Страсти по лазеру еще не утихли

копипаста с сайта журнала "Фотоника". Далее - оригинальный текст.

     В прошлом номере журнала "Фотоника" была опубликована статья Ю. Носова и А. Сметанова "Страсти по лазеру", где впервые обстоятельно описана история создания полупроводникового лазера. К сожалению, авторам оказались неизвестны многие факты начальной истории зарождения полупроводникового лазера ввиду секретности материалов. Продолжение описанной истории появления и становления этого направления техники будет интересно многим читателям.

       В статье Ю.Носова и А.Сме­та­нова "Страсти по лазеру" авторы лишь однажды на странице 56 упомянули фамилию В.И.Швейкина, указав его как руководителя подразделения полупроводниковых лазеров в только что созданном в марте 1962 года отраслевом НИИ "Полюс". На самом же деле наш современник Василий Иванович Швейкин был не просто начальником отдела полупроводниковых лазеров, он был и изобретателем этих лазеров.
В своем открытии Швейкин оказался впереди многих ученых, имена которых современники ошибочно называют первооткрывателями. Изобретение Швейкина опередило как минимум на один год открытие и американских, и советских ученых, о которых было рассказано в статье. Василий Иванович Швейкин родился в 1935 году в Москве, в 1958 году окончил физический факультет МГУ и поступил в аспирантуру.
      В.И.Швейкин, мой товарищ, был тогда моим коллегой по аспирантуре, где занимался исследованиями полупроводниковых приборов. Как только появились сведения о первых лазерах, он понял, что в электронно-дырочном переходе полупроводникового диода создаются те же условия возбуждения электронов, что и в рубиновых, и газовых лазерах. Он был сам убежден и пытался убедить нас в том, что и при протекании прямого тока через p-n-переход тот обязательно должен излучать. В те годы на физфаке МГУ на кафедре физики колебаний работал научный семинар, руководил им академик В.В.Мигулин. Выступая на этом семинаре, Швейкин неоднократно публично рассказывал о своих идеях. Руководитель порекомендовал аспиранту Швейкину подать заявку на изобретение полупроводникового лазера, а пока – не отвлекаться от темы диссертации. Поэтому 25 ноября 1961 года аспирант физфака МГУ В.И.Швейкин подал заявку на изобретение № 714114/40 "Квантовомеханический усилитель и генератор электромагнитных колебаний на полупроводниковых структурах (полупроводниковый лазер)" и получил по ней авторское свидетельство № 25760 на "Способ квантовомеханического усиления и генерирования электромагнитных колебаний". Но... ввиду особой важности, изобретение закрыли. И лишь 15 февраля 1999 года решением отдела режима и спецдокументации Федерального института промышленной собственности изобретение было рассекречено.
     Но Швейкин продолжал заниматься своим изобретением. После защиты диссертации он начал работать в НИИ "Полюс". В феврале 1963 года под руководством В.И.Швейкина получена генерация в инжекционном лазере на арсениде галлия, а в 1965 году – создан первый промышленный лазерный диод ЛД-1 и полупроводниковый квантовый генератор "Комета". (Уже позже В.И.Швейкин получил степень доктора технических наук, звание профессора, стал начальником отдела и заместителем директора НИИ "Полюс", был награжден орденом Трудового Красного Знамени, стал лауреатом Ленинской премии.
      Однако вернемся в те шестидесятые годы, когда страсти по изобретению полупроводникового лазера бушевали не переставая. Одновременно с выдачей авторского свидетельства Госкомитет по делам изобретений и открытий СССР дал рекомендацию Академии наук СССР по разработке и внедрению изобретения В.И. Швейкина.  Но из Физического института им. П.Н.Лебедева (ФИАН) за подписью Ю.М.Попова пришло заключение № 472 от 18.06.1963, утвержденное тогдашним заместителем директора института Н.Г.Басовым, что "практическая разработка такого предложения является нецелесообразной". Тем не менее, и в ФИАНе (Москва), и Физико-техническом институте им. А.Ф.Иоффе (ФТИ) АН СССР (Ленинград) начали проводить свои исследования полупроводниковых лазеров. Во ФТИ они увенчались успехом – под руководством Ж.И.Алферова был изобретен полупроводниковый лазер на гетеропереходе. Авторское свидетельство Ж.И.Алферова и Р.Ф.Казаринова № 181737 "Полупроводниковый лазер с электрической накачкой" опубликовано 15.04.1975 с приоритетом от 30.03.1965, то есть на целых четыре года позже изобретения В.И.Швейкина.
      С опозданием на год после заявки В.И.Швейкина на изобретение генератора электромагнитных колебаний на полупроводниковых структурах такая же идея устройства полупроводникового лазера осенила и американцев. 24 октября 1962 года сотрудник компании "Дженерал Электрик" R.H.Hall подал заявку на изобретение и получил по ней патент США № 3245002 на "Вынужденное излучение полупроводниковых приборов" (опубликован 5.04.1966). Вскоре R.H.Hall вместе с сотрудниками опубликовали статью "Когерентное излучение света из переходов GaAs" (Phys. Rev. Letters, v. 9, № 9, p. 366–369, 01.11.1962), в которой показали предварительные результаты своих экспериментов.
      А уже в 1969 году при участии ФТИ и благодаря упорству, настойчивости и трудолюбию моего бывшего сотрудника Георгия Титовича Пака, работавшего в НИИ "Полюс" в отделе В.И. Швейкина, был получен непрерывный режим генерации при комнатной температуре на гетероструктурах GaAlAs – GaAs. Это открыло новые широкие возможности применению полупроводниковых лазеров как в области гражданской, так и военной техники.
     За фундаментальные исследования гетеропереходов и создание на их основе новых приборов В.И.Швейкин и ряд сотрудников ФТИ во главе с Ж.И.Алферовым в 1972 году были отмечены Ленинской премией. В первоначальном списке кандидатов на премию был и Г.Т.Пак, но почему-то имя Георгия Титовича Пака из списка награждаемых ученых исчезло. Академик Жорес Иванович Алферов за разработку гетероструктур в 2001 году был удостоен Нобелевской премии.
      Специалистам хорошо известно, что серийное производство полупроводниковых лазеров и их практическое использование в СССР началось под руководством В.И. Швейкина. Это произошло практически одновременно с развертыванием таких же работ в США. Производство полупроводниковых лазеров и технических устройств на их основе было размещено в 1979 году на заводах в Саратове, Калуге, Ульяновске, Новосибирске. К концу восьмидесятых годов выпуск полупроводниковых лазеров в России достиг уже 100 000 штук в год.
       Именно изобретение аспиранта В.И.Швейкина привело к созданию нового научно-технического направления. Василий Иванович вышел на пенсию, а без полупроводниковых лазеров теперь не обходятся ни волоконно-оптические системы передачи информации, ни звуко- и видеопроигрыватели, ни устройства стыковки космических бортов, ни приборы лазерной физиотерапии.

В.Петров, к.ф.-м.н., petrovsv@list.ru

Загрузить полную PDF-версию статьи (916.6 Кб)