Несколько лет назад в Институте физики им. Б.И. Степанова была создана международная научная лаборатория оптической диагностики, которой за короткий срок удалось получить принципиально новые научные результаты. Учеными заложены основы нового направления современной физики — линейной и нелинейной оптики бесселевых световых пучков. Это позволило изучить и предсказать такие нелинейно-оптические эффекты, как самоподстройка под фазовый синхронизм, удвоение частоты, генерация суммарных частот и параметрическое преобразование лазерного излучения с высоким качеством генерируемых пучков. На основе бесселевых пучков разработан и создан ряд передовых методов и устройств оптической диагностики и неразрушающего контроля. О разработках научного подразделения нам рассказал заместитель заведующего лабораторией доктор физико-математических наук Владимир Белый.

Лаборатория удерживает ведущую мировую позицию по применению бесселевых световых пучков для различных методов оптической диагностики. Многие инновации не имеют аналогов. В частности, разработан новый метод оптической профилометрии, предназначенный для измерения профиля и контроля качества изделий сложной формы. Ранее, чтобы диагностировать, например, ролики от подшипников, нужно было использовать обычный световой пучок и для получения необходимой информации механически вращать предмет. Предложенный белорусскими учеными пучок специальной формы и способ работы с ним позволяют осуществить контроль без сканирования светового луча и вращения исследуемой детали. Это в десятки раз увеличивает скорость измерений и упрощает измерительные схемы, одновременно повышая точность — можно выявить отклонения от идеальной формы до 30 нм. На упомянутой основе уже произведен ряд компактных профилометров, отличающихся высокой виброустойчивостью, что важно для их использования в условиях промышленного производства. Данные устройства перспективны для экспресс-анализа и контроля изделий на многих машиностроительных предприятиях нашей страны и зарубежья.

На основе бесселевых световых пучков разработаны также прин¬ципиально новые методы оптического неразрушающего контроля, которые позволяют осуществлять оперативную диагностику качества сильно рассеивающих материалов (например, обнаруживать трещины, поры и другие дефекты в керамике). Созданы уникальные оптические зонды и бесселевые лазерные пинцеты для манипуляции микро- и наночастицами, которые перспективны в нанотехнологиях и для создания новых материалов.

Разработан новый подход в динамической спекл-фотометрии, а на его основе — соответствующий оптический метод измерения и диагностики механических и теплофизических свойств металлических изделий, таких как твердость, усталость и теплопроводность.

Предложены новые типы гетеродинных спекл-интерферометров с высокой помехоустойчивостью для определения остаточных механических напряжений в материалах и конструкциях. Данные устройства востребованы в машиностроении, прецизионных системах позиционирования, а также в электронной промышленности и измерительных инструментах.

Особое место в деятельности лаборатории уделяется фемтосекундной оптике и спектроскопии для применения в биологии и медицине. Исследования в этой области ведутся на самом высоком уровне, в частности, благодаря имеющемуся современному оборудованию. Создан новый метод двухфотонной конфокальной лазерной микроскопии, который позволяет осуществлять внутриклеточную диагностику изменений в тканях человека, обусловленных экологическими и радиологическими факторами. С помощью такой микроскопии изучается конформация белковых структур, маркированных флуоресцентными зондами с целью выяснения их влияния на биологическую функцию, исследуются процессы доставки лекарств в клетку и их движение во внутриклеточной среде на молекулярном уровне. В перспективе это позволит выяснить механизмы, определяющие развитие различных болезней человека и, соответственно, предотвращать их.