, но это тоже надо было исследовать. По этому поводу вспоминаю такой случай. Михаил Николаевич Аленцев, который как раз этим занимался, рассказывал о разговоре с главным энергетиком освещения Москвы. Михаил Николаевич говорит: «Ну, что же у вас там что то плохо делается?» Тот отвечает: «Так если у вас на каждую лампу по два кандидата, то, конечно, они будут хорошо гореть». Так или иначе, по «два кандида та» на лампу у нас были (строго говоря, кандидат был один – М.Н. Аленцев, а второй – Л.А. Винокуров стал кандидатом позже, что не меняет дела). Отсюда видно, что С.И. Вавилов придавал этому вопросу большое значение.

Теперь перехожу к тому, что относится к кристаллофосфорам. Тут тоже, кроме собственно явлений люминесценции, таких как выход, послесвечение, зависимость яр кости от интенсивности возбуждения (это, так сказать, внешняя, описательная сторона), все время возникали вопросы, а почему это так? О чем это говорит? Тут уже говорили, что Всеволод Васильевич тогда очень много докладов сделал на семинаре. Это было именно потому, что надо было разобраться в механизме люминесценции кристаллофос форов. Ведь это сейчас мы знаем про электроны и дырки. А в свое время, то, что между центрами свечения происходит обмен не только электронами, но и дырками, это было совершенно нетривиально. Как раз Всеволод Васильевич на эту тему много работал. По том – строение центров свечения. Это до сих пор проблема, которой многие занимаются.

У меня вот на столе лежит диссертация кандидатская, которую мне надо будет оппониро вать. Там тоже основной вопрос по строению центров свечения исследуется именно лю минесцентными методами. Сергей Иванович большое значение придавал и люминес центному анализу. Мне кажется, очень важно, что было сочетание глубокой физики и применения люминесценции. Я много занимался кинетикой люминесценции. Это же собственно физика полупроводников. Кстати в свое время «полупроводниковцы» не считали это физикой полупроводников потому, что темновая проводимость очень ма ленькая. Я хотел их тогда спросить: «А, начиная с какой проводимости, они полупровод ник считают полупроводником? Например, если германий охладить до температуры жидкого гелия, то по этому признаку он тоже перестанет быть полупроводником?». «По лупроводниковцы» интересовались главным образом кристаллами с большой темновой проводимостью. На нашем семинаре были доклады и по теории рекомбинации и по роли дырок во взаимодействии центров люминесценции друг с другом и по освобождению неравновесных носителей заряда теплом (термовысвечивание), инфракрасным светом (вспышка) и самим возбуждающим светом. Обсуждалось и строение центров свечения в кристаллофосфорах. Словом, круг тем все более и более расширялся.

Так или иначе, важно то, что все новое, в сущности говоря, рождалось на стыке разных направлений. Люминесценция и физика полупроводников, химия и люминес центный анализ, техника и люминесцентные лампы. Причем применения самые разные.

Ну, вот Всеволод Васильевич, например, во время войны делал экраны маленькие такие для инфракрасных биноклей, чтобы можно было сигнализировать невидимым глазом светом и видеть его в бинокль. Это применялось даже. Всюду и глубокая физика и при менение. Ну, это то, что касалось, так сказать старого.

А теперь совсем немножко о том, чем мы сейчас занимаемся, так сказать, о перспек тивах. Я не буду об этом говорить подробно. На прошлом семинаре выступал Александр Романович Зарицкий, а после него было выступление врача, который говорил насчет того, насколько нужно наше направление в практической диагностике. Так как многие на том семинаре не были, то я немножко об этом скажу, суть дела. Мы исследуем биофизи ческие процессы, в частности, процессы внутри эритроцитов. Оказалось, что оболочка эритроцита в цикле кровообращения изменяет свою проницаемость для кислорода не много ни мало, как на четыре порядка. И вот эти самые четыре порядка играют огромную роль в регуляции снабжения кислородом клеток организма. Чтоб давать им не слишком много кислорода и не слишком мало. И бывают нарушения этой работы, отчего человек страдает. Мы сейчас перешли от кинетики люминесценции к кинетике этих процессов.

Кинетика то кинетикой осталась, только участники этой кинетики другие. Это очень, на мой взгляд, важно, потому, что речь идет о здоровье людей. Можно таким образом ста вить диагноз. А здоровье людей – это значит и наше здоровье. Надеюсь, что мы сможем и дальше работать в этом направлении, хотя условия очень трудные, потому что, диагно стику еще как то можно в клинике проводить, а на научные исследования – сейчас мате риальных возможностей нет. Так что мечты есть насчет того, чтобы это развивать, а на счет возможностей их осуществления ….

5. Леонтович А.М.

Работы по лазерам Я хочу вспомнить о работах по лазе рам в нашей лаборатории. Эти работы воз никли по инициативе Н.Г. Басова осенью 1960 года, вызванной тем, что, начиная с 1958 года, когда Шавлов и Таунс, а также Прохоров опубликовали статьи о перс пективности получения генерации в опти ческой области спектра с использованием индуцированного излучения, а затем аме риканскими учеными (Мейманом и дру гими) в 1960 году были получены обнаде живающие результаты с рубином.

М.Д. Галанин с радостью откликнулся на это предложение, и он сам, Зоя Афанась евна Чижикова и я занялись этой пробле мой. В начале мы повторили опыты аме риканцев по обнаружению изменения населенности верхнего уровня хрома при накачке импульсной лампой. Поскольку эти результаты были повторением амери канских опытов, то они опубликованы не Леонтович Александр Михайлович – были, а вошли только в закрытый отчет физик оптик, д. ф. м. н., 1960 года. В начале 1961 года появились сотрудник Отдела люминесценции публикации Меймана о получении опти с 1951 г.

ческой генерации в рубине (как стало по нятно потом, он получил еще не генерацию, а только усиление люминесценции индуцированным излучением – сверхлюминесцен цию). Настоящая, «пичковая» генерация в рубине была получена в работе группы Шав лова, опубликованной тоже в 1961 году, но позднее работы Меймана.

Весной 1961 г. наша группа создала собственно лазерную установку, в которой обра зец рубина длиной 4 см с концентрацией хрома 0,05% накачивался двумя импульсными лампами в кожухе с напыленной MgO.

На этой установке мы добились генерации 18 сентября 1961 года (подробное описание лазера было дано в закрытом отчете ФИАН в декабре 1961 года). После исследования когерентных свойств излучения нашего лазера мы опубликовали ста тью в ЖЭТФ, т. 43, №7, за 1962 г. (см. рис. 9). Это была первая публикация в Совет ском Союзе по эксперименту с оптическим генератором. Продолжая эту работу, мы опубликовали также заметку о пичковом режиме рубинового лазера в «Оптике и спектроскопии», т. 14, № 2, за 1963 г. (авторы – Галанин, Леонтович, Свириденков, Сморчков, Чижикова). В этой и следующей работе, которые были доложены на 3 ей международной конференции по квантовой электронике, проходившей в Париже в феврале 1963 года, нами было показано, что режим пульсаций и когерентность излу чения взаимно связаны.

Рис. 8. В 1967 году в ФИАНе была организована выставка научных достижений института за 1934 1967 годы. На ней был представлен наш реальный первый лазер на рубине. Позже мы передали его в Политехнический музей, в отдел истории физики.

Наша работа вызвала большой интерес не только в нашем институте, но и физиков других научных учреждений Союза, которые приходили к нам за консультациями и опытом.

Эти и дальнейшие исследования, посвященные также и режиму гигантского им пульса, составили предмет моей докторской диссертации. В них, кроме упомянутых, участвовали также молодые научные работники Попова, Ведута, Коробкин, Щелев, Бель ский, Можаровский и другие. На материале этих работ все они защитили свои канди датские диссертации.

На первых этапах нашей работы много внимания было отдано качеству рубиновых образцов (как оптического, так и в отношении примесей), к которому предъявляются высокие требования. В ФИАНе не было соответствующей аппаратуры для изготовления рубина, и мы получали его из 2 х мест — из Института кристаллографии и из «почтового ящика», который снабжал до этого мазерные работы, и мы пробовали и те и другие.

Причем как раз рубины из Института кристаллографии не заработали. А загенерировали образцы из «почтового ящика». Но, по видимому, в Институте кристаллографии поду мали, что генерацию мы получили на их кристаллах, а от них это скрыли. Поэтому у нас очень сильно охладились отношения с Институтом кристаллографии и никаких крис таллов мы потом получить от них не смогли.

Весной 1961 года, не добившись успеха ни с теми, ни с другими кристаллами, мы ушли в отпуск на лето, отдав кристаллы Федюшину (нашему аспиранту) и Пашинину (из Прохоровской лаборатории) с которыми они продолжали эксперименты. Генерацию на них они получить не смогли. Вернувшись из отпуска, мы более серьезно взялись за про верку свойств рубинов (в основном с помощью интерферометра Майкельсона) и после этого смогли получить генерацию. В это же время в нашем распоряжении оказался и американский образец рубина, (полученный по закрытой линии), генерацию от которого мы также получили, примерно с теми же параметрами, что и с нашими образцами.

Рис. 9. Первая публикация в СССР по эксперименту с оптическим лазером (первая и последняя страницы статьи в ЖЭТФ, т.43, № 7, 1962 г.) Рис. 10. Семинар лаборатории люминесценции, 1967 г.

Тогда был какой то предрассудок насчет формы образцов — все первые рубины были в форме параллелепипедов, и американские и наши. Это, по видимому, было на следие от мазерной эры. Может быть также, сыграла свою роль и одна работа Прохорова, в которой обсуждался вопрос о резонаторе для оптических генераторов, и в ней резона торы другой формы не рассматривались. А потом было понято, что это не играет роли, что важна только параллельность торцов этих кристаллов, на которые тогда и наносились зеркала. Потом появились образцы цилиндричесой формы и, когда стали применять внешние зеркала, – с брюстеровскими торцами.

Как я сказал выше, мы занялись исследованием хаотических пульсаций излу чения при генерации. В процессе этого исследования я рассчитывал на ЭВМ модели, и в некоторых из них очень близко подошел к результатам, которые потом были получены математиком Лоренцом, открывшим явление так называемого странного аттрактора (тоже путем расчетов на ЭВМ). Это одно из крупнейших математичес ких открытий нашего времени и сейчас его исследуют многие математические шко лы мира, занимающиеся теорией хаоса (у нас особенно интенсивно – нижегородская школа Андронова). Я об этом узнал только позднее. Интересно, что в ФИАНе анало гичные результаты были получены в работах Ораевского, также занимавшегося тео ретически проблемой хаотических пульсаций.

В конце концов, оказалось, что хаос в пульсациях не имеет отношения к проблеме странного аттрактора, а обусловлен тепловыми нестабильностями термических и оптико механических свойств при нагревании той же лампой, что осуществляет и оптическую накачку.

Затем мы исследовали процессы генерации гигантского импульса, опять – на руби не. Сначала в этом нам помогали Зуев и Крюков, из лаборатории Басова, а позднее Ще лев из отдела Прохорова. В этом явлении нестабильности условий генерации также вли яют на динамику генерации, но теперь это не термические нестабильности, а неоднородности распределения инверсии населенности, не только начальные, но и изме няющиеся в процессе генерации. Теоретические расчеты этих процессов проводились Сучковым, тогда тоже нашим аспирантом.

Потом мы занялись изучением пикосекундных импульсов, как процессом их гене рации, так и взаимодействием их со средой. Здесь, с моей точки зрения, были получены самые интересные результаты. Я говорю о явлениях так называемого когерентного взаи модействия. Дело в том, что когда сверхкороткий импульс когерентного излучения, в соответствии с принципом неопределенности, имеет спектр, ширина которого больше, чем ширина линии поглощения или усиления в среде, то форма этого импульса при прохождении через среду изменяется совсем не так, как для длительного импульса с узким спектром. Для рубина при низкой, «азотной» температуре такие условия и реали зуются. Исследованиями этих явлений у нас занимался Можаровский (вместе с Кирки ным, Варнавским, Сидорук) и потом по ним защитил докторскую диссертацию. Он от крыл явление индуцированного когерентного спонтанного испускания, происходящее в усиливающей среде при воздействии пикосекундного импульса, и изучал явление так называемого когерентного поглощения в рубине.

К сожалению, явления чистого когерентного спонтанного испускания, индуцирован ного первым спонтанным фотоном в резонансной среде с инверсией населенности, нам не удалось получить, так как для этого необходимо охлаждение рубина до «гелиевых» темпе ратур, при которых взаимодействие электронных переходов с решеточными фононами про исходит настолько редко, что резонансная линия перехода делается очень узкой. Обратная ширина этой линии становится больше времени развития усиления излучения (называе мого сверхизлучательным временем) начиная с первого спонтанного фотона, что и позволя ет развиться импульсу когерентного спонтанного испускания. Нам недоставало соответ ствующей аппаратуры, с получением которой стали возникать очень большие трудности.

В 70 х годах мы занимались очень интересным явлением – так называемой лазерной плазмой, возникающей при фокусировании пикосекундного импульса на мишень. Из за короткой длительности оптического импульса температура возникающей плазмы очень высока – до тысяч электрон вольт. Если бы длительность существования плазмы была боль шой, и выполнялся критерий Лоусона, то такие температуры уже близки к тем, которые необходимы для термоядерного синтеза. Поэтому изучение этой плазмы важно для пони мания процессов при лазерном термоядерном синтезе. В этой работе принимали участие Киркин, Можаровский, Блаженков (аспирант лаборатории элементарных частиц), Мирзо ян (прикомандированный из АН Армянской ССР). Температура нашей плазмы, измерен ная по рентгеновскому излучению ее, была в пределах 0,4–1 кэВ при плотностях мощности светового потока до 10 Вт/см. Но оказалось, что некоторая часть электронов плазмы имеет гораздо большую температуру – до 10 кэВ. Это явление может очень сильно затруд нить получение термоядерной реакции. Дело в том, что необходимое нагревание плазмы создается при абляционном обжатии ее лазерным излучением, происходящем адиабати чески. Конечная температура сжатой плазмы сильно зависит от начальных условий и нали чие сверхтепловых электронов меньшей плотности приведет к уменьшению конечной тем пературы, недостаточной для зажигания термоядерной реакции. Кроме этого, были обнаружены и другие интересные явления, например поляризованное рентгеновское излу чение, что в этой области спектра редко встречается. Пикосекундная лазерная плазма мо жет найти применение как мгновенный рентгеновский источник.

Из других работ по лазерной тематике осталось рассказать о внутрирезонатор ной лазерной спектроскопии (ВРЛС). Это направление родилось у нас в лаборато рии в 1970 году в результате открытия Э.А. Свириденкова и А.Ф. Сучкова. Сущ ность явления состоит в следующем. В резонатор лазера, обладающего большой однородной шириной полосы усиления, помещают кювету с поглощающим веще ством, имеющим узкие линии поглощения в спектральной области генерации лазе ра. Такой лазер действует подобно многоходовой оптической кювете, но с тем прин ципиальным отличием, что все не связанные с линиями поглощения широкополосные потери компенсируются активной средой лазера. В результате этого эффективная толщина поглощающего слоя определяется длиной пути, который лазерное излуче ние успевает пройти в поглощающем веществе за время генерации лазера. Поэтому чувствительность метода ВРЛС возрастает при увеличении длительности генера ции. Фундаментальный предел чувствительности обусловлен спонтанными шумами лазера. По коэффициенту поглощения предел чувствительности, достигнутый в на стоящее время, – 10–10 см–1, что с сильными линиями поглощения дает возможность измерять концентрацию частиц до нескольких единиц в кубическом сантиметре.

Благодаря своим уникальным возможностям метод ВРЛС нашел широкое примене ние в различных научных исследованиях, как то: регистрация спектров поглощения атмос ферного воздуха в области прозрачности атмосферы, обнаружение слабых линий усиле ния, измерение сечений нелинейных процессов, изучение нестационарных процессов в электрическом разряде, исследование кинетики химических газофазных реакций и др.

В работах по развитию метода ВРЛС под руководством Э.А.Свириденкова уча ствовали В.М. Баев, Т.П. Беликова, С.А. Коваленко, Л.А. Пахомычева, Н.А. Распопов, А.Н. Савченко, Д.Д. Топтыгин, М.П. Фролов и др.

В настоящее время метод ВРЛС является общепризнанным аналитическим мето дом. Он успешно используется и развивается во многих зарубежных мировых научных центрах и применяется в промышленности, и на его основе выпускаются приборы для обнаружения ничтожных газовых примесей.

Благодарю за внимание.

Рис. 11. М.Д. Галанин, А.М. Леонтович, З.А. Чижикова в годы работы над лазером.

6. Чижикова З.А.

Дополнение к докладу А.М. Леонтовича Комната 356 (комната А.М. Леонтовича), в которой появился первый рубино вый лазер, стала неким «лазерным центром» в ФИАНе. Посмотреть на работу лазера толпой шли посетители. Запомнилось, что радовались как дети Николай Геннадье вич Басов и Игорь Евгеньевич Тамм. Иногда гостей сопровождал Н.Г. Басов. Были и высокие гости: зав. отделом науки ЦК КПСС академик В.А. Кириллин, зам. Предсе дателя Совета Министров СССР Д.Ф. Устинов и академическое начальство. Мы работали тогда с большим энтузиазмом. Сам директор ФИАНа Дмитрий Владими рович Скобельцын постоянно интересовался ходом работы. Первую публикацию вез ли в редакцию ЖЭТФ на директорской машине, а не отсылали. Речь шла о престиже ФИАНа и советской науки. Эти работы позволили свести к минимуму отставание наших лазерных работ от американских.

М.Д. Галанин и я с 1963 года занялись работой с использованием лазера как мощно го источника излучения. А в комнате 356 в течение нескольких лет дружно и плодотвор но над «тайнами» генерации трудились не только наши сотрудники (а также Анатолий Ведута и Марина Попова), но и «басовцы» Виталий Зуев и Петр Крюков и «прохоров цы» Владлен Коробкин и Михаил Щелев. Такая «дружба народов» позже в ФИАНе была редкой. К Александру Михайловичу Леонтовичу часто приходили консультиро ваться по проблемам оптической генерации физики из ФИАНа и других институтов Москвы, приезжали из лабораторий Киева, Минска, Горького, Ленинграда, и др. Это были незабываемые дни для нашей группы.

7. Попов Ю.М.

Об истории некоторых работ и о перспективах В дополнение к тому, что говорил сейчас Александр Михайлович, хочу рассказать, что первый отчет по началу лазерных работ не толь ко в СССР, но и во всем мире был выполнен в ФИАНе. Первый лазер (на рубине) был осу ществлен Мейманом, о чем «голос Америки»

сообщил 15 мая 1960 года. Он использовал, как ни странно, сантиметровый кубик рубина, т.е.

далеко не оптимальный режим. Вставил его в лампу, которую производила его же фирма «Хьюз», они самые мощные вспышечные лам пы делали, и получил направленное излучение.

Было много люминесцентного излучения, но все таки было и лазерное. Он направил в PhysRev статью и ему PhysRev отказал. Потом он в Science направил и только Science опубли ковал. Потом были еще публикации Кайзера с целой компанией из «Белл». Там уже исполь зовался не кубик, а цилиндрический рубин, и на нем велись физические исследования.

Хочу сказать, что работы по лазерам в СССР были начаты по инициативе Николая Попов Юрий Михайлович – Геннадиевича Басова еще до 1960 года. При физик теоретик, близительно они были начаты в 1958 году с д. ф. м. н., сотрудник Лаборатории расчетом окончания первого этапа в 1961 году. люминесценции с 1956 г., ныне Исполнителей работ можно увидеть на титуль сотрудник Нейтронно физического ном листе отчета по теме «Применение кван отдела ФИАН, удостоен Ленинской товых систем для генерации, усиления и ин премии, Государственной премии дикации оптического излучения» (окончен в СССР, премии РАН им. А.Ф. Иоффе, Среди исполнителей только два младших Красного знамени.

научных сотрудника – это Олег Николаевич Кро хин и Энгельсина Ивановна Заварицкая. С целью привлечения к участию в этих работах Николай Геннадиевич обратился в лабораторию люминесценции. Раньше существовала иерархия, за которой следили специальные службы, и ее нельзя было обойти, чтобы начать эти работы. Николай Геннадиевич обратился, конечно, к Вадиму Леонидовичу Левшину. Сам Вадим Леонидович был убежденный люминесцентщик. Научную жизнь он провел в люминесценции. Было решено, что в этих исследованиях будут участвовать более молодые – это Михаил Дмитриевич Галанин, Александр Михайлович Леонтович и совсем молодая Зоя Афанасьевна Чижикова. Первая работа о действующем в СССР лазере (последнее время я ее рекламирую) вышла в апреле 1962 года, а сам лазер в ФИ АНе был сделан в сентябре 1961 года. Публикация появилась в апрельском номере ЖЭТФ за 1962 год (т. 63, вып. 7, стр. 349), где не только говорилось о создании первого лазера, но и измерялась когерентность излучения. Эти работы говорят о том, что фактически ла зерные исследования в ФИАНе начались в лаборатории люминесценции. С этим я вас поздравляю. Я не был участником замечательных работ по эффекту Черенкова, но я знаю о других замечательных работах, которые были сделаны по люминесценции, и в которых я принимал участие. Было правительственное задание. В то время, как вы знаете, очень безобразничали американские самолеты, которые летали над нашей территорией до того, как был сбит самолет Пауэрса. Это конец пятидесятых годов. Во первых, их видеть и достать было трудно, они высоко летали, но видеть их и многое другое надо было на люминесцентных экранах. Экраны в то время обладали большим послесвечением и ма лым быстродействием. Поэтому было дано специальное задание. Оно исходило в основ ном из 801 института, научным руководителем которого в то время был Леонид Никола евич Курбатов. Было задание разработать такой люминофор, который бы не имел длительного послесвечения, и обладал, возможно, большим КПД. Эта тема была секрет ной и называлась «Снег». Она была выполнена в конце 50 ых – начале 60 ых годов. В ней принимало участие большое число сотрудников – почти все химики, которых было мно го. Тема была выполнена, и позднее ее содержание было опубликовано. Я тоже принимал участие. Вначале мы думали, что можно сделать КПД катодолюминесценции близким к 100%. Но в результате довольно простых соображений было показано, что все таки боль ше 36% не получить, а реально где то максимум 25%. После этого уже и не стремились делать люминофоры, работающие при катодолюминесценции с большим, чем 30% КПД.

Публикация этих исследований знаменита. Есть американский выпуск, есть и русский, но оформлен хуже. Эта монография пользуется большим успехом. До сих пор у меня ее чаще всего берут и с нее делают копии.

Потом была прекрасная работа по идентификации инфракрасного излучения с пе реводом его в видимое излучение. Мы эту работу знаем хорошо. Потом хорошие работы были по свечению на p n переходах и электролюминесценции. Теперь Алексей Григорь евич Витухновский правильно сказал, что нужно определить, куда двигаться дальше.

Конечно, я тут не советчик, но прямо скажу, что люминесценция, она не только нас осве щает, но и кормит. Во первых, в темноте и ложку мимо рта пронесешь, а второе – если вы посмотрите все парники, где растут растения овощные (а нам, наверно, как сказал Алек сей Григорьевич, с возрастом надо много овощей есть), люминесценция играет колос сальную роль. Но не только в этом проблема. Что в мире больше всего продается? По видимому, люминесцентные источники. Это не люминесцентные лампы и не лазеры, как хотелось бы мне. Нет. Это – светодиоды. Поэтому я думаю, конечно, ближайшее будущее будет именно за светодиодами. Ну, конечно, потребуются и лазеры для многих целей. Но что еще важно. Светодиоды и лазеры дают узкополосное излучение. Продажные лазеры сейчас имеют 45 50% КПД, а в ближайшее время, может быть, дотянут до 70%.

В организованном Максимовским совещании года четыре назад фирмой Hewlett Packard было предсказано, что к 2005 году 80% освещения будет осуществляться свето диодами и диодными лазерами. На каждый светодиод или несколько светодиодов будет надеваться колпачок, который будет обмазан люминофором. Таким люминофором, ко торый будет давать тот свет, который вы пожелаете. По моему это очень перспективно.

Наверно, опять надо вернуться к тем люминофорам, которые будут хорошо преобразо вывать излучение монохроматическое в то освещение, которое нам нужно. Есть фото графия больших мостов в Америке, где все освещение моста уже сделано из таких лампо чек. В «Природе» опубликована статья по этому поводу. Я думаю, что в этом направлении работать перспективно. Как сказал Алексей Григорьевич, органические светодиоды хо роши тем, что они дешевы. Но я уже по себе знаю, что не всегда все таки дешевое бывает и хорошим. Поэтому органика все таки у нас вызывает подозрительность. Когда на при бор затратили много денег, а он работает хорошо, мы не сожалеем. Когда же мало запла тили, а он вышел из строя – это вызывает у нас очень большие сожаления. Поэтому, к Рис. 12. Первая страница монографии.

новым изделиям надо подходить с большой осторожностью. Конечно, это очень хорошее направление, но вот данные по сроку службы очень важны. Но это и есть предмет иссле дований. Думаю, что это более или менее все, о чем я хотел сказать.

Рис. 13. А.П. Шотов, Ю.М. Попов и О.Н. Крохин. 1964 г.

В то время (60 ые годы) было хорошее содружество лабораторий люминесценции, квантовой радиофизики и физики полупроводников. Очень плодотворное. Были хоро шие теоретики, которые фактически снабжали теорией эти лаборатории. Вот снимок того времени. Это 1964 год, год присуждения Ленинской премии за полупроводниковые лазеры. Это Алексей Петрович Шотов, я и наш директор Олег Николаевич Крохин. Еще раз поздравляю лабораторию люминесценции. Желаю вам дальнейших больших боль ших успехов. И думаю, что они придут обязательно. Спасибо за внимание.

8. Георгобиани А.Н.

Кое что о себе и о направлениях работ моей группы Первое мое впечатление о нашем семинаре, к сожалению, было плохое.

Дело в том, что я окончил с отличием МИФИ в 1954 году по специальности ядерная физика. Практику и дипломную работу проводил в ЛИПАНе под руко водством академика Георгия Николае вича Флерова. Теперь это Институт им.

И.В. Курчатова. Это был «звездный» пе риод ядерной физики. Распределен я был в МГУ в секретную лабораторию № 15. Руководил этой лабораторией проходимец А.П. Знойко – аналог Лы сенко, но в физике. Естественно, что он враждовал со здравомыслящими учены ми, работавшими в области ядерной фи зики. Примерно через год после моего зачисления в эту лабораторию она была ликвидирована. Сотрудники лаборато рии оказались безработными, посколь ку нас считали его единомышленника Георгобиани Анатолий Неофитович, ми. Я приходил с просьбой о работе в физик оптик, д. ф. м. н., профессор, лаборатории ядерной физики. Мне го ворили: «О, окончили МИФИ с отли чием. Конечно, нужны. Где Вы работали в прошедшем году?» «В лаборатории №15 МГУ». «А …, к сожалению, сейчас у нас нет свободной вакансии, оставьте свой телефон, мы Вам позвоним». После этого я обратился к декану моего факультета в МИФИ профессору Бахметьеву, который относился ко мне очень хорошо. Он сказал: «В ядерную физику тебе путь закрыт, но я рекомендую тебя в ФИАН в лаборатории другого профиля. Он связался с заведующим аспирантурой ФИАН, который направил меня к Михаилу Дмитриевичу Галанину. Михаил Дмитриевич предло жил мне посетить семинар лаборатории люминесценции. Докладчиком был химик Алек сандр Алексеевич Черепнев. Прищурив глаза, он заунывным голосом рассказывал о том, как перемешивал смесь порошков, затем клал эту смесь в тигель, помещал тигель в печь и прока ливал, а затем охлаждал. Это вызвало у меня такое нудное впечатление, что я еще три месяца походил безработным. Наконец, жизнь заставила, и я пришел снова к Михаилу Дмитриевичу. Он предложил меня Всеволоду Васильевичу Антонову–Романовскому, и тот принял меня в свою группу. Моим непосредственным руководителем и учителем стал Михаил Владимирович Фок. С их помощью и под влиянием нашего семинара я освоился в области люминесценции. Через пять лет защитил кандидатскую диссертацию, а еще через девять лет – докторскую.

В дальнейшем я понял, насколько все, о чем говорил А.П. Черепнев, было важно, и насколько плохо то, что сейчас мы растеряли всех технологов, всех химиков. У нас в отделе нет технологов, а люминесценция без технологии мертва. Вот Алексей Григорьевич Витух новский процитировал: «Мы не сеем, не пашем…». Моя сотрудница, Панасюк Евгения Ива новна, когда хвалила кого нибудь из моих хороших аспирантов, говорила: «Он пашет, как пчелка». Я ее убеждал, что пчелка не пашет. Но в следующий раз она повторяла то же самое.

К сожалению, она здесь сейчас не присутствует, говорит, что очень плохо выглядит и стесня ется приходить. Как я ее не уговариваю, мне это не удается.

Теперь о текущей работе моей группы. Я буду краток, потому, что это неинтересно слушать. Интересно слушать научный доклад, а не перечисление ведущихся тем. Одно из направлений нашей работы – исследование квантоворазмерных структур, в том числе их люминесценции. Это сверхрешетки и квантовые ямы. Интерес к этим исследованиям связан с тем, что свободные носители, возникающие в этих структурах, «сваливаются» в квантовые ямы. Возбуждение оказывается локализованным в пространстве и энергети чески – в возбужденном экситоном состоянии. Это приводит к большой эффективности этого излучения и высокой локальной яркости. Скоро мы перейдем к исследованиям структур, в которых барьеры полумагнитные. Это позволит управлять свойствами излу чения с помощью магнитного поля. Другое направление наших работ – это исследование широкозонных полупроводников, в том числе, оксида цинка и нитрида галлия. Дело в том, что именно с помощью этих полупроводников возможно перекрыть всю видимую область спектра и даже ближний ультрафиолетовый участок. Особенно интересно то, что ЖnO и GaN очень близки по свойствам. У них одинаковые кристаллические решет ки и по параметрам и по структуре. В связи с этим нами был изготовлен гетеропереход на их основе с ультрафиолетовой электролюминесценцией.

Третье направление наших работ – это исследование тройных полупроводниковых соединений. В основном – это соединения типа II III 2 VI 4, в том числе CaGa 2 S 4. Чем интересны эти полупроводники? Дело в том, что Ca по размеру ионов близок к редкозе мельным элементам. В результате в такую матрицу можно ввести до десятка процентов редкоземельных элементов, что приводит к большой эффективности связанного с ними излучения. Это три наших основных направления.

9. Витухновский А.Г.

Органические светоизлучающие диоды и их перспективы Я хочу немного рассказать о наших последних ра ботах связанных с созданием и исследованием OLED.

Что такое OLED? OLED – это Organic Light Emitting Diode (органический светоизлучающий диод). Созда ние эффективного OLED с моей точки зрения, огром ная и благородная задача, и наш отдел, Отдел люминес ценции, должен включиться в решение этой задачи в полном объеме, потому что у нас накоплены значитель ные знания в области рекомбинационной люминесцен ции и есть некоторые силы.

Напоминаю, что если сопоставить лампочку накали вания, которую в народе по легенде называют «лампочкой Ильича», и полупроводниковый излучатель, то вы видите, что эффективность последнего очень высока, до 100 люмен/ ватт. Это очень яркий источник света.

Сейчас наблюдается явный прогресс по созданию лабораторных образцов органических и неорганических светоизлучающих диодов. Для некоторых типов LED сейчас уже достигнут срок службы до 10000 часов. Те, кто связан с какими либо промышленными изделиями, знают, что для внедрения в производство принимается только то, что служит больше 10000 часов. Несомненно, что при такой высокой эффективности энергосбереже ния исключительно велики и поэтому в этом направле нии работают десятки научных групп в мире, а в России, к сожалению, нет государственной программы и работают разрозненные исследователи.

Поэтому усилия нашего коллектива весьма актуальны.

Исключительно важно, что органические светодиоды обладают определенными преимуществами по отношению к неорганическим. Сложные органические слоистые структуры с применением иридиевых комплексов в активном слое имеют квантовую эффективность около 8%. Главное преимущество – возможность создавать электролю минесцентное устройство на гибкой подложке.

Подложку такого типа можно сгибать и использовать для освещения, так называе мые «светящиеся обои». Другой важный аспект использования OLED замена жидко кристаллических дисплеев на активные матрицы более яркие, дающие излучение в 2р, более экономичные и дешевые.

Надо сказать, что в нашей стране совершенно нет никакой программы, связанной с использованием различного рода светодиодов и замены ими лампочек накаливания. В этом отношении, я боюсь нареканий со стороны патриотов, но я хочу привести закон (bill) Конгресса США, принятый в прошлом году. Соединенные Штаты приняли специ альное постановление о замене лампочек накаливания диодами, светодиодными источ никами света, в частности, в законе есть пункт третий – относительно создания органи ческих светоизлучающих диодов (OLED).

Рис.15. Сравнение лампочки накаливания и светоизлучающего диода.

Рис. 17. Фрагменты текста закона (bill) Конгресса США.

Соединенные Штаты будут выделять ежегодно до 2011 года по $50 000 000 на программу по созданию источников света на совершенно другом принципе, нежели лампочки накаливания.

Кратко, чтобы не утомлять вас, я хочу рассказать, что сейчас достигнуто в нашем Отделе, в области электролюминесценции органических соединений.

У нас была предложена концепция использования в качестве активного слоя таких сложных органических макромолекул, имеющих «периферию» и «центр». Это так называ емые дендримеры, или дендритные структуры, где в центре можно поместить эффективно излучающий элемент.

Рис. 19. Предложенная концепция активного слоя OLED.

В частности, мы сейчас пробуем в качестве центрального фрагмента редкоземельные элементы. Имеется ряд преимуществ у таких систем по сравнению с традиционными конъ югированными полимерами и металлооганическими комплексами. Например, так называ емый эффект оболочки «shell effect» для центрального фрагмента. Наши партнеры химики синтезируют принципиально новые соединения. Ион европия распложен между двумя та кими вот «дисками» органической периферии. Электрон дырочная рекомбинация приво дит к возбудению периферии макромолекулы и осуществляется эффективная передача энергии электронного возбуждения на центральный элемент – ион, и он интенсивно светит.

Анатолий Неофитович Георгобиани сейчас сказал, что у нас нет технологов, нет специалистов. Сзади Вас сидит Олег Мирзов, который сделал первый в Отделе органи ческий светодиод. Это наш студент Физтеха. Диод выглядит неказисто, но это реальный и работающий светодиод, в котором используется наша концепция. Органический, под черкиваю. Мы этим воодушевлены и занимаемся этим делом, и я считаю, что есть реаль ные перспективы развития этого актуального направления нашей науки люминесценции.

Рис. 20. Конструкция и вид OLED отдела люминесценции.

10. Тимофеев Ю.П.

О люминесценции Задача моего выступления весь ма упрощается, потому что М.В. Фок и А.Г. Витухновский уже многое ска зали о явлении люминесценции и ее многочисленных применениях. Одно из основных предназначений люми несценции – преобразовывать невиди мые человеческим глазом излучения (ультрафиолетовые, рентгеновские или инфракрасные лучи), энергию по токов заряженных частиц (обычно электронов), а то и непосредственно электрическую энергию, в видимый свет. Эффективность такого преобра зования может быть достаточно высо ка, что впервые было осознано благо даря исследованиям С.И. Вавилова, его сотрудников и учеников. Ими же были введены четкие определения энергетического и квантового выхода люминесценции, предложены и реали зованы надежные методы их измере ний. Многие здесь присутствующие это хорошо знают, но для наших гос тей, студентов и аспирантов кратко Тимофеев Юрий Петрович, физик оптик, напомню об этих важнейших характе д. ф. м. н., работает в ФИАНе с 1963 г., ристиках люминесценции. лауреат Государственной премии СССР.

шение числа квантов люминесцентного излучения N к числу квантов возбуждаю Энергетический выход = Wл Wв, где Wл и Wв – соответственно мощности люми несцентного и возбуждающего излучения (потока заряженных частиц или электричес кого поля), поглощенного в люминофоре. При фотолюминесценции эти величины свя величины квантов люминесцентного и возбуждающего излучений.

Кажется, все это элементарно. Однако необходимо учесть различие угловой на правленности (а также поляризации) люминесцентного и возбуждающего излучения, которое часто не полностью поглощается в люминесцирующем веществе, произвести далее усреднение по величине этих квантов, что в целом отнюдь не просто. Поэтому принципиальное значение для развития исследований и многочисленных применений люминесценции имели первоначальные работы С.И. Вавилова, М.Н. Аленцева, В.В. Ан тонова–Романовского и др. по энергетике этого явления, проведенные еще в первой по ловине XX века. В этих работах было установлено, что квантовый выход фотолюминес ценции некоторых растворов красителей (флюоресцеин, родамин 6G и др.), а также кристаллофосфоров (например, ZnS : Cu ) может достигать по крайней мере 60 80%. В дальнейшем аналогичные результаты были получены в других научных центрах и на дру гих объектах, в том числе на лазерных кристаллах и стеклах активированных редкозе мельными ионами или ионами хрома.

Одновременно происходило углубление представлений о различных этапах преобра зования и переноса энергии электронных возбуждений в конденсированных люминесцент ных средах (М.Д. Галанин, В.Л. Левшин, Ч.Б. Лущик, П.П. Феофилов, М.В. Фок и др.).

Усовершенствовалась технология синтеза и соответственно спектрально энергетические характеристики различных люминофоров и лазерных сред; успешно развивались много численные применения люминесценции в источниках сета и системах оптического отобра жения информации. Я не имею возможности останавливаться на всех этих вопросах, но приятно отметить, что существенный вклад в их решение внесли отечественные ученые, в том числе сотрудники Отдела люминесценции ФИАН.

Существуют 3 основных метода измерения выхода люминесценции, которые имеют различные способы их реализации, причем точность таких измерений в настоящее время доходит до 1 2%.

1) Первоначальный метод С.И. Вавилова, при котором производят сравнение ин тенсивности люминесценции с интенсивностью возбуждающего излучения, диффузно рассеянного отражающим экраном (например, из MgO ).

2) Метод интегрирующей светотехнической сферы, успешно развитый З.Л. Моргенштерн, В.Б. Неуструевым и др., при котором автоматически учитывается различие угловой направлен ности и поляризации люминесцентного и возбуждающего излучения.

3) Калориметрический метод, впервые использованный М.Н. Аленцевым в 1951 г.

и впоследствии усовершенствованный рядом авторов (в том числе и докладчиком). При этом непосредственно измеряется доля мощности возбуждающего излучения Wв, пере ходящая в тепло Q, а энергетический выход люминесценции определяется по простой В 1981 году к юбилею С.И. Вавилова в нашей лаборатории под руководством М.Д. Галанина проводились измерения квантового выхода фотолюминесценции ряда эталон ных растворов красителей методом С.И. Вавилова и усовершенствованным методом интегриру ющей сферы. Было получено хорошее согласие результатов обоих методов. Правда, квантовый выход составлял не 60 80%, как в работах С.И. Вавилова и М.Н. Аленцева, а доходил до 90 95%, что вполне объяснимо существенным усовершенствованием этих объектов.

Я мог бы долго рассказывать о специфике этих экспериментов и их результатах. От мечу лишь главное. Различные процессы (размножение электронно дырочных пар в полу проводниках, ступенчатые внутрицентровые или кроссрелаксационные межионные пере ходы в редкоземельных ионах) могут приводить к так называемому «фотонному умножению», при котором квантовый выход фотолюминесценции существенно превыша ет единицу (200% и более). Аналогичные процессы размножения возбуждений имеют мес то и при других видах возбуждения люминесценции, что весьма существенно для энергети ки катодо и электролюминесценции. Об этом многое могли бы рассказать Ю.М. Попов и М.В. Фок. В настоящее время энергетический выход этих видов люминесценции, важных для многих применений, лежит в пределах от 25% до 70%, в согласии с соответствующими теоретическими представлениями.

Значительно более скромные результаты получены при люминесцентном преобразо вании инфракрасного излучения в видимый свет. Энергетический выход такого антисток сова преобразования (т.е. противоречащего эмпирическому правилу Стокса), обусловлен ного, например, суммированием нескольких электронных возбуждений на одном излучающем редкоземельном ионе, составляет всего несколько процентов. Это, однако, не препятствует его использованию для визуализации полей излучения полупроводниковых и других инфракрасных лазеров, в том числе при медико биологических применениях.

Разработка таких (первоначально «вспышечных») люминофоров была начата в нашем от деле (тогда лаборатория) еще в 1930 40 гг. (В.В. Антонов–Романовский, В.Л. Левшин, З.Л. Моргенштерн и З.А. Трапезникова), и позже успешно продолжена в группе С.А. Фрид мана (Государственные премии СССР 1952 и 1985 гг.). В последних работах принимал участие и автор сообщения, причем благодаря сотрудничеству с лабораторией колебаний ФИАН (Н.А. Ирисова, А.П. Бажулин, Е.А. Виноградов) удалось визуализировать не толь ко более длинноволновое ИК излучение (например, CO2 лазеров в области 10 мкм), но и СВЧ излучение миллиметрового и сантиметрового диапазона длин волн («радиовизор»).

В данном случае использовалось не оптическое, а тепловое воздействие регистрируемого излучения, которое приводило к температурному тушению обычной фотолюминесценции, возбуждаемой дополнительным источником ультрафиолетового излучения. Таким обра зом, на люминесцентном экране возникает негативное изображение пространственного рас пределения регистрируемых полей длинноволнового излучения, причем пороговая плот ность такого излучения не столь велика (~ 1 мВт/см ).

Почему я остановился на вопросе о нагревании люминофоров оптическим излуче нием? Дело в том, что в последнее десятилетие, к сожалению, не в России, а в США, были получены, казалось бы, неожиданные, а на самом деле вполне объяснимые, новые красивые результаты. Некоторые кристаллы и стекла, активированные редкоземельны ми ионами (Yb или Tm ) при воздействии на них инфракрасного лазерного излучения (в области 1,0 и 1,9 мкм) не нагреваются, а, наоборот, охлаждаются. Эффект охлаждения составляет несколько десятков градусов, начиная от комнатных температур при мощно сти лазерного облучения около 1 Вт. Он зарегистрирован различными способами (теп ловизионные камеры, микротермопары и т.д.) и его реальность не вызывает сомнений.

Эти работы поддерживаются рядом грантов (в том числе NASA); получены патенты и высказываются весьма оптимистические (возможно даже излишне) прогнозы о его при менениях в лазерной, полупроводниковой и сверхпроводящей технике.

Не берусь сейчас обсуждать, на сколько обоснованы эти прогнозы, но упоминание, а еще лучше демонстрация, этого эффекта, на мой взгляд, весьма желательны при чтении лекций по физике. Действительно, наличие такого эффекта однозначно свидетельству ет, что энергетический выход люминесценции может, по крайней мере, на несколько (а то и на десяток) процентов превышать 100%. Таким образом, эти объекты высокого каче ства изготовления ( к ~ 97 98 %), дают больше люминесцентного излучения, чем в них поглощается возбуждающего излучения.

Как же это происходит, и нет ли здесь противоречия с общеизвестными началами термодинамики? Предыстория этой проблемы начинается еще с тридцатых годов XX века и известна специалистам в области люминесценции как дискуссия С.И. Вавилова и П. Принсгейма о принципиальной возможности получения энергетического выхода люми несценции превышающего единицу. Такое предположение было впервые высказано П. Прин сгеймом в 1929 году, но не было им обосновано ни теоретически, ни экспериментально.

Более того оно находилось в противоречии с экспериментальными данными того времени по резкому падению квантового выхода люминесценции в уже упомянутой антистоксовой области спектра, когда длина волны возбуждающего излучения превышает среднюю длину волны люминесцентного излучения, а величины их квантов очевидно соответствуют об В тридцатые годы, во время научной командировки в Германию, С.И. Вавилов неко торое время работал в лаборатории П. Принсгейма и они часто беседовали, в том числе по этому вопросу. А незадолго до кончины, С.И. Вавилов в 1951 г. редактировал перевод изве стной монографии П. Принсгейма, и сделал целый ряд серьезных замечаний и примечаний.

По предложению С.И. Вавилова вопрос о предельном выходе фотолюминесценции был впервые математически рассмотрен Л.Д. Ландау на основе термодинамики неравно весных процессов. В его работе, опубликованной в 1947 г., было показано, что для моно хроматического (узкополосного) люминесцентного измерения э не может быть выше 1. Однако, если энтропия возбуждающего излучения меньше энтропии люминесцентно го измерения, то такие процессы возможны, т.е. не противоречат началам термодинами ки. Несколько упрощая ситуацию и не приводя соответствующих формул, можно ска зать, что для этого необходимо, чтобы ширина спектра люминесценции была существенно больше ширины спектра возбуждающего излучения. Такое условие, конечно, выполня ется, если для возбуждения использовать лазеры. При этом на люминесценцию исполь зуется часть тепловой энергии вещества, и оно охлаждается. Принципиальные схемы таких процессов были рассмотрены В.В. Антоновым–Романовским, М.В. Фоком, бело o русскими учеными Б.И. Степановым и др. Более конкретные расчеты были далее прове дены рядом авторов (M.A. Weinstein, Ю.П. Чукова и др.) и для других видов люминес ценции (например, электролюминесценции). При этом термодинамический предел э доходит до 160%, правда при очень низкой интенсивности свечения – реально 110 120%.

В шестидесятые годы предпринимались первые, правда не совсем удачные, попытки по экспериментальному обнаружению эффекта оптического охлаждения («скрытое» ох лаждение на ~ 0,5, которое маскировалось другими побочными эффектами). Приятно отметить, что ссылки на теоретические работы Л.Д. Ландау и Ю.П. Чуковой имеются в современных работах зарубежных авторов (R.I. Epstein и др.) по оптическому охлажде нию твердых тел. Жаль только, что экспериментальные работы по этой тематике в Рос сии в настоящее время не проводятся. Причина достаточно очевидна – крайне низкий уровень финансирования науки в нашей стране.

Наличие эффекта оптического охлаждения вселяет радужные надежды и о возмож ностях существенного увеличения предельной яркости люминесценции, в том числе при других способах ее возбуждения (например, электрическим полем). Действительно, при стационарном возбуждении эта яркость обычно ограничена нагреванием люминофора ис точником возбуждения и развитием температурного тушения (при температурах 100 C).

Поэтому, увеличивая энергетический выход свечения, например, от 90 до 99%, мы полу чим увеличение предельной яркости свечения не на 9%, а более чем в 10 раз!

В заключение отмечу, что эффект оптического охлаждения дает четкие ответы на некоторые вопросы по энергетике люминесцентных процессов, важные как в научном, так и прикладном отношении. Вместе с тем он порождает и новые вопросы, на которые еще нет однозначных ответов. Действительно, этот эффект имеет место лишь в очень ограниченном диапазоне длин волн – при меньших и больших длинах волн возникает наоборот нагревание. Так что прав был С.И. Вавилов, когда говорил об уменьшении кван тового выхода в антистоксовой области спектра, если длина волны возбуждающего света существенно превышает среднюю длину волны люминесцентного излучения. Чем обус ловлено это падение? Скорее всего, неактивным поглощением возбуждающего излуче ния на неконтролируемых примесях и других дефектах. Добавка тепловой энергии не столь велика и составляет в настоящее время примерно ~ 2 кТ, т.е. существенно меньше величины кванта возбуждающего излучения (не более 4% для ~ 1 мкм и 8% для ~ 2 мкм при Т = 300 К). Эта добавка может быть обусловлена установлением теплово го равновесия по штарковским подуровням, как основного, так и возбужденного состоя ния люминесцирующего иона. Относительная роль этих процессов пока что не ясна, как и не понятно, а нельзя ли увеличить добавку тепловой энергии, например, до 3 4 кТ ?

Впрочем, возникновение новых вопросов присуще любой развивающейся области науч ных исследований, а не только люминесценции.

Извините, что я превысил лимит предоставленного мне времени. Благодарю за внимание и долготерпение.

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. БЕРЕЗАНСКАЯ В.М.

РАБОТЫ ОТДЕЛА СТРОЕНИЯ ВЕЩЕСТВА ФИАН В 1934 1936 ГГ.,

ПРЕДВАРЯЮЩИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛАБОРАТОРИИ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ.

(ФОРМУЛИРОВКИ РАБОТ ДАНЫ В ТОЧНОМ СООТВЕТСТВИИ С ОТЧЕТАМИ ТЕХ ЛЕТ).

Приведенные ниже выписки из Архива РАН дают представление о работах по лю минесценции (с указанием исполнителей), выполненных в период с 1934 по 1936 год.

Работы 1934 года:

– изучалось свечение чистых жидкостей и растворов под действием лучей (С.И Вавилов, П.А. Черенков);

– обсуждались возможные причины синего свечения жидкостей (С.И. Вавилов);

– исследовался вопрос о возбуждении щелочно галоидных кристаллов (М.В. Севостьянова);

– изучалось образование зародышевых центров в кристаллах галоидосеребряных солей (М.В. Севостьянова, А.С. Топорков);

– проводилось исследование эффекта Керра в растворах (В.А. Иоффе);

– были проведены работы в связи с выяснением природы красной границы окраши вания каменной соли и изучался электролиз меди в NaCl ; разработана новая методика для определения подвижности металлических ионов в щелочно галоидных кристаллах (С.А. Арцыбышев, А.С. Топорков);

– изучалась подвижность ионов меди в NaCl и KCl;

– была исследована диффузия меди и др. металлов в NaCl (С.А. Арцыбышев);

– изучался выход электронов из Na в каменную соль при аддитивном окрашивании;

– проведено исследование кристаллического фотоэффекта в неоднородно окра шенной каменной соли (Л.В. Грошев);

– исследовано спектральное распределение внутреннего фотоэффекта в солях, ок рашенных коллоидально распределенным металлом.

Работы 1935 года:

– проведена работа по быстрому определению малых примесей озона в воздухе; разра ботан флуоресцентный метод определения кислорода (М.А. Константинова–Шлезингер);

– выяснялись условия возникновения экспоненциального и гиперболического за кона затухания фосфоров (асп. В.В. Антонов–Романовский);

– изучался спектр люминесценции чистых жидкостей под влиянием лучей (асп.

П.А. Черенков);

– исследовалось соответствие спектров адсорбции и люминесценции (В.Л. Левшин);

– исследовались механические свойства адсорбционных слоев в водных растворах (А.А. Трапезников);

– изучалась природа антистоксовых спектров (Л.А. Тумерман);

– исследовались законы затухания и возбуждения технических фосфоров (В.Л. Левшин, С.А. Фридман);

– проводилось исследование спектров затухания и поляризации щелочно галло идных фосфоров (М.А. Константинова–Шлезингер);

– проведены работы по исследованию диффузии металла в щелочно галоидные кристаллы (С.А. Арцыбышев);

– исследовалось строение адсорбционных слоев и поверхностная активность в ра створах (А.Б. Таубман);

– проведено исследование затухания борных и алюминиевых фосфоров (В.Л. Левшин, Винокуров);

– определялась подвижность меди в NaCl и зависимость подвижности от концент рации (Борисов) и подвижность и диффузия ионов золота в KCl, NaCl и медных в KCl (С.А. Арцыбышев, Богомолова).

По отчетам заведующих о работе лабораторий в 1935 г. на заседании Ученого совета ФИАН от 16.01.1936 г. (протокол № 1) было вынесено постановление:

«Выделить как наиболее выдающуюся по результатам работу М.А. Константино вой–Шлезингер: «О люминесцентном методе определения малых примесей озона» и работу В.В. Антонова–Романовского «Влияние неравномерного распределения центров фосфоресценции и родственных им факторов на затухание ленардовских фосфоров»».

Работы 1936 года:

– исследование соответствия спектров абсорбции и люминесценции ураниловых солей (В.Л. Левшин, Завьялов);

– исследование свойств фосфоров, активированных различными активаторами (В.Л. Левшин, С.А. Фридман, Новичкова);

– изучение зависимости спектра флуоресценции и интенсивности свечения от кон центрации водородных ионов в растворе (М.А. Шлезингер, Губарева);

– исследование природы антистоксовских спектров (Л.А. Тумерман, Садовский);

– исследование условий возникновения гиперболического экспоненциального за кона затухания (В.В. Антонов–Романовский);

– определение концентрации озона в воздухе (М.А. Шлезингер, Губарева);

– определение озона в стратосфере (М.А. Шлезингер, Губарева).

2. ВОЗНЕСЕНСКАЯ Т.И. ЧТО Я ЗНАЮ И ПОМНЮ О СЕМИНАРЕ

Статья представлена доктором физ. мат. наук М.В. Фоком. Т. И. Вознесенская являлась секретарем семинара Лаборатории люминесценции с 1960 по 1987 г.

Секретарем научного семинара по люминесценции я была более четверти XX века.

На эту «удочку» меня поймал ответственный руководитель семинара Всеволод Василь евич Антонов–Романовский (В.В.). Как то он встретил меня в коридоре и радостно про изнес: «А, вот идет секретарь семинара». В то время я была в научной группе В.В. и возразить «начальству» не посмела. Безропотно согласилась, не сознавая, какую ношу на себя приняла. Тетрадь с записями семинаров мне с удовольствием передала предыдущий секретарь химик Н.П. Голубева. Все предыдущие и последующие секретари оставляли записи названий и авторов докладов в тетради, каждый на свой лад.

Исторически ценной оказалась печальная запись.

Семинар потерял своего основателя и руководителя. В годовщину памяти С.И. Вавилова специально семинара не проводилось, а состоялось открытие мемориаль ной доски на старом здании ФИАНа (Миусская пл., дом 3). В тетради семинаров была сделана запись:

Первые сведения об истории семинара мне сообщил секретарь научного совета по люминесценции Самуил Аронович Фридман. Я узнала, что семинар возник в мае 1945 г.

по инициативе С.И. Вавилова, который являлся и первым его руководителем. Ответ ственным за работу семинара в 1945 1946 г. был С.А. Фридман до момента своего ареста в 1947 г. К сожалению, архивы за эти два года не сохранились и теперь мы не знаем, каким докладом открывался первый семинар.

Добавлю к истории семинара такую подробность из книги В.Л. Левшина «Сергей Иванович Вавилов. 1891 1951»:

«С первых же дней образования Лаборатории люминесценции в Физическом ин ституте начал работать еженедельный семинар по люминесценции. В его работе вначале участвовали лишь сотрудники ФИАН …».

Позже этот семинар из «для внутреннего пользования» перерос в общемосковский, а затем в общесоюзный. О работе последних я и рассказываю.

К 30 летию семинара (1945–1975гг.) я составила таблицу. Привожу фрагмент.

Таблица была отражена в препринте «Тридцать лет работы научного совета по люми несценции», который составил и издал С.А. Фридман. Из таблицы видно, что семинар работал в те годы регулярно. В год проходило примерно 38 семинаров, заслушивался в среднем 51 доклад. Из них две трети было доложено сотрудниками лаборатории, остальные учеными других институтов, в том числе иностранными учеными. На семинаре докладыва лись оригинальные работы, реферативные статьи, обсуждались подготовленные к защите диссертации, научные книги. Обстановка на семинаре была непринужденная. Каждый уча стник мог выразить свою точку зрения, задать вопрос, обоснованно возразить. А.Н. Георго биани критиковал тихим, мягким голосом, с доброжелательной улыбкой. Поэтому даже отрицательную критику можно было принять за положительную. Заключительную оценку докладчику и его работе давали руководители семинара, В.Л. Левшин, М.Д. Галанин.

Я уже упоминала, что на семинарах выступали и иностранные ученые. Хорошо помню ученых из Франции. Это были неразлучные супруги Маргарита и Эдмон Грийо. Оба были физики, профессора университета Пьера и Марии Кюри. Они дружили со многими наши ми физиками, посещали семинар нашей Лаборатории в 1960 1970 гг., рассказывали о ре зультатах своей работы. Перед началом семинара я встречала их за воротами ФИАНа. Про ходили мимо охраны, которая меня пропускала в этот раз без предъявления пропуска. Этим подчеркивалось, что проход в Институт свободный, чего в действительности не было.

Проводились семинары, посвященные юбилейным датам ученых. Всеволоду Васи льевичу Антонову–Романовскому отмечали все круглые и половинчатые даты. Когда исполнилось 50 лет, кроме приятных слов и пожеланий, преподнесли торт «Близнецы».

Это была шоколадная коляска. В ней лежали два младенца: Антонов и Романовский. В.В.

обозвал нас людоедами.

Семинаров в ФИАНе было много. Залы интенсивно использовались. За семинаром Лаборатории люминесценции был закреплен Колонный зал. Временами зал «оккупирова ли» теоретики семинара академика В.Л. Гинзбурга. Приходилось уступать. У них были сотни участников, у нас – десятки. Приспосабливались проводить семинар в «предбанни ке» перед конференц залом, в парткоме, в комнате 128 у теоретиков.

Рис. 25. Фрагмент «журнала сторожа».

Ключи от залов находились у гардеробщиц. По известной забывчивости, рассеян ности ученые физики уносили ключи с собой в кармане. Случалось даже – домой. При шлось завести «журнал сторож». В нем фиксировали когда, кто, в какое время брал ключи от залов. Помогло. Особенно благодарили меня гардеробщицы. Их первыми «пы тали», когда искали ключи. Ниже приведен фрагмент записи в «журнале стороже». Об ратите внимание на подпись Андрея Дмитриевича Сахарова.

Как ни старался В.В. обеспечить регулярную работу семинара, иногда их приходи лось отменять. Если среда приходилась на первую неделю Нового года, семинара не было.

Сотрудники «впадали в детство», уходили на школьные каникулы с детьми. В.В. это называл «детской болезнью». В предпраздничные среды, когда наступали майские и ре волюционные ноябрьские праздники, опечатывали помещения, семинар отменялся. В одну из сред вся Лаборатория выезжала на уборку овощей.

Рис. 26. На свекольном поле. К. ф. м. н. Л.С. Лепнев и к. ф. м. н. А.Г. Витухновский.

3. С.А. ФРИДМАН, З.Л. МОРГЕНШТЕРН.

ЛАБОРАТОРИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ФИАН ВО ВРЕМЯ ВОЙНЫ.

Статья представлена З.А. Чижиковой с просьбой предварить ее следующим текстом:

«Этот материал я недавно обнаружила в одной из папок. По видимому, он нигде не печа тался. Позднее С.А. Фридман взял некоторые факты из него в главу «ФИАН в годы Вели кой Отечественной войны» в издание «Физический институт Академии наук на Миус ской площади» (авторы И.Р. Геккер, А.Н. Стародуб, С.А. Фридман, препринт № 78, ФИАН, Москва, 1989 г.). Выражаю благодарность за помощь заведующей библиотекой ФИАН А.И. Беловой».

23 го июня 1941 года в ФИАНе был митинг, на котором все мужчины записались в ополчение. Военкомат ответил – «пока работайте, когда нужно будет, вас призовут». От отсрочек по призыву отказались М.А. Дивильковский, М.И. Филиппов и Л.А. Виноку ров, бывший в то время аспирантом в лаборатории люминесценции. Они ушли на фронт добровольцами и первые двое не вернулись. Еще один аспирант лаборатории люминес ценции М.Д. Галанин был мобилизован еще в 1939 г. и всю войну пробыл на фронте.

Вскоре выяснилось, что ФИАН эвакуируется в Казань, и началась подготовка к сроч ному переезду. Отбирались и упаковывались приборы и оборудование. По распоряжению С.И. Вавилова переезжала и библиотека, почти со всеми фондами. Как потом выяснилось, это оказалось очень прозорливым решением, т.к. многие институты не смогли этого сделать, и библиотека ФИАН в Казани стала сразу же центром научной литературы по физике.

Вагоны с оборудованием сопровождали сотрудники Института С.Н. Вернов, А.Н. Чарахчь ян и А.А. Шубин. Выехали из Москвы 22 го июля и через три дня прибыли в Казань.

ФИАН разместился в здании Университета на ул. Чернышевского 18. Занимал ФИАН часть 3 го этажа правого крыла, в этом же крыле на 1 м и 2 м этажах разместились Институт Физических проблем и Ленинградский Физико Технический институт. В этом же здании находились некоторые химические институты и Президиум АН СССР.

Каждая лаборатория ФИАН имела только одну комнату, а в некоторых случаях даже меньше. Так оптик института Л.Л. Бенгуэрель занимал угол в комнате Лаборатории оптики, а Лаборатория люминесценции делила свою комнату с теоретиками. Библиотека размести лась в светлом коридоре, в передней части которого находились канцелярия и бухгалтерия, а перед дверью кабинета С.И. Вавилова – стол его референта.

С.И. Вавилов был в то время директором ФИАН, научным руководителем ГОИ и уполномоченным Государственного Комитета Обороны. ФИАН находился в Казани, ГОИ в Йошкар Оле, а Госкомитет Обороны в Москве. Сергей Иванович регулярно бывал и работал в этих трех городах. В ФИАНе он бывал в то время в течении одного двух дней в неделю и этих дней сотрудники Института ожидали как праздника – Сергей Иванович был чрезвычайно прост и доступен для всех. В свое посещение он успевал поговорить со многи ми работниками Института, а уж с сотрудниками своей лаборатории Сергей Иванович разговаривал каждый раз. И это было очень важно – Сергей Иванович обладал замечатель ным свойством – он умел вдохновлять людей.

Лаборатория люминесценции состояла поначалу из пяти приехавших из Москвы че ловек. Это были: В.Л. Левшин, В.В. Антонов Романовский, С.А. Фридман, А.А. Черепнев и Л.А. Тумерман. Затем к ним присоединились З.Л. Моргенштерн (осенью 1941 г.) и З.А. Трапезникова (в начале 1942 г.). Условия для работы были трудные. Здание зимой очень плохо отапливалось, мы все работали в пальто и в валенках. С.А. Фридман А.А. Череп нев каждое утро после совещания в лаборатории отправлялись на завод ТОП, где у них была производственная база, часто пешком, а расстояние было немалое, около 4 х километров.

Ну, и, само собой разумеется, были у нас у всех и трудности бытового характера.

Коллектив Института был в то время небольшой (около 100 чел.) и очень друж ный. Вместе мы ездили на станцию Обсерватория (~ 30 км от Казани), где нам выделили земельные участки – сажать и окучивать картофель; иногда по воскресеньям ходили на Волгу – разгружали баржи с дровами. Здесь все соревновались – кто больше поленьев положит на свою «козу». Передовиками обычно оказывались Н.А. Добротин, П.А. Че ренков, В.В. Антонов Романовский. И жили мы все одним – сводками Совинформбюро.

Когда по радио (в коридоре) раздавался голос Левитана, все высыпали из своих лабора торий, слушали, затаив дыхание. Работали все самозабвенно, столько, сколько было нужно.

Почти в каждой лаборатории велись работы, связанные с оборонной тематикой. В нашей лаборатории это были следующие работы.

По заданию Наркома Авиационной промышленности С.А. Фридман организовал в Казани новое производство светосоставов постоянного действия. Это производство, после эвакуации Гиредмета из Москвы, оказалось единственным в Советском Союзе, и оно обеспечивало с марта 1942 г. бесперебойное снабжение авиационной промышленно сти этим важным видом продукции. Приказом Наркома Авиапромышленности была выражена благодарность Президиуму АН СССР и ФИАНу. При организации этого про изводства внедрено предложение С.А. Фридмана о замене радия другими радиоактив ными веществами, за что ему (совместно с сотрудниками Радиевого института АН СССР) в 1943 г. была присуждена Государственная премия.

На том же заводе был налажен выпуск опытных образцов люминесцентных ламп для Военно морского флота и бактерицидных ламп для госпиталей (последнее совмест но с Институтом Экспериментальной медицины).

После возвращения ФИАНа в Москву непосредственно на Московском электро ламповом заводе по инициативе С.И. Вавилова было организовано первое в Советском Союзе производство люминесцентных ламп дневного света. Приорганизации этого про изводства в 1943 1944 гг. большая работа была проведена бригадой ФИАН – С.А. Фрид ман (руководитель), А.А. Черепнев, Л.А. Тумерман, по уточнению технологии ламповых люминофоров, по налаживанию оптических измерений и разработке способов нанесе ния люминофоров на стенки ламп.