Понятие "фотоника" появилось в конце ХХ века и быстро вошло в нашу жизнь. Это оптоволоконные линии связи, увеличившие скорость передачи данных в десятки тысяч раз, это плоские экраны телевизоров и компьютерных мониторов, это смартфоны и многое другое.
А теперь наступает эпоха радиофотоники. Это направление гораздо сложнее в практической реализации, но зато открывает необъятный горизонт. На Западе это обозначают термином MWP - microwavephotonics, в России по предложению академика РАН Юрия Гуляева принят термин "радиофотоника".
Как говорит руководитель рабочей группы по радиофотонике Научно-технического совета ВПК Алексей Шулунов, новый этап развития имеет в своем фундаменте технологии фотоники и микроэлектроники. Однако, по его же словам, радиофотонные технологии создаются уже на новых физических принципах, требующих прежде всего громадных затрат на исследования физических явлений, получения новых знаний, применения нового оборудования и материалов, измерительной техники, повышения квалификации кадров. В совокупности это означает переход промышленности на 6-7-й технологический уклад, что сравнимо с новой промышленной революцией.
В частности, предстоит освоить массовый выпуск редкоземельных материалов группы А3В5 (арсениды галлия), а также фосфида индия, кремния с различными добавками германия или других присадок. Именно они обеспечивают конвертацию фотонов в электроны, а электронов - в фотоны.
Разработки в области радиофотоники идут по нескольким направлениям. Есть ли уже что-то на выходе? Безусловно. К примеру, в НИИ дальней радиосвязи под руководством Алексея Шулунова уже собран прототип радиофотонного радара. Это РЛС Х-диапазона с оптическим гетеродином, который может перестраиваться в широчайшем диапазоне радиоволн - от метровых частот до миллиметровых.
Как полагают эксперты, именно способность радиофотонных радаров мгновенно перестраиваться в широчайшем диапазоне частот изменит всю технологию радиолокации, в том числе построение различных комплексов РЛС.
Сейчас все радарные системы - военные и гражданские - работают в строго определенном диапазоне радиочастот, что снижает их функциональные возможности. В метровом диапазоне хорошо видны даже так называемые самолеты-невидимки, но вот точные их координаты лучше выдают станции сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Чем меньше частота, тем точнее измерение. А фотонный радар в длинном частотном диапазоне, сканируя пространство, засечет ту же "невидимку" и, мгновенно перестроившись на низкую частоту, определит ее точные координаты по высоте и дальности.
И еще очень важная особенность. Применение радиофотонных технологий позволит отображать на экране монитора радиолокатора не просто светящуюся отметку цели, а ее реальную конфигурацию. То есть операторы РЛС будут видеть, что именно летит за тысячи километров - ракета, самолет, стая птиц или какое-нибудь космическое тело.
В работу по радиофотонике в России вовлечены многие ведущие научно-исследовательские центры страны, вузовская наука, ряд промышленных предприятий. Работы идут в тесной связи с минобороны, минэкономразвития, министерством образования и науки.
К настоящему времени определены и согласованы приоритетные направления научно-технического развития в этом межотраслевом сегменте вплоть до 2027 года. Как говорят специалисты, вовлеченные в практическую деятельность, предстоит решить огромное количество задач. В том числе позаботиться о создании кадрового потенциала - подготовленных специалистов в области радиофотоники у нас в стране практически нет.
Сергей Птичкин
