МГТУ им. Н.Э. Баумана представил свои новейшие разработки в области изучения света и практического применения световых технологий на 16-й Международной специализированной выставке лазерной, оптической и оптоэлектронной техники «Фотоника. Мир лазеров и оптики 2022», которая проходит с 29 марта по 1 апреля в ЦВК «Экспоцентр».

Университет демонстрирует реализацию крупных проектов, в которых наряду с выдающимися мировыми учеными принимают участие молодые специалисты, аспиранты и студенты университета. На нашем стенде передовые разработки: системы мониторинга природной среды и стратегических объектов, голографические оптико-электронные приборы, системы дистанционного обнаружения, биомедицинская аппаратура, системы отображения информации,  системы технического зрения, устройства для индустрии 4.0 и медицины будущего.

Бауманский университет представлен сразу несколькими крупными подразделениями, ведущими исследования в области изучения света и его практического применения:

• НОЦ «Фотоника и ИК-техника»
  Научно-образовательный центр состоит из нескольких подразделений: Лаборатория микро-опто-электро-механических систем; Научно-образовательная лаборатория; Лаборатория акустооптических спектральных устройств и систем;  Лаборатория фотонно-кристаллических волокон;  Лаборатория  «Терагерцовая оптотехника».
  Одной из приоритетных задач научно-образовательного центра «Фотоника и ИК-техника» является создание научно-инженерной школы мирового уровня по перспективным направлениям в области оптики и фотоники.
  Наряду с выдающимися мировыми учеными в реализации крупных проектов принимают участие молодые специалисты, аспиранты и студенты университета. Для молодых ученых это открывает колоссальные перспективы, давая дополнительные возможности профессионального роста и безгранично расширяя пространство для самореализации.
• НОЦ «Функциональные микро/наноститемы» 
  Центр проводит практические исследования в области элементной базы на новых физических принципах, гибридных технологий, нанофотоники и оптики, биоаналитических платформ типа «лаборатория на чипе», МЭМС/МОЭМС и тонкопленочных технологий. Уникальное сочетание профессиональной команды, передовых технологий и оборудования, а также инфраструктурных подсистем позволяют НОЦ ФМН соперничать с ведущими мировыми учеными и разработчиками.
• НИИ «Радиоэлектроники и лазерной техники»
  Базовые направления: Разработка современных оптико-электронных приборов на основе нетрадиционной «плоской» оптики (голограммных (ГОЭ) и дифракционных оптических элементов (ДОЭ)). Разработка лазерных оптических систем (ЛОС). Разработка методов и аппаратуры  для  визуализации удаленных объектов, не разрешаемых оптическими средствами наблюдения. Создание методов и средств экологического мониторинга. Разработка методов и аппаратуры регистрации трехмерных образов объектов. Разработка лазерных систем видения, предназначенных для дистанционного обнаружения  как диффузно отражающих, так и световозвращающих объектов с использованием принципов лазерной локации.
• Кафедра «Лазерные и оптико-электронные системы»
  Работы кафедры направлены на обоснование научных принципов и технических путей построения лазерных систем видения с импульсным подсветом,  систем технического зрения для мобильных роботов, приборов дистанционной поляриметрии для идентификации структурных признаков объектов, оптико-электронных биполярных нейросетей для идентификации зашумлённых среднеформатных изображений в реальном времени, лазерных и оптико-электронных систем мониторинга природной среды, голографических оптико-электронных приборов для записи и считывания закодированных оптических изображений с использованием радужных голограмм.
  Базовые курсы: Основы оптики; Физические основы квантовой электроники; Нелинейная оптика; Теория оптико-электронных систем; Цифровая оптоэлектроника; Электроника и микропроцессорная техника;   Прикладная оптика; Источники и приемники излучения; Физические основы лазеров; Лазерная техника;    Интегральная и волоконная оптика; Цифровая обработка изображений.

Предлагаем подробнее познакомиться с результатами научной работы МГТУ, представленными на выставке:
 

Просветляющие микроструктуры для среднего ИК-диапазона

Назначение:  Уменьшение потерь на отражение (увеличение пропускания) в оптических системах среднего ИК-диапазона. Просветляющие микроструктуры представляют собой систему периодических углублений с заданной морфологией на поверхности оптического элемента. Принцип их действия основан на создании градиента показателя преломления при переходе из одной среды в другую.

Область применения: Лазерная техника, промышленная лазерная резка, лазерная хирургия, спектроскопия, оптико-электронное приборостроение, волоконная пирометрия.
 

Система отображения информации для создания цифровой  операционной   

Интеллектуальная система видения – комплекс дополненной реальности для задач прецизионной хирургии и создания цифровой операционной, которая позволит располагать виртуальные экраны с высокой детализацией так, как удобно хирургу, проецировать объёмные модели на операционное поле и самого пациента при сохранении стерильности. Принцип работы устройства основан на технологии голографических волноводов, т.е. плоских прозрачных стеклянных пластин, с помощью которых в поле зрения пользователя пространства выводится дополнительная информация или изображения, «привязанные» к объектам окружающего мира.
 

Оптический модуль отображения графической информации

Назначение: отображение графической информации в системах дополненной реальности.

Принцип работы основан на применении плоских оптических волноводов голографического типа, в которые вводится сфокусированное в бесконечности или на конечном расстоянии изображение из видеопроектора или любого другого источника изображения. Волновод передает это изображение в глаз наблюдателя, формируя совместно с проектором картину дополненной реальности. В свою очередь, картина реального мира с небольшим затемнением наблюдается оператором сквозь волновод.
 

Устройства для индустрии 4.0 и медицины будущего
— Фотонные интегральные схемы – основа грядущей Индустрии 4.0., приложений искусственного интеллекта, сенсорики, биомедицины, квантовых вычислений и коммуникаций. Представленный кремниевый четырехкубитный фотонный чип изготовлен по собственной многослойной субмикронной технологии, не имеющей аналогов в России. 
— Лаборатория-на-чипе – портативное мобильное устройство для оперативного проведения анализов без громоздкого лабораторного оборудования. Такие системы - это основа «организма-на-чипе», который в будущем позволит проводить ускоренные испытания новых лекарств против онкологических, инфекционных, сердечно-сосудистых заболеваний и борьбы со старением.
— Термоэлектрические МЭМС-переключатели. Кремниевая пластина с массивом термоэлектрических микропереключателей. Создание таких систем на основе МЭМС-технологии повысит энергоэффективность, надежность и скорость переключения электрического сигнала и увеличит степень интеграции компонентов.
 

Лазерная система видения

Система обеспечивает обнаружение и селекцию удаленных объектов, позволяет определять их угловые координаты и дальность, способна работать в автоматическом и полуавтоматическом режимах. Оптико-электронная система (ОЭС) представляет собой активную систему обнаружения (видения), где в передающем канале установлена матрица лазерных диодов. Измерение дальности до каждого зарегистрированного объекта проводится с помощью импульсного лазерного дальномерного канала.

Область применения: повышение эффективности функционирования приполярных и арктических аэродромов, обнаружение потенциально опасных для движения воздушных судов и иной техники объектов на ВПП, обеспечение безопасности обслуживающего персонала.
 

Система технического зрения для подводного робототехнического комплекса  

Система технического зрения (СТЗ) предназначена для регистрации трёхмерных (3D) образов донной поверхности и подводных объектов в условиях мутной среды, рассеивающей оптическое излучение.      Принцип действия системы основан на триангуляционном методе регистрации 3D-образов объектов со структурированной подсветкой и стробированием по дальности импульсным лазерным излучением. Отечественных аналогов нет.
 

Стабилизированный фемтосекундный лазер

Назначение: Генерация лазерного излучения с ультракороткой длительностью импульса. Волоконный  эрбиевый лазер  ультракоротких  импульсов  с длиной волны излучения 1,55 мкм, в котором используется комплекс пассивных методов стабилизации выходных параметров излучения.

Применение: Прецизионная микро- и нанообработка любых материалов, включая металлы, полупроводники и диэлектрики, а также с нано- и микроструктурированием твердотельных материалов. Широкое медицинское применение: оториноларингологии, дерматокосметологии, лечении сосудистых заболеваний, кардиохирургии, нейрохирургии, стоматологии. Волоконно-оптические системы мониторинга, позволяющие с помощью оптического волокна измерять температуру, деформацию и другие параметры. Многофотонные и нелинейно-оптические процессы и научные исследования.
 

Комплекс для обработки избирательных бюллетеней (КОИБ)

КОИБ это автоматизированный аппаратно-программный комплекс, который предназначен для автоматизированного приёма и обработки бюллетеней для голосования, подсчёта голосов избирателей, составления протоколов с итогами голосования. Используется как составная часть комплексов средств автоматизации Государственной автоматизированной системы Российской Федерации «Выборы» для участковых комиссий.
 

Книга избирателей электронная КИЭ-02

Книга избирателей электронная (КИЭ) предназначена для идентификации и аутентификации избирателей, учета числа выданных бюллетеней, записи информации на карты избирателя для волеизъявления с помощью комплексов электронного голосования и ввода подписи избирателя в электронно-графическом виде. КИЭ идентифицирует и аутентифицирует избирателей с помощью встроенного сканера паспорта и сканера отпечатка пальца. Возможно подключение внешних устройств для аутентификации избирателей с использованием технологии сканирования радужной оболочки глаза или формы лица. Может управлять принтером для печати бюллетеней на избирательном участке.

Организаторы выставки: АО «Экспоцентр» и Лазерная ассоциация. Выставка проводится при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ, Государственного комитета по науке и технологиям Республики Беларусь, Ассоциации EPIC (European Photonics Industry Consortium) под патронатом Торгово-промышленной палаты РФ.

Источник: МГТУ им. Н.Э. Баумана