Ở quá trình chuyển đổi photon
Cho đến thập kỷ thứ hai của thế kỷ này, ba hướng phát triển đã trôi qua và hiện đang được thực hiện trong ngành công nghiệp của hành tinh - hơi nước, điện tử, nguyên tử. “Hiện nay, thế giới đang chuyển sang cấp độ thứ tư, dựa trên công nghệ photon,” người đứng đầu ngành công nghiệp quốc phòng nổi tiếng trong nước, người đứng đầu nhóm công tác số 19 của Hội đồng Khoa học và Kỹ thuật của Ủy ban Công nghiệp Quân sự thuộc Chính phủ Liên bang Nga, học giả của MAI sử dụng các tính chất của photon, các hạt không có khối lượng nghỉ và điện tích, giúp khắc phục các hạn chế vật lý cơ bản của điện tử "cổ điển". Một trong những lĩnh vực quan trọng nhất của nó là quang tử vô tuyến.”Ở phương Tây, quang tử vô tuyến được biểu thị bằng thuật ngữ mwp-quang tử vi sóng, ở Nga, theo gợi ý của Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Nga Yury Vasilyevich Gulyaev và Viện sĩ MAI Aleksey Nikolaevich Shulunov, thuật ngữ "quang tử vô tuyến" được thông qua , vốn đã được một số chuyên gia phương Tây chấp nhận.
Nó dựa trên sự điều chế bức xạ laser bằng tín hiệu vi sóng để biến đổi thêm đã có trong phạm vi quang học. Việc thay thế một electron bằng một photon giúp cải thiện cấu trúc chức năng của thiết bị vô tuyến, loại bỏ các vấn đề tương thích điện từ, tăng tốc độ và khối lượng truyền thông tin theo một số bậc độ lớn, giảm đáng kể trọng lượng, kích thước và mức tiêu thụ điện năng, ví dụ, của cùng một radar phát hiện tầm xa và siêu xa.
Aleksey Nikolayevich lưu ý: “Sự hiểu biết về tính tất yếu của việc thay thế các giải pháp mạch điện tử bằng giải pháp photon vô tuyến có liên quan đến việc đạt được các đặc tính công nghệ hạn chế của vi điện tử tích hợp, quá trình chuyển đổi sang kích thước thành phần nhỏ hơn do giảm nhiều lần trong bước sóng quang học.”
Mỹ, EU, Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc là những nước dẫn đầu thế giới về công nghệ quang tử phóng xạ.
VÀ CHÚNG TÔI THẬM CHÍ CÓ MỘT TIẾNG HÉT
Alexey Shulunov cho biết: “Tôi đã chứng kiến và tham gia vào quá trình chuyển đổi ngành công nghiệp vô tuyến điện tử từ chân không sang trạng thái rắn, diễn ra ở Liên Xô và thế giới từ cuối những năm 50 - đầu những năm 60 của thế kỷ trước,” nhưng với Vào đầu thế kỷ mới, tôi nhận thấy rằng thế giới đã có một quá trình chuyển đổi ngoạn mục sang các công nghệ mới - quang tử vô tuyến, thành phần rời rạc đầu tiên, và từ 2012-2014 - sang tích phân. Thiết bị mới và thiết bị đo lường đang được tạo ra, nhân sự đang được đào tạo, các chuyên ngành mới đang xuất hiện và một cơ sở hạ tầng sản xuất hoàn chỉnh đang được tổ chức. ”
Điều đáng chú ý là "lộ trình" đầu tiên cho lượng tử ánh sáng bắt đầu hoạt động ở Nga từ năm 2013. Năm 2016, theo sắc lệnh của Tổng thống Nga Vladimir Putin, ấn bản thứ hai của lộ trình đã được đưa ra. "Nền tảng công nghệ cho Photonics" cũng đi vào hoạt động. Tuy nhiên, tại một trong những dự án trong nước về khái niệm phát triển quang tử, người ta nhấn mạnh rằng kinh phí để phát triển và triển khai các công nghệ dựa trên nó được yêu cầu ít hơn nhiều so với phát triển công nghệ điện tử vô tuyến. Và điều này, theo Alexei Shulunov, là một sai lầm không thể tha thứ. Alexei Shulunov tin rằng: “Nếu không thay đổi thái độ trong nước và các ban ngành đối với việc phát triển các giải pháp kỹ thuật quang tử mới, thì trong ba hoặc bốn năm nữa, toàn bộ ngành công nghiệp Nga, đặc biệt là ngành điện tử vô tuyến, sẽ bị tụt hậu rất xa so với thế giới. sự phát triển của những công nghệ này mà nó sẽ tham gia vào việc thay thế hàng nhập khẩu, với những khó khăn đáng kinh ngạc để giải quyết vấn đề này."
Và trên hết, vấn đề quan trọng nhất đòi hỏi phải có giải pháp cấp bách của nó là vấn đề tạo cơ sở linh kiện trong nước cho quang tử vô tuyến. Cơ sở thành phần của nó dựa trên vật liệu A3B5 (gallium arsenide, gallium nitride, indium phosphite...), có cả đặc tính quang học và vô tuyến. Vì sự sáng tạo của họ, Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Nga Zhores Alferov đã được trao giải thưởng Nobel. Không có chúng, không thể tạo ra thiết bị quang tử vô tuyến.
Nước này đã có công nghệ riêng cho một số thành phần rời rạc của điện tử vô tuyến quang tử với trình độ phát triển cuối những năm 90. Tuy nhiên, trong khoa học và công nghiệp, không có nền tảng nào cho thiết kế tích hợp và rời rạc nối tiếp hiện đại của các thành phần quang tử. Công việc bị hạn chế do thiếu vật liệu hiện đại, sản phẩm phần mềm để mô hình hóa các thành phần và kinh phí cực kỳ khan hiếm. Các viện nghiên cứu (NII) và phòng thiết kế (KB) của ngành thực tế không có cơ sở vật chất và công cụ, cũng như nhân viên được đào tạo để thử nghiệm các công nghệ công nghiệp mới, tạo năng lực sản xuất các sản phẩm cuối cùng.
Chỉ một số doanh nghiệp trong tổ hợp công nghiệp quân sự (DIC), một số viện nghiên cứu mới sở hữu đầy đủ cơ sở công nghệ sản xuất hiện đại như vậy. Trên cơ sở thành phần rời rạc của quang tử vô tuyến, các dự án riêng biệt đang được thực hiện tại Công ty cổ phần "NII Polyus", Viện Nghiên cứu Vật lý Bán dẫn và Viện Nghiên cứu Tự động hóa và Điện từ thuộc Chi nhánh Siberia của Viện Hàn lâm Khoa học Nga, một số viện khoa học nằm ở St. Petersburg, Perm, Tomsk, tại các doanh nghiệp của Công ty cổ phần "RTI". JSC KRET, JSC Radar-mms, NPK NIIDAR đang tạo ra các nguyên mẫu thử nghiệm cuối cùng riêng biệt: ăng-ten mảng pha chủ động (AFAR) của radar thế hệ thứ năm sử dụng cơ sở thành phần quang tử vô tuyến mới nhất. Và MEPhI đã phát triển một công nghệ toàn chu trình cho đến việc tạo ra một cơ sở phần tử có kích thước phù hợp trên một chất nền.
Tuy nhiên, nhìn chung, tình trạng quang tử vô tuyến trong nước - cơ sở công nghệ, tiềm năng nhân sự sẵn có, tổ chức công việc - như Aleksey Shulunov lưu ý, rõ ràng cần phải có hành động tích cực.
TỔ CÔNG TÁC SỐ 19 STC VPK
Năm 2012, theo Alexei Shulunov, cùng với Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Giám đốc khoa học Viện Kỹ thuật Vô tuyến và Điện tử Yuri Gulyaev, họ đã đặt ra vấn đề phát triển một hướng mới của điện tử vô tuyến dựa trên các nguyên lý vật lý mới ở Nga. . Yury Borisov, Phó Chủ tịch thứ nhất Ủy ban Công nghiệp-Quân sự, đã làm quen với bản ghi nhớ do họ chuẩn bị. Ông đã ra lệnh thành lập nhóm công tác số 19 của Hội đồng Khoa học và Kỹ thuật của Cụm công nghiệp quân sự về quang tử vô tuyến, do Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Nga Igor Fedorov đứng đầu. Nhóm này bao gồm các nhà khoa học và chuyên gia từ một số doanh nghiệp khoa học và công nghiệp từ các vùng khác nhau của đất nước, bao gồm cả Alexei Shulunov. Kết quả là, một kế hoạch dự thảo cho sự phát triển và chuyển đổi khoa học và công nghiệp ở Nga sang một trật tự công nghệ mới đã được tạo ra. Bộ Quốc phòng Liên bang Nga bắt đầu quan tâm đến những phát triển này và bắt đầu hỗ trợ chúng. Việc sử dụng quang tử vô tuyến trong cơ sở thành phần thích hợp, cần được tạo ra, sẽ thay đổi cấu trúc chức năng của tất cả các thiết bị vô tuyến điện tử - dẫn đường, phát hiện, trinh sát, ra đa.
Năm 2014, dưới sự chủ trì của Tổ công tác số 19 thuộc Hội đồng Khoa học Kỹ thuật Cụm Công nghiệp Quân đội, Công ty CP RTI đã thực hiện công tác nghiên cứu (R&D) đánh giá hiện trạng quang tử vô tuyến trên thế giới và Nga, đồng thời phát triển chương trình dự thảo tương ứng cho sự phát triển của nó. Công việc này cho thấy rằng để khắc phục tình trạng tồn đọng của chúng tôi, chi phí hàng năm cần thiết phải lên tới khoảng 2-3 tỷ rúp. cho nghiên cứu và phát triển công nghệ và 6-7 tỷ rúp. - đối với trang bị lại kỹ thuật và thiết bị có dụng cụ đo lường, không tính việc đào tạo và thử việc của nhân viên.
TRONG NHÀ LÃNH ĐẠO - VETERAN ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH
Nhóm số 19 và trực tiếp là Alexey Shulunov đã đánh giá tiềm năng của một số doanh nghiệp quốc phòng trong nước trong ngành công nghiệp điện tử vô tuyến để phát triển và thúc đẩy hơn nữa các công nghệ quang tử vô tuyến. Theo tất cả các chỉ số, Viện nghiên cứu truyền thông vô tuyến tầm xa lâu đời nhất của đất nước đã trở thành doanh nghiệp hàng đầu trong ngành công nghiệp mới. Do đó, Alexei Shulunov, ngoài việc làm việc trong nhóm công tác số 19 của tổ hợp công nghiệp quân sự, còn đứng đầu phòng thí nghiệm quang tử vô tuyến tại NIIDAR. Alexei Nikolayevich, người vừa tròn 2017 tuổi vào tháng 80/90, cho biết: “Hiện tại, tất cả các radar của chúng tôi, bao gồm cả radar cảnh báo sớm, đều có dải tần tương đối hẹp. - Trong các radar băng thông rộng sử dụng cơ sở thành phần quang tử vô tuyến, có thể thu được tới XNUMX% thông tin về vật thể được định vị, để tìm ra thứ được tìm thấy trong không khí hoặc ngoài vũ trụ: máy bay, tên lửa, mảnh vỡ, một thiên thạch. Các radar như vậy với nhiều phạm vi và sức mạnh khác nhau, bao gồm cả cảnh báo sớm, có được các thuộc tính của các phức hợp có khả năng tạo ra chân dung của một vật thể được phát hiện bởi radar, hiện chỉ có khả năng của một tổ hợp quang vô tuyến khổng lồ để nhận biết các vật thể không gian "Krona" của Hệ thống Kiểm soát Không gian Quốc gia (SKKP) trên Núi Chapal ở Karachay-Cherkessia. Và với công nghệ vi mạch quang tử vô tuyến, sẽ có sự giảm đáng kể về kích thước, trọng lượng, mức tiêu thụ năng lượng của tổ hợp phần cứng radar và tăng đáng kể các đặc tính chiến thuật của nó. Từ các radar cảnh báo sớm khổng lồ, SKKP, PRN, chỉ còn lại các hệ thống ăng-ten ấn tượng.
Một radar băng tần X thử nghiệm với bộ dao động cục bộ quang học đã được tạo ra trong phòng thí nghiệm NIIDAR, có thể được điều chỉnh trong dải sóng vô tuyến rộng nhất. Đây là một thiết bị độc đáo. Bộ thu cho phép bạn thống nhất các giải pháp phần cứng trên bất kỳ kênh thu nào của radar ở hầu hết các dải tần. Một mình anh ta có thể làm việc trên một số ăng-ten thu. Nhờ các công nghệ quang tử phóng xạ, kích thước của thiết bị sẽ giảm đáng kể và độ tin cậy của thiết bị sẽ tăng lên.
NIIDAR cũng đã thành lập một trung tâm khoa học và chuyên đề số 5, có nhiệm vụ bao quát và tổ chức công việc toàn diện trong tất cả các lĩnh vực của nhiệm vụ tạo ra ngành công nghiệp quang tử vô tuyến. Trên thực tế, đây có thể đã là cơ quan làm việc của Ủy ban liên ngành của Tổng thống Liên bang Nga về sự phát triển đổi mới của Nga. Phạm vi nhiệm vụ kỹ thuật của trung tâm bao gồm tham gia vào việc tạo ra một cơ sở thành phần tích hợp và riêng biệt, tạo ra các thiết bị vô tuyến và hệ thống kỹ thuật vô tuyến mới, các vấn đề về đo lường và tiêu chuẩn hóa, hợp tác quốc tế, bao gồm cả với các nước BRICS, và một loạt các vấn đề khác. chủ đề quang tử vô tuyến. Doanh nghiệp điện tử vô tuyến lâu đời nhất và có thẩm quyền nhất ở Nga và thế giới, như Aleksey Shulunov đã lưu ý, có tất cả các khả năng cho công việc như vậy. Chỉ cần đoàn kết các nỗ lực để chuyển đổi sang các công nghệ mới trong công nghiệp, để làm cho chương trình của nhà nước thực sự khả thi và kiểm soát việc thực hiện nó theo cách giống như nhà nước. Bằng cách áp dụng quang tử vô tuyến vào các nhiệm vụ cụ thể là tạo ra radar, doanh nghiệp này đã phát triển công nghệ cho nhiều loại sản phẩm quân sự và dân sự.
Vì vậy, việc chuyển đổi sang các công nghệ mới nhất, quan trọng nhất đối với việc bảo vệ nhà nước Nga, cho phép bạn tạo ra vũ khí điện tử tiên tiến và theo kịp các "đối tác", cũng là nhờ tài năng của kỹ sư Alexei Shulunov.
tin tức