Până în al doilea deceniu al acestui secol, trei direcții de dezvoltare au trecut și sunt urmărite acum în industria planetei - abur, electron, atom. „În prezent, lumea trece la al patrulea nivel, bazat pe tehnologii fotonice”, a remarcat cunoscutul șef al industriei de apărare internă, șeful grupului de lucru nr. 19 al Consiliului științific și tehnic al Comisiei militare-industriale. sub guvernul Federației Ruse, academician al Institutului de Aviație din Moscova Alexei Shulunov, „aceste tehnologii utilizează proprietățile fotonilor, particule care nu au masă și sarcină de repaus, ceea ce face posibilă depășirea limitărilor fizice fundamentale ale electronicii„ clasice”. Una dintre cele mai importante domenii ale sale este radiofotonica”.
În Occident, radiofotonica este desemnată prin termenul mwp-microfotonică, în Rusia, la propunerile academicianului Academiei Ruse de Științe Yuri Vasilievich Gulyaev și Academicianului Institutului de Aviație din Moscova Alexei Nikolaevich Shulunov, se adoptă termenul de "radiofotonic", care este deja acceptat de unii experți occidentali.
Se bazează pe modularea radiației laser cu un semnal cu microunde pentru transformări ulterioare deja în domeniul optic. Înlocuirea unui electron cu un foton face posibilă îmbunătățirea designului funcțional al echipamentelor radio, eliminarea problemelor de compatibilitate electromagnetică, creșterea vitezei și volumului de transfer de informații cu mai multe ordine de mărime, reducerea semnificativă a greutății, dimensiunilor și puterii consumul, de exemplu, al aceluiași radar cu rază lungă și ultra-lungă.
"Înțelegerea inevitabilității înlocuirii soluțiilor de circuite electronice cu soluții radio-fotonice", notează Aleksey Nikolaevich, "a venit în legătură cu realizarea caracteristicilor tehnologice limitative ale microelectronicii integrate, trecerea la dimensiuni mai mici ale componentelor datorită unei scăderi multiple în lungimea undelor optice."
SUA, UE, Japonia, Coreea de Sud și China sunt liderii lumii în domeniul tehnologiilor de fotoni radio.
CHIAR AM AVANSAT CU SCRIPP
„Am asistat și am participat la tranziția industriei radio-electronice de la vid la stat solid, care a avut loc în URSS și în lume de la sfârșitul anilor 50 - începutul anilor 60 ai secolului trecut”, spune Alexei Shulunov, „dar la începutul noului secol, am observat că lumea este deja există o tranziție grandioasă la noile tehnologii - radio-fotonice, la început tehnologii componente discrete și din 2012–2014 - la cele integrate. Sunt create noi echipamente și echipamente de măsurare, personalul este instruit, apar noi specialități și se organizează o infrastructură de producție completă."
Este demn de remarcat faptul că prima foaie de parcurs pentru fotonică a început să funcționeze în Rusia din 2013. În 2016, prin decret al președintelui Federației Ruse Vladimir Putin, a fost lansată a doua ediție a foii de parcurs. De asemenea, a intrat în vigoare și platforma tehnologică Photonics. Cu toate acestea, într-unul dintre proiectele interne ale conceptului pentru dezvoltarea fotonicii, se subliniază faptul că fondurile pentru dezvoltarea și implementarea tehnologiilor bazate pe acesta sunt necesare cu mai multe ordine de mărime mai mici decât pentru dezvoltarea tehnologiilor radioelectronice. Și aceasta, potrivit lui Alexei Șulunov, este o greșeală de neiertat. „Fără a schimba atitudinea din țară și departamente față de dezvoltarea de noi soluții tehnice fotonice”, spune Aleksey Shulunov, „în trei sau patru ani, întreaga industrie rusă, în special industria sa radio-electronică, va rămâne cu mult în urmă în dezvoltarea acestor tehnologii, care va fi angajată în substituirea importurilor, cu dificultăți incredibile. rezolvarea acestei probleme”.
Și în primul rând, cea mai importantă problemă care necesită soluția sa urgentă este problema creării unei baze interne de componente pentru radiofotonic. Baza sa componentă se bazează pe materiale A3B5 (arsenură de galiu, nitrură de galiu, fosfit de indiu …), care au atât proprietăți optice, cât și radio-tehnice. Pentru crearea lor, Academicianul Academiei de Științe din Rusia Zhores Alferov a primit Premiul Nobel. Fără ele, este imposibil să creezi echipamente radio-fotonice.
Există tehnologii separate în țară pentru unele componente discrete ale electronicii radio fotonice cu nivelul de dezvoltare de la sfârșitul anilor '90. Cu toate acestea, în știință și industrie nu există o bază pentru performanțele seriale moderne discrete și integrale ale componentelor fotonice. Munca este constrânsă de lipsa materialelor moderne, a produselor software pentru modelarea componentelor și a finanțării extrem de rare. Institutele de cercetare științifică (SRI) și birourile de proiectare (KB) din industrie nu au practic nicio bază materială și instrumentală, precum și personal instruit pentru dezvoltarea de noi tehnologii industriale, creând capacități pentru producția de produse finale.
Doar câteva întreprinderi din complexul de apărare-industrial intern (MIC), unele institute de cercetare științifică posedă pe deplin o bază tehnologică de producție atât de modernă. Pe baza componentelor discrete ale radiofotonicii, sunt implementate proiecte separate la Institutul de cercetare Polyus, Institutul de cercetare a fizicii semiconductorilor și Institutul de cercetare pentru automatizare și electrometrie din filiala siberiană a Academiei de Științe din Rusia, unele institute de cercetare situate în St. Petersburg, Perm, Tomsk, la întreprinderile SA RTI. Se creează prototipuri pilot finale separate la JSC KRET, JSC Radar-mms, NPK NIIDAR: un radar cu fază activă (AFAR) din a cincea generație care folosește cea mai recentă bază de componente de fotoni radio. Și la MEPhI, a fost dezvoltată o tehnologie cu ciclu complet până la crearea unei baze de elemente de dimensiunea adecvată pe un substrat.
Cu toate acestea, în general, starea fotonicii radio din țară - baza tehnologică, potențialul disponibil al personalului, organizarea muncii - așa cum a remarcat Alexei Șulunov, necesită în mod clar o acțiune activă.
GRUPUL DE LUCRU Nr. 19 NTS VPK
În 2012, potrivit lui Alexei Șulunov, împreună cu Academicianul Academiei de Științe din Rusia, director științific al Institutului de Inginerie Radio și Electronică Yuri Gulyaev, au ridicat problema dezvoltării unei noi direcții a electronicii radio bazată pe noile principii fizice din Rusia.. Primul vicepreședinte al Comisiei militare-industriale, Yuri Borisov, a luat cunoștință de nota pregătită de aceștia. El a ordonat crearea unui grup de lucru nr. 19 al NTS VPK pe fotonică radio, condus de academicianul Academiei de Științe din Rusia Igor Fedorov. Acest grup a inclus oameni de știință și specialiști din mai multe întreprinderi științifice și industriale din diferite regiuni ale țării, inclusiv Aleksey Shulunov. Ca urmare, a fost elaborat un proiect de plan pentru dezvoltarea și tranziția științei și industriei în Rusia la o nouă ordine tehnologică. Ministerul Apărării al Federației Ruse a devenit interesat de aceste evoluții și a început să le sprijine. Utilizarea radio-fotonicii în baza componentelor corespunzătoare, care trebuie creată, va schimba structura funcțională a tuturor echipamentelor radioelectronice actuale - echipamente de ghidare, detectare, recunoaștere și radar.
În 2014, sub conducerea grupului de lucru nr. 19 al NTS VPK, RTI a desfășurat activități de cercetare (R&D) pentru a evalua starea fotonicii radio în lume și în Rusia și a dezvoltat un proiect de program corespunzător pentru dezvoltarea sa. Această lucrare a arătat că, pentru a depăși decalajul nostru, costurile anuale necesare ar trebui să se ridice la aproximativ 2-3 miliarde de ruble. pentru cercetare și dezvoltare a tehnologiilor și 6-7 miliarde de ruble. - pentru reechipamente tehnice și echiparea cu dispozitive de măsurare, fără a lua în considerare pregătirea și stagiul de personal.
ÎN LEADERS - VETERANUL RADIOELECTRONIC
Grupul nr. 19 și Aleksey Shulunov au evaluat în mod direct potențialul mai multor întreprinderi de apărare autohtone din industria radio-electronică pentru dezvoltarea și promovarea în continuare a tehnologiilor radio-fotonice. În toate privințele, cel mai vechi institut de cercetare al țării pentru comunicații radio pe distanțe lungi a devenit principala întreprindere din noua industrie. Prin urmare, Alexey Shulunov, pe lângă faptul că a lucrat în grupul de lucru nr. 19 al complexului militar-industrial, a condus laboratorul de radiofotonică la NIIDAR. „Avem în prezent toate radarele, inclusiv avertizarea timpurie, sunt cu bandă relativ îngustă”, a spus Aleksey Nikolayevich, care a împlinit 80 de ani în decembrie 2017. - În radarele de bandă largă care utilizează o bază componentă de fotoni radio, puteți obține până la 90% din informațiile despre ținta aflată, aflați ce se găsește în aer sau în spațiul exterior: un avion, o rachetă, un fragment, un meteorit. Astfel de radare de diferite domenii și puteri, inclusiv avertizarea timpurie, dobândesc proprietățile complexelor capabile să creeze un portret al unui obiect detectat de un radar, care în prezent este capabil doar de un imens complex radio-optic pentru recunoașterea obiectelor spațiale „Krona” din Sistemul Național de Control al Spațiului (SKKP) de pe Muntele Chapal din Karachay-Cherkessia. Iar cu tehnologia microcipului radio-foton, va exista o reducere radicală a dimensiunii, greutății, consumului de energie al complexului hardware radar și o creștere semnificativă a caracteristicilor sale tactice. Doar sistemele de antene de dimensiuni impresionante vor rămâne din radarele gigantice ale sistemelor de avertizare timpurie, SKKP, PRN."
Un laborator experimental cu bandă X cu heterodin optic, care poate fi reglat în cea mai largă gamă de unde radio, a fost deja creat în laboratorul NIIDAR. Acesta este un dispozitiv unic. Receptorul face posibilă unificarea soluțiilor hardware pe orice canal de recepție radar practic de toate gamele de frecvență. El singur poate opera pe mai multe antene de recepție. Datorită tehnologiei radio-fotoni, dimensiunea echipamentului va fi redusă semnificativ și fiabilitatea acestuia va crește.
Centrul științific și tematic nr. 5 a fost, de asemenea, creat la NIIDAR, a cărui sarcină este de a acoperi și organiza în mod cuprinzător munca în toate domeniile sarcinilor de creare a industriei fotonice radio. De fapt, acesta poate fi deja un grup de lucru al Comisiei interdepartamentale a președintelui Federației Ruse pentru Dezvoltarea Inovatoare a Rusiei. Sarcinile tehnice ale centrului includ participarea la crearea unei baze componente integrale și discrete, crearea de noi echipamente radio și sisteme de inginerie radio, probleme de metrologie și standardizare, cooperare internațională, inclusiv cu țările BRICS și o serie de alte subiecte în fotonică radio. Cea mai veche și respectată întreprindere radio-electronică din Rusia și din lume, după cum a remarcat Alexei Șulunov, are toate posibilitățile pentru o astfel de muncă. Este necesar doar să unim eforturile pentru tranziția la noile tehnologii din industrie, pentru a face programul de stat cu adevărat funcțional și pentru a controla implementarea acestuia într-o manieră de stat. Aplicând radiofotonica la sarcinile specifice de creare a radarelor, compania dezvoltă deja tehnologii pentru o gamă largă de produse militare și civile.
Așadar, tranziția către cele mai noi tehnologii, care sunt esențiale pentru apărarea statului rus, care va face posibilă crearea de arme electronice perfecte și ținerea pasului cu „partenerii”, are loc, printre altele, datorită talentele inginerului Alexei Șulunov.
