Глава 3. НПО «Полюс»


Годы, начиная с конца 1970-х и вплоть до начала 1990-х, можно назвать годами расцвета «Полюса». В этот период были реализованы практически все научно-технические заделы, накопленные ранее.
Глава 3. НПО «Полюс». Фото 1
Орлы 80-х
В 1977 году на базе НИИ «Полюс» было создано научно-промышленное объединение «Полюс» в составе института и 7 серийных заводов, в том числе Ульяновского радиолампового завода (УРЛЗ), Богородицкого завода технохимических изделий (БЗТХИ) под Тулой, Владыкинского механического завода (ВМЗ) в Москве, опытного завода при НИИ и филиала опытного завода в Сергаче общей численностью 20 тысяч человек. Много позже к ним присоединился завод в г. Озеры Московской области. Заводы получили специализацию: ВМЗ – по лазерным гироскопам, УРЛЗ – по приборам и датчикам, БЗТХИ – по выращиванию кристаллов для лазерной техники, элементам и излучателям. К производству на созданном раннее цехе полупроводниковых лазеров были также подключены радиоламповые заводы в Саратове и Калуге. Первым директором образованного НПО стал М.Ф. Стельмах, а с 1983 года директором НИИ и НПО стал А.З. Савелов.
Глава 3. НПО «Полюс». Фото 2
Александр Зосимович Савелов
Необходимо отметить его значительный вклад в развитие лазерной гироскопии в институте. Он сильно укрепил это направление, привлек к руководству направлением известного специалиста по нелинейной оптике В.Г. Дмитриева, создал специализированные цеха и участки для выпуска гироскопов, сильно развил радиотехническое производство.

В 1978 году был разработан прецизионный лазерный гироскоп «Константа-2» (В.Н. Курятов). В сентябре 1986 года в районе Северного полюса с участием главного конструктора В.Н. Курятова были успешно проведены длительные испытания прибора КМ-43, созданного специально для лазерной коррекции высокоточных автономных морских навигационных комплексов, в результате которых в 1987 году он впервые был принят на снабжение в состав прецизионного навигационного комплекса, где эксплуатируется и в настоящее время. В 1986 году на опытном заводе при НИИ (А.И. Виноградов, В.М. Шикин) был освоен выпуск гироскопов КМ-43 и до 1991 года обеспечена комплектация ими всех комплексов заказчика.

В начале 80-х годов В.Н. Курятовым также разрабатывался лазерный гироскоп KM-11. В 1982 году были проведены первые летные испытания лазерной бескарданной навигационной системы И-421С (главный конструктор Г.И. Чесноков, МИЭА) с гироскопами КМ-11. В 1992 году после длительных сертификационных испытаний унифицированного пилотажно-навигационного комплекса дальнего магистрального широкофюзеляжного лайнера ИЛ-96–300 гироскоп получил сертификат летной годности для пассажирских перевозок в составе бескарданной инерциальной навигационной системы И-42–1С.

Позже, в 2004 году с этими гироскопами взлетел и прошел сертификацию самолет средней дальности ТУ-204.

В 1987 году лазерный гироскоп КМ-11 успешно отработал в космосе на спутнике «Космос-1818» в течение 142 суток. После завершения активной работы он поднят на высокую орбиту. Расчетный срок существования – до 2045 года.

В настоящее время гироскопы КМ-11–1А работают в путеизмерительных системах Российских железных дорог. Специальные вагоны оснащаются целым рядом измерительной аппаратуры, в том числе лазерными гироскопами. Гироскопы способны определять те участки железнодорожного полотна, наклон которых приобрел критическое значение. Особенно актуальными становятся такого рода измерения сегодня, так как большие скорости движения современных поездов предъявляют повышенные требования к качеству железных дорог.
Глава 3. НПО «Полюс». Фото 3
КМ-11-1А
Как отмечалось ранее, одной из основных проблем в направлении создания зеемановских гироскопов было отсутствие собственной электроники для этих приборов. Первой работой, в которой был всерьез преодолен барьер между лазером и электронными блоками и началось создание лазерно-гироскопической системы целиком, стала разработка трехосного лазерного гироскопа для системы ориентации одного из объектов. Соответствующий прибор 9Б183 (главный конструктор С.Г. Скроцкий), созданный в 1988 году, объединил в одном корпусе три датчика ЭК-101 и все электронные блоки, включая вторичный источник питания и устройство обмена с бортовой ЭВМ. Прибор выпускался опытным заводом, затем был освоен на Владыкинском механическом заводе (ВМЗ), а позднее – на опытном заводе НПО «Ротор» (МЗЭМА).

Несколько позже для НИИ приборостроения МАП началась качественно новая разработка перспективного малогабаритного трехосного прибора МТ-5, который стал фундаментом для всех малогабаритных комплексных трехосных приборов.

В нем на общем основании устанавливались три резонатора датчика ЭК-101, в свободных объемах компактно размещались электронные блоки. Весь прибор был заключен в цилиндрическую герметичную оболочку, совмещенную с двухслойным магнитным экраном. Главным конструктором МТ-5 стал В.Г. Дмитриев, возглавивший в 1983 году «зеемановское» направление лазерной гироскопии, а заместителем главного конструктора МТ-5 – Ю.Д. Голяев.

Определяющий вклад в создание МТ-5 внесли А.В. Мельников, А.И. Чемерис, Н.В. Тихменев, Т.И. Соловьева, Н.И. Хохлов и др. Прибор МТ-5 выпускался опытным заводом НИИ «Полюс» совместно с ВМЗ и прошел в составе БИНС А.С. Абрамова (НИИ приборостроения) все испытания, включая летные, продемонстрировав отличные характеристики. Последующие модификации прибора МТ-5, такие как МТ-4, МТ-45, ЗЛК-16–1, МТ-401, МТ-401М/МЭ и другие (главный конструктор Ю.Д. Голяев) широко применяются в целом ряде перспективных БИНС, выпускаемых ОАО «ГосНИИП».

В начале 80-х годов по инициативе М.Ф. Стельмаха и генерального конструктора ЦСКБ Д.И. Козлова (г. Куйбышев) была проведена одна из крупнейших в истории НИИ «Полюс» опытно-конструкторская работа, главным конструктором которой стал М.Ф. Стельмах (впоследствии – В.Н. Свирин). В рамках этой НИР был разработан шестиосный лазерный гироскоп 17М78 с горячим резервированием, в состав которого входили все электронные блоки, включая два быстродействующих компьютера. Были изготовлены и успешно испытаны экспериментальные и опытные образцы изделия 17М78. Датчик ЭК-103 (главный конструктор М.М. Назаренко) и прибор 17М78 были внедрены на ВМЗ, но с началом перестройки работы по всему изделию были остановлены. Однако созданный в этой работе научно-технический и технологический заделы и полученный опыт не пропали даром и были использованы в дальнейших разработках.

Помимо гироскопов в период с конца 70-х по конец 80-х годов в стенах института были разработаны первый промышленный акустооптический модулятор света МЛ-201 (Л.Н. Магдич), излучатель ИЛТИ403 (А.А. Казаков), несколько лет применявшийся в лидаре на борту космической станции «Мир», перестраиваемый лазер на красителях с акустооптическим управлением длиной волны ЛЖИ-506 (О.Б. Чередниченко, Л.Н. Магдич), не имеющий аналогов в мире. Были созданы акустооптический затвор МЗ-321 (Л.Н. Магдич), установка лазерной маркировки «Квант-60» (В.М. Панкратов) – на Ульяновском заводе было выпущено серийно свыше 200 штук подобных установок. На этом же заводе было начато серийное производство первого отечественного офтальмодеструктора «Ятаган-1» (Б.Н. Малышев), а на Брянском заводе была выпущена первая партия лазерных гравировальных автоматов ЛГА (Г.А. Мачулка).

В материаловедческих подразделениях под руководством В.М. Гармаша и В.П. Клюева были созданы высококачественные активные элементы из алюмоиттриевого граната и алюмината иттрия с неодимом. Н.Б. Ангертом, В.А. Пашковым и А.М. Онищенко разработаны не имеющие аналогов в мире электрооптические затворы из ниобата лития. В подразделении П.А. Цетлин были созданы пассивные затворы на красителях. На этой элементной базе Е.М. Швом и Н.С. Устименко разработали малогабаритные лазерные излучатели ИЛТИ-201 и ИЗ-60 для малогабаритных дальномеров. В это же время в отделе А.В. Иевского В.А. Афанасьевым и М.М. Земляновым были разработаны перспективные фотоприемные устройства на базе германиевого лавинного фотодиода.

В 1977 году был испытан на полигоне первый ручной (в виде бинокля) лазерный дальномер ЛДИ-3 (А.Г. Ершов), а в 1980 году были успешно завершены государственные испытания этого прибора. ЛДИ-3 был освоен серийно на Ульяновском радиоламповом заводе, было выпущено серийно свыше 10000 штук подобных приборов (В.Ф. Праведнов, А.И. Ларюшин).
Глава 3. НПО «Полюс». Фото 4
Александр Георгиевич Ершов
В 1982 году были проведены государственные сравнительные испытания прибора ЛДИ-3 и прибора 1Д13, разработанного Казанским оптико-механическим заводом по заказу Главного ракетно-артиллерийского управления Министерства обороны. По ряду причин комиссия пыталась отдать предпочтение прибору Казанского завода, однако безупречная работа дальномера «Полюса» во время испытаний привела к тому, что были рекомендованы к принятию в эксплуатацию и серийному производству оба прибора: 1Д13 для сухопутных войск, а ЛДИ-3 для Военно-морского флота. Всего за 10 лет было выпущено в производстве несколько тысяч приборов ЛДИ-3 и его дальнейшей модификации ЛДИ-3–1. В конце 80-х годов А.Г. Ершовым была разработана улучшенная версия дальномера-бинокля ЛДИ-3– 1М с массой менее 1,3 кг. Она оказалась последней работой талантливого главного конструктора, рано ушедшего из жизни в 1989 году. В 1984 году за работы в области специальной техники он был удостоен Государственной премии СССР.
Глава 3. НПО «Полюс». Фото 5
Лазерный дальномер ЛДИ-3-1М
Линия разработок для Военно-топографического управления, начатая прибором КТД-1, была продолжена новыми изделиями. В результате творческого сотрудничества НИИ «Полюс» и 29 НИИ ВТС были созданы дальномер-гиротеодолит ДГТ-1 (шифр «Капитан»), измеряющий расстояния до объектов на местности с погрешностью не более 1 м и угловые координаты с погрешностью не более 20 угловых секунд, и лазерный дальномер КТД-2–2 – насадка на теодолит, принятый на снабжение в 1986 году.
Глава 3. НПО «Полюс». Фото 6
Топографический дальномер КТД-2-2
В 1977 году была поставлена ОКР «Кварц-2» (главный конструктор Г.М. Зверев) по созданию первого в стране наземного лазерного целеуказателя-дальномера, предназначенного как для работы на выносных НП в составе комплекса корректируемого артиллерийского вооружения «Смельчак», так и в составе командирских машин управления огнем артиллерии 1В12М («Фальцет»). На начальном этапе головным разработчиком в НИИ «Полюс» была лаборатория Б.Н. Малышева (заместитель главного конструктора), впоследствии выполнение ОКР было передано лаборатории и затем отделу А.А. Плешкова (заместитель главного конструктора).

ОКР «Кварц-2» была успешно завершена созданием первого отечественного ЛЦД 1Д15 (масса 60 кг), принято го на снабжение в составе комплекса «Смельчак» в 1982 году и затем в составе комплекса «Краснополь» в 1983 году (ОКР «Кварц-3», главный конструктор Г.М. Зверев, заместитель главного конструктора В.А. Ступников). Указанные работы были отмечены присуждением Ленинской (Г.М. Зверев) и Государственных премий СССР (А.А. Плешков, В.А. Пашков, В.И. Макаров), а также вручением правительственных наград ведущим специалистам НИИ «Полюс». В 1984 году ЛЦД 1Д15 был принят на снабжение в составе командирских машин комплекса управления 1В12М.

Параллельно в период с 1981 по 1984 годы была проведена разработка комплекта учебно-тренировочных средств 9Ф647 для изделия 1Д15 (гл. конструктор В.М. Шутенко). С 1985 года было начато серийное производство указанных изделий на Ульяновском заводе, который входил в состав НПО «Полюс».

Работы по созданию ЛЦД 1Д15 сопровождались многочисленными разработками в части необходимой лазерной элементной базы (активный элемент ГП5х50–1Г, электрооптический затвор МЗ-205, 70°-пленочный поляризатор, оптические покрытия, стойкие к лазерному излучению, охлаждающая жидкость ПГК, специальные клеи и герметики) и базировались на достижениях, полученных в лазерной дальнометрии (оптика, фотоприемные устройства, индикация и т. п.). Главным итогом этой разработки следует считать формирование многопланового коллектива разработчиков, конструкторов и технологов, которые приобрели неоценимый опыт в создании приборов такого класса, а также в создании технологической опытной и серийной базы, что позволило новому направлению лазерного целеуказания успешно развиваться в дальнейшем. Более того, последующие годы показали, что принятое руководством НИИ «Полюс» решение о разработке приборов класса ЛЦД (что, казалось бы, не являлось спецификой МЭП), было очень правильным и позволило «Полюсу» выстоять в трудные годы перестройки.

Работы по дальнейшему развитию направления продолжались в НИИ «Полюс» при поддержке В.С. Вишневского в период с 1980 по 1984 годы в рамках ряда НИР, результаты которых были положены в основу ОКР «Компас-3» и ОКР «Ривьера» по созданию ЛЦД 1Д20 в соответствии с решением ВПК. Впервые в НИИ «Полюс» проводилась ОКР, в качестве прямого заказчика которой выступало Главное ракетно-артиллерийское управление Министерства обороны. Это была несомненная победа в условиях жесткой конкуренции с предприятиями оборонной промышленности, традиционно занимавшимися разработками приборов аналогичного класса. При разработке ЛЦД 1Д20 (гл. конструктор В.А. Прядеин) был решен целый ряд комплексных вопросов, что позволило создать унифицированный для ряда систем вооружения прибор с практически вдвое меньшей массой по сравнению с ЛЦД 1Д15, при этом впервые весь комплекс вопросов был решен силами специалистов НИИ «Полюс».
Глава 3. НПО «Полюс». Фото 7
Перископические лазерные целеуказатели-дальномеры 1Д15 и 1Д20
В силу определенных исторических нюансов, связанных с необходимостью оснащения новых командирских машин комплексов управления огнем артиллерии типа «Капустник» встроенными ЛЦД, которые должны быть оснащены более мощной оптикой с переменной кратностью увеличения, встроенным электроприводом головного зеркала и пр., а также с учетом установки генерального заказчика иметь один на все случаи жизни унифицированный прибор, ЛЦД 1Д20 не был принят на снабжение, хотя и прошел в 1989 году апробацию в боевых условиях в Афганистане (В.Г. Трухан) и получил высокую оценку военных специалистов.

В дальнейшем в рамках ОКР «Ривьера» был создан еще один прибор – ЛЦД 1Д22, принятый на снабжение МО РФ в 1992 году и серийно освоенный на ОАО «Красногорский завод» в 1995 году.

В 1988–1989 годах НИИ «Полюс» сумел в сжатые сроки в течение одного года провести в рамках оперативной ОКР «Трель-АН» разработку ЛЦД 1Д20АН для совместной работы с авиацией, обеспечив повышение энергии выходного излучения в 2,5 раза, и совместно с Озерским приборостроительным заводом, входившим в состав НПО «Полюс», изготовить 20 опытных образцов. К сожалению, распад СССР не позволил довести указанную работу до конца, однако ее результаты используются и в настоящее время в других новых разработках.

В период с 1975 по 1989 годы в НИИ «Полюс» были созданы два частотных лазерных дальномера для систем военно-морского флота: «Кальмар» для системы «Аквилон» и «Козерог» для системы «Гепард». Обе системы разрабатывались в НИИ «Квант» (г. Киев).
Глава 3. НПО «Полюс». Фото 8
Прибор «Козерог» в составе системы «Гепард» (прибор справа)
Лазерный дальномер «Кальмар» работал с частотой 20 Гц, имел энергию в импульсе 0,3 Дж и был оснащен дневным, ночным и телевизионными каналами.

Основными отличительными особенностями дальномера «Козерог» являлись наличие в конструкции прибора механизма сканирования, повышенная энергия лазерных импульсов (0,5 Дж) и увеличенная частота повторения импульсов (30 Гц). Механизм сканирования «Корректор» (разрабатывался в кооперации с НИИ «Квант») позволял синхронно отклонять в горизонтальном и вертикальном направлениях в пределах ±15’ все три оптические оси: передающего, приемного и визирного каналов. Это позволяло отслеживать и удерживать лазерное излучение на передвигающихся объектах. Главный конструктор ОКР «Козерог» – Ю.В. Абазадзе.

В 1985 году под руководством В.А. Пашкова был разработан дальномерный модуль ЛДМ-1. Прибор ЛДМ-1 обеспечивает измерение дальности до 20000 м с частотой 2 Гц и кратковременно 8 Гц и точностью ±5 м и выпускается до сих пор для оснащения корабельных антенных постов РЛС.

Помимо разработок лазерных дальномеров на основе твердотельных лазеров в НИИ «Полюс» успешно проводились разработки импульсных дальномеров, использующих полупроводниковые лазеры. Этому способствовали проводимые в институте разработки полупроводниковых лазеров различных типов. Идеология построения и принцип работы лазерного полупроводникового дальномера были отработаны в НИР «Каскад». Основным достоинством этих приборов являлась их компактность и малые вес и габариты.

В результате данной работы появился первый отечественный дальномер на полупроводниковом лазере. Этот прибор измерял расстояния от 0 до 200 м со среднеквадратической ошибкой измерения дальности 10 см. Прибор испытывался не только в лабораторных условиях, но и на вертолете МИ-6 в качестве высотомера и получил высокую оценку со стороны авиаторов. Разработкой прибора руководили Ф.Ф. Сабиров и В.Л. Почтарев.

Следующим шагом явилась разработка лазерного измерителя наклонной дальности ЛИНД-27 (ОКР «Кардинал») для комплекса «Советник-СВ» вертолетов ОКБ «Камов». Разрабатывался комплекс, который занимался контролем нахождения ядерных боеприпасов на военных судах. Комплекс оснащался датчиками альфа-, бета и гамма-излучений. Вертолет, пролетая над военными судами, фиксировал наличие ядерного излучения и его мощность, а также расстояние до объекта. Эта работа закончилась в 1986 году успешными летными испытаниями. Комплекс был принят на вооружение. Коллектив разработчиков был награжден правительственными наградами, орденами и медалями.

В 1986 году ЛИНД-27 в составе комплекса «Советник-СВ» применялся при замерах радиации на Чернобыльской АС. Замеры проводились с борта вертолета КА-32. За участие в разработке комплекса Ф.Ф. Сабирову в 1987 году присуждена Государственная премия СССР, а В.Л. Почтарёв награжден орденом «Знак Почета».
Глава 3. НПО «Полюс». Фото 9
Лазерный полупроводниковый дальномер «Каскад»
Вторым направлением развития НИР «Каскад» было создание лазерных измерителей скорости и дальности (НИР «Корректор»). Лазерные измерители скорости основаны на измерении расстояния при движении измеряемого объекта за строго определенное время. В 1981 году прибор был испытан совместно с сотрудниками НИЦ ГАИ и получил высокую оценку. Что касается развития непосредственно направления полупроводниковых лазеров, то можно отметить, что начатые в первой половине 70-х годов работы по созданию второго поколения импульсных полупроводниковых лазеров уменьшенных габаритов со встроенным формирователем импульса тока под руководством Ю.П. Коваля успешно завершились созданием в 1978 году лазеров ЛПИ-101 и ЛПИ102.

Лазер ЛПИ-101 был принят в эксплуатацию в составе неконтактного датчика цели в составе ракетного комплекса «Тунгуска» и позднее – «Стрела». На базе лазера ЛПИ-102 был разработан приемо-передающий блок БПП-1 (главный конструктор Ю.П. Коваль) для датчика цели ракетного комплекса «воздух-воздух» типа «К-77». Лазеры ЛПИ101, ЛПИ-102 и приемо-передающий блок БПП-1 были освоены в серийном производстве на Калужском и Ульяновском заводах. В конце 80-х годов выпуск лазеров достигал 100 000 штук в год и продолжается до настоящего времени. Большой вклад в разработку и серийный выпуск указанных изделий внесли В.Н. Неуструева, Г.С. Егорова, Г.П. Власихина, Е.С. Острейко, В.А. Симаков и др.

Сотрудники, принимавшие участие в разработке полупроводниковых лазеров ЛПИ-101 и ЛПИ-102, были удостоены правительственных наград. Успешный выпуск лазеров ЛПИ-101 на Калужском заводе «Восход» и значительный прогресс в технологии изготовления полупроводниковых лазеров позволил в 90-е годы решить задачу создания более эффективных лазеров ЛПИ-120 и ЛПИ-121 для решения задач в составе современных ракетных комплексов.

Также стоит отметить разработанную в 1980 году под руководством В.И. Швейкина и Г.Т. Пака промышленную технологию создания одномодовых лазерных диодов непрерывного действия со сроком службы более 100 000 часов.

Когда встала задача создания полупроводниковых лазерных излучателей для систем подсветки в приборах ночного видения, где потребовалась импульсная мощность в десятки и сотни ватт, она была решена созданием двумерных наборных матричных излучателей. Разработанный на их основе в конце 80-х годов излучатель ИЛПИ-110 (главный конструктор М.Н. Грудень) вошел в состав разведывательного комплекса для подсветки цели и определения дальности. Тогда же был разработан наборный излучатель ИЛПИ-111 (главный конструктор Ю.П. Коваль) для обеспечения стыковки космического аппарата многоразового использования «Буран» с космической станцией. Система стыковки и причаливания успешно опробована на космических аппаратах «Протон» и в составе комплекса «Буран». Большой вклад в создание наборных излучателей внесли В.Г. Карнаухов, В.Д. Ветров, М.Н. Грудень, Е.И. Лебедева, Б.Ю. Сосульников, И.А. Данилова.

В эти же годы в институте зарождается новое направление – лазерные системы для волоконно-оптических линий связи. Толчком для этого послужили первые успешные эксперименты по передаче лазерного информационного сигнала по кварцевому оптическому волокну, проведенные в 70-х годах. Широкополосность, малые габариты и вес, помехозащищенность и скрытность передаваемой информации, возможность оперативного развертывания канала связи обусловили перспективность применения волоконно-оптических линий в военных системах связи и передачи данных как наземного, так и бортового, мобильного назначения.

Для этих задач в НИИ «Полюс» были созданы непрерывные суперлюминесцентные диоды ИЛПН-301 и ИЛПН-304 (В.Д. Курносов, С.М. Сапожников) и полупроводниковые лазеры ИЛПН-204 (Ю.Л. Бессонов, В.А. Шейченко), ИЛПН206 (В.П. Дураев, М.Г. Васильев), имевшие в своем составе фотодиод обратной связи (В.П. Коняев, А.В. Иванов) и устройство сопряжения сильно расходящегося лазерного излучения с низкоапертурным оптическим волокном (С.М. Сапожников, С.С. Курленков, С.В. Бессонова). Более перспективными оказались излучатели ИЛПН-206 на спектральный диапазон 1300 нм. Они были освоены в серийном производстве и выпускались тысячами как на опытном производстве НИИ «Полюс», так и на Калужском заводе «Восход». Эти изделия применялись в аппаратуре связи и передачи данных первого поколения.

В конце 80-х годов с появлением высококачественного одномодового оптического волокна в институте были созданы лазерные передающие оптические модули типа ПОМ-14, в конструкции которых было реализовано оптическое сопряжение активной области полупроводникового лазера с одномодовым оптическим волокном.

Не прекращались и работы по разработке собственных фотоприемных устройств (ФПУ). Разработка ФПУ нового поколения потребовала внедрения и освоения по тем временам новой тонкопленочной гибридно-интегральной технологии, позволявшей не только уменьшить размеры и вес изделий, но и добиться более высокой чувствительности и быстродействия. Для этого в составе фотоприемного направления было создано специальное подразделение по разработке и изготовлению гибридно-интегральных схем (ГИС), долгие годы возглавляемое И.М. Ольховцом, а впоследствии – В.Я. Павликом, Н.А. Зибиревым и В.И. Андриановым. Уже в конце 70-х годов было разработано первое ФПУ с использованием технологии ГИС – ФПУ-01, давшее начало целому ряду фотоприемных устройств импульсных лазерных дальномеров. В создании усилительного тракта ФПУ-01 необходимо отметить важную роль инженеров электронщиков под руководством Б.К. Рябокуля.

К началу 80-х годов стало ясно, что дальнейшее улучшение характеристик ФПУ требует замены лавинного фотодиода ЛФД-2, изготовляемого по старой традиционной диффузионной технологии, на прибор с лучшими параметрами. К этому времени в электронной промышленности была освоена перспективная эпитаксиальная технология формирования кремниевых структур для широкого класса полупроводниковых приборов. Одним из ведущих предприятий страны, созданных для обеспечения потребности МЭП кремниевыми структурами, стал ВНИИ материалов электронной техники (ВНИИМЭТ), г. Калуга. Перед ведущими специалистами ВНИИМЭТ Г.Г. Акимовым, Э.А. Соменковой, Ю.К. Крутоголовым была поставлена задача создания германиевых и кремниевых эпитаксиальных структур для производства лавинных фотодиодов.

В результате комплекса интенсивных работ, возглавляемых со стороны НИИ «Полюс» А.В. Иевским и Н.Г. Лозовой при активном участии В.А. Афанасьева, М.М. Землянова, М.Е. Чумичевой и других во ВНИИМЭТ (г. Калуга) методом газофазной эпитаксии был разработан целый ряд эпитаксиальных германиевых и кремниевых фотодиодных структур (ЭГС-11, ЭГС-29, ЭГС-67, ЭКС-70 и др.), организован их серийный выпуск и разработаны методы контроля параметров.

Заслуги А.В. Иевского в создании и становлении направления фотоприемников были отмечены присуждением ему Государственной премии СССР в 1984 году.

В результате многолетних разносторонних усилий по созданию новых лавинных фотодиодов, отработке технологии ГИС, поиску оптимальных схемотехнических решений и выбору элементной базы, разработке новых методов и аппаратуры контроля параметров, применению новых конструкционных материалов и способов их обработки и, главное, формированию коллектива высококвалифицированных технологов, электронщиков, конструкторов в середине 80-х годов под руководством В.А. Афанасьева появилось фотоприемное устройство нового поколения ФПУ-03 «Кредит». Модификация ФПУ03М с 1996 года и до сих пор выпускается серийно, являясь, по-видимому, самым массовым изделием данного типа В стране, и представляет собой пример одной из самых удачных разработок в отечественной оптоэлектронике. ФПУ-03М устанавливалось в такие изделия как ручной дальномер ЛДИ-3–1, дальномер морского базирования ЛДМ-1, целеуказатель дальномер 1Д15, лазерные дальномеры-целеуказатели 1Д20 и 1Д22 для наведения высокоточных боеприпасов и многие другие изделия.

Перспективные технологические, конструктивные и схемотехнические решения, заложенные в ФПУ-03, позволили на много лет вперед обеспечить потребности «Полюса» и ряда других предприятий отрасли в серийных приемниках лазерного излучения для комплектации лазерных дальномеров и целеуказателей на длине волны 1,06 мкм. Примечательно, что, несмотря на то, что чувствительность германиевых ЛФД, применяемых в ФПУ03 и его модификациях, была в нормальных климатических условиях существенно меньше, чем у традиционно используемых на 1,06 мкм специальных кремниевых ЛФД, совокупность таких параметров как надежность, устойчивость к различного рода перегрузкам, работа при низких температурах, низкое напряжение питания, малое время готовности, относительно низкая стоимость, позволила разработчикам лазерных приборов и систем остановить свой выбор именно на данном изделии.

Огромный вклад в создание и серийное освоение ФПУ-03 и его модификаций внесли также специалисты-электронщики под руководством А.Е. Сафутина (В.А. Рязанов и др.), метрологи под руководством М.Е. Чумичевой (Е.А. Клушина, Т.С. Макаренко, А.Г. Даугель-Дауге, М.В. Драгунова, Л.В. Зорина, С.П. Сафутина и др.), инженеры-технологи под руководством Н.Г. Лозовой (С.Н. Ганделева, О.В. Зимина, Н.Н. Остапенко, Т.А. Маркова, Л.П. Постникова, О.Б. Скоморошко, Т.М. Тарасова, Т.Г. Розенцвет, Г.П. Бородина, Н.В. Артемова и др.), инженер-конструктор Л.Н. Максименко, инженеры-технологи под руководством И.М. Ольховца (Н.А. Зибирев, Н.А. Павленко, В.Я. Павлик, А.Е. Полижаров, Л.Н. Лисова, Л.Н. Кайкова, Т.Г. Кузнецова, А.Г. Никитин, А.Б. Ванин, Г.В. Крылова и др.), а также многие другие специалисты.

Поиски альтернативы германиевым ЛФД на длинах волн более 1 мкм привели к созданию в 1983 году в подразделении первых отечественных фотодиодов на основе полупроводникового соединения группы А3В5 InGaAsP. Были получены обнадеживающие результаты, позволяющие рассчитывать на возможность дальнейшего успеха по достижению в данных приборах устойчивого лавинного умножения фототока. Однако по ряду соображений руководством института работы по созданию фотодиодов на основе А3В5 были переданы в отделение полупроводников, возглавляемое В.И. Швейкиным, и велись далее под руководством В.П. Коняева, а впоследствии – А.В. Иванова. Предпринятые попытки по созданию высококачественных ЛФД на основе А3В5 в итоге не увенчались успехом и были временно прекращены.

Тем не менее, за цикл работ «Изопериодические гетероструктуры многокомпонентных (четверных) твердых растворов полупроводниковых соединений А3B5», опубликованных в 1971–1981 годах, М.Г. Васильеву и В.П. Дураеву в творческом коллективе с учеными ФИАН, ЛФТИ им. А.Ф. Иоффе, Гиредмета в 1984 году была присуждена Государственная премия СССР. Эти работы легли в основу технологии создания полупроводниковых лазеров с длиной волны излучения 1300 и 1550 нм, фотоприемников и многих других приборов.

Другим важнейшим типом диодных фотоприемников, активно разрабатываемых и изготавливаемых подразделением, были и остаются фотоприемные устройства для лазерных гироскопов. Разработка ФПУ для лазерных гироскопов шла с начала 80-х годов после развертывания в НИИ «Полюс» масштабных работ по гироскопическому направлению. В этот период под руководством В.А. Афанасьева и И.Г. Захарьева при решающем участии А.В. Мамина были созданы образцы нескольких конструктивно различных типов фотоприемников, испытания которых дали в целом положительные результаты. Огромную роль в создании указанных приборов сыграла разработка технологами подразделения под руководством Н.Г. Лозовой специальных двухплощадочных кремниевых фотодиодов на основе эпитаксиальных кремниевых фотодиодных структур, разработанных во ВНИИМЭТ.

В начале 80-х годов НИИ «Полюс» Министерством обороны было поручено разработать первый в стране комплект из приемного и передающего модулей для только что появившихся перспективных волоконно-оптических линий связи второго поколения, работающих на длине волны 1,3 мкм. В результате И.Г. Захарьевым и А.В. Маминым под руководством В.А. Афанасьева был создан фотоприемный модуль (ФПМ) «Кладка» с волоконно-оптическим входом, в котором впервые был применен оригинальный двухплощадочный германиевый ЛФД. В таком ЛФД одна из двух одинаковых площадок, размещенных на одном полупроводниковом кристалле, использовалась непосредственно для приема оптического излучения, а вторая – в качестве источника опорного напряжения для питания всего фотодиода.

В середине 80-х годов на базе ФПМ «Кладка» был создан ФПМ «Кремень-Утес» с низким энергопотреблением и высокой надежностью для применения в линиях связи, прокладываемых по морскому дну.

Одновременно в отделении полупроводников под руководством В.А. Шейченко был создан лазерный передающий модуль (ЛПМ) «Клад» с волоконно-оптическим выходом, имеющий конструктивное исполнение, аналогичное ФПМ «Кладка». Разработка ФПМ «Кладка» и ЛПМ «Клад» явилось отправной точкой в становлении на предприятии нового направления – создания приемных и передающих модулей для волоконно-оптических систем передачи информации различного назначения, которое независимо развивалось под руководством В.А. Шейченко (а впоследствии – А.В. Иванова) в отделении полупроводников и под руководством М.М. Землянова и А.В. Мамина в отделении фотоприемников.

Важнейшим научным направлением, по которому НИИ «Полюс» прочно занимал лидирующее положение в стране до середины 90-х годов, являлось создание энергетических приемников ИК-излучения на основе пироэлектрических кристаллов. Когда в конце 60-х годов были достигнуты значительные успехи в области создания газовых лазеров с активной средой на основе СO2 с излучением в диапазоне длин волн 10 мкм, весьма высокими КПД и выходной мощностью, возникла потребность в приеме и обработке излучения подобных лазеров. Были известны квантовые приемники: фотосопротивления, фотодиоды на основе узкозонных материалов – твердых растворов типа кадмий-ртуть-теллур и др. К сожалению, использование таких материалов требовало охлаждения приемника как минимум до азотных температур, что являлось в то время сложной технической задачей, увеличивало массогабаритные характеристики, время готовности и стоимость изделия. В связи с этим возникла задача создания компактных и относительно дешевых приемников ИК-излучения, не требующих охлаждения, пусть даже за счет существенного снижения пороговой чувствительности.

Следует отдать должное эрудиции, широкому кругозору, научному и инженерному чутью М.Ф. Стельмаха, который, проанализировав информацию от Л.С. Кременчугского (Институт физики, г. Киев), предложил А.В. Иевскому организовать в НИИ «Полюс» работы по созданию пироэлектрических приемников ИК-излучения (пироприемников).

В числе материалов, разрабатываемых с самого начала в НИИ «Полюс» для изготовления многочисленных лазерных элементов, модуляторов, преобразователей излучения, оказались кристаллы, способные к пироэффекту – свойству изменять спонтанную поляризацию доменной структуры кристалла при изменении его температуры и, тем самым, создавать на поверхности кристалла заряд того или иного знака.

Наибольший интерес представляли кристаллы триглицин сульфата (TGS) и танталата лития (LiTaO3). Более сильным пироэффектом обладал водорастворимый кристалл TGS, но его применение вскоре прекратилось из-за малой прочности и низкого значения температуры Кюри (около 49 °С), при превышении которой пироэффект необратимо исчезал. Поэтому в НИИ «Полюс» и, как выяснилось позже, за рубежом основным пироэлектриком для приема теплового излучения стал кристалл LiTaO3.

В специализированных материаловедческих подразделениях, руководимых В.М. Гармашем, были отработаны технология выращивания совершенных кристаллов LiTaO3 и методика изготовления на их основе пироактивных элементов для приемников ИК-излучения. Как и для систем с фотодиодными приемниками, были разработаны не только конструкции пироэлектрических приемных устройств, но и оптические узлы, согласующие входные каскады линейного тракта, схемы защиты от электрических и акустических помех, пороговые выходные исполнительные узлы.

Созданное при участии В.П. Клюева технологическое оборудование, разработанные технологии изготовления чувствительных пироактивных элементов были переданы на специализированные Богородицкий и Сергачский заводы, входившие в НПО «Полюс». Это позволило осуществлять крупносерийное производство различных типов пироэлектрических приемников для спецтехники и народного хозяйства.

До 1990 года было создано более 15 типов серийных и экспериментальных образцов пироприемников серий ПМ и ПП. Серийно выпущено несколько сот тысяч приборов, находившихся на уровне лучших зарубежных образцов. Два вида изделий специального назначения с применением разработанных пироприемников были приняты на снабжение Вооруженных Сил СССР. Успешным оказалось применение специальных пироприемников в системах ориентации космических аппаратов «Океан» и «Природа».

В создании и развитии направления пироприемников активно участвовали А.В. Иевский, И.А. Левина, В.П. Фомичев, А.А. Волков, В.А. Бильдерт, В.А. Афанасьев, С.Е. Бурыкин, В.П. Клюев, И.С. Рез, А.К. Сизов, В.К. Новик (МГУ), В.Л. Фарштендикер, Л.С. Сашенкова, Л.А. Корнилова, М.Л. Шатрова. За существенный вклад в развитие направления пироприемников в стране В.П. Клюев, И.А. Левина и В.П. Фомичев были удостоены звания лауреатов Государственной премии СССР.

На основе пироприемников в 80-х годах под руководством А.А. Волкова при участии В.А. Бильдерта, А.В. Баркова и, впоследствии, А.Л. Шапошникова были созданы образцы дистанционных измерителей температуры серии «Кельвин», применяемые для бесконтактного контроля температурных режимов энергетического, теплотехнического, технологического и иного оборудования.

Успехи института этого периода были отмечены многочисленными наградами и премиями. Г.М. Зверев был удостоен Ленинской премии за работы в области специальной техники. Государственные премии СССР были присуждены М.Ф. Стельмаху, А.А. Чельному, А.И. Тимофееву, В.М. Вакуленко, В.Ф. Праведнову и другим специалистам за разработку научных основ лазерной технологии, создание комплекса высокоэффективного оборудования и внедрение лазерной сварки и микрообработки в производство электронных приборов, Б.Н. Малышеву и В.А. Салюку совместно с сотрудниками ЦНИЛ 4-го ГУ МЗ РФ за работу «Создание, разработка и внедрение в клиническую практику новых лазерных методов хирургического лечения», М.Г. Васильеву и В.П. Дураеву за участие в работе в творческом коллективе с участием Ж.И. Алфёрова; А.Г. Ершову и А.В. Иевскому за участие в разработке специальной техники; В.Г. Дмитриеву и С.Р. Рустамову за участие в работе «Разработка физических принципов высокоэффективного преобразования частоты лазерного излучения в нелинейных кристаллах и создание на этой основе источников когерентного излучения, перестраиваемых в УФ, видимом и ИК-диапазонах»; В.И. Макарову за участие в разработке специальной техники, А.И. Смирнову и А.А. Шокину с соавторами за разработку и внедрение лазерных технологий скрайбирования и подгонки параметров интегральных схем, В.П. Клюеву, И.А. Левиной и В.П. Фомичеву за участие в разработке изделий электронной техники и их применение в спецтехнике и народном хозяйстве, а также В.А. Пашкову и А.А. Плешкову. Премии Совета Министров СССР были присуждены В.М. Гармашу за участие в разработке химических технологий, О.Б. Чередниченко и коллективу специалистов НИИОПиК за цикл исследований перестраиваемых лазеров и органических красителей, З.И. Татарову и П.А. Цейтлин в составе авторского коллектива за разработку и внедрение новых материалов, В.Г. Захарову, Л.П. Иванову, А.Ф. Лаврову, Б.А. Парфенову, В.В. Хромову, А.А. Чельному и сотрудникам ЭНИМС за разработку технологии и оборудования для лазерной обработки твердых и сверхтвердых материалов, И.В. Васильеву в составе авторского коллектива за разработку высокоточной измерительной аппаратуры.
Глава 3. НПО «Полюс». Фото 10
Лауреаты Госпремии СССР 1978 г.
Премии Ленинского комсомола были присуждены Д.М. Маштакову и В.А. Салюку за работы по использованию лазеров в медицине; Э.В. Ворошиловой, Л.А. Скворцову и П.П. Яковлеву за разработку технологии изготовления и методов расчета диэлектрических покрытий для изделий квантовой электроник; А.А. Кутареву, В.Т. Маркину и Ю.П. Мартыненко за актуальные дизайнерские разработки; Б.Г. Лысому в составе авторского коллектива за разработку и применение лазерных затворов на основе кристаллов фтористого лития; Л.К. Михайлову, А.В. Полякову, С.Л. Серёгину, Е.М. Спицыну, А.В. Хромову в составе авторского коллектива за разработку перестраиваемых лазеров на основе растворов органических красителей; В.А. Житнюку, Ю.П. Константинову, В.И. Липатову, А.А. Саликову, В.А. Полякову за разработку и внедрение в серийное производство излучателей для малогабаритных дальномеров; А.В. Шестакову за участие в разработке и исследованию новых материалов для квантовой электроники; А.В. Тарасову, С.В. Шавкунову, В.А. Мосиевскому и В.В. Полякову за разработку типоряда преобразователей частоты на основе нелинейных кристаллов; А.А. Белоградскому, А.С. Доркину, В.Н. Забавину, Ю.А. Кирееву, В.В. Новопашину, Н.А. Петровой, Л.Г. Шилину, С.Н. Яковлеву за разработку и внедрение в серийное производство унифицированного типоряда импульсных лазеров и излучателей на алюмоиттриевом гранате.

За эти годы изданы книги Г.А. Мачулки «Лазерная обработка стекла», В.М. Вакуленко, Л.П. Иванова «Источники питания лазеров», Г.М. Зверева, Ю.Д. Голяева, Е.А. Шалаева, А.А. Шокина «Лазеры на алюмоиттриевом гранате с неодимом» и монографии Л.Н. Магдича и В.Я. Молчанова «Акустооптические устройства и их применение» (книга переиздана в Англии в издательстве «Gordon and Breach»), В.Г. Дмитриева и Л.В. Тарасова «Прикладная нелинейная оптика».

Подводя итоги деятельности института в советский период, можно отметить следующие основные результаты.

1. Проведение фундаментальных и прикладных исследований монокристаллов для квантовой электроники – рубина, алюмоиттриевого граната и алюмината иттрия, легированных неодимом и другими редкоземельными примесями, ниобата и танталата лития, водорастворимых кристаллов КДР, ДКДП и других, создание на их основе технологии производства монокристаллов и их элементов, организацию новых цехов и участков на заводах для серийного производства элементов различного назначения в количестве до десяти тысяч в год, обеспечившего потребность страны.

2. Проведение комплекса фундаментальных и прикладных исследований лазеров, разработка на их основе гаммы твердотельных лазеров на алюмоиттриевом гранате и алюминате иттрия инфракрасного, видимого и ультрафиолетового диапазонов длин волн для военных, народно-хозяйственных и медицинских применений и организация их серийного производства тысячными тиражами.

3. Создание первых в СССР лазерных технологических установок на кристаллах рубина, алюмоиттриевого граната и стекла с неодимом, внедрение их в народное хозяйство и технологии электронной промышленности. Создание промышленных установок и организация их масштабного серийного производства на заводах НПО. Всего было выпущено серийно свыше 7 тысяч лазерных технологических установок различного назначения. Разработка специализированных твердотельных лазеров для технологического оборудования.

4. Создание первых в СССР лазерных медицинских установок для онкологии, хирургии, офтальмологии и других направлений медицины и организация массового производства медицинского лазерного оборудования.

5. Разработка и организация производства лазерных дальномеров и целеуказателей для управления высокоточным оружием, как автономных приборов, так и узлов для встраивания в комплексы вооружения и военной техники.

6. Проведение комплекса фундаментальных и прикладных исследований полупроводниковых лазеров, разработка технологии планарных гетероструктур и других технологий создания полупроводниковых лазеров различных спектральных диапазонов и мощностей для военных и гражданских применений, создание новых цехов и производственных участков в Саратове и Калуге и организацию массового производства полупроводниковых лазеров. Обеспечение полупроводниковыми лазерами комплексов вооружения, систем связи и навигации. Создание базы промышленного производства полупроводниковых лазеров для медицинской техники.

7. Проведение комплекса фундаментальных и прикладных исследований лазерных гироскопов. Создание навигационных приборов на лазерных гироскопах для самолетов гражданской авиации. Начало использования лазерных гироскопов в комплексах вооружения.

8. Разработка германиевых лавинных фотоприемников и фотоприемных модулей для обеспечения лазерных систем различного назначения: дальномеров, целеуказателей, гироскопов, волоконно-оптических линий связи. Разработка комплектов передающих и приемных модулей для ВОЛС различного назначения.

9. Разработка впервые в СССР специального технологического оборудования для выращивания монокристаллов для квантовой электроники совместно с ОКБ машиностроения Ворошиловградского завода «Донец» и организация серийного производства ростового оборудования, позволившее создать базу серийного производства монокристаллов в стране; разработка оборудования для создания многослойных диэлектрических покрытий методом испарения в вакууме и организация их серийного производства.

Многие из этих результатов не потеряли актуальности до сих пор и создали основу для продолжения работы института в условиях перестройки, когда актуальность тематики стала проверяться не заключениями экспертов, а востребованностью результатов на мировом рынке.

Как отмечалось ранее, работа специалистов НИИ «Полюс» по созданию новой техники была высоко оценена правительством СССР. Большие группы ученых, инженеров и рабочих неоднократно награждались орденами и медалями. Двое сотрудников (В.И. Швейкин и Г.М. Зверев) стали лауреатами Ленинской премии. Многие разработчики стали лауреатами Государственных премий и премий Совета Министров СССР. Десятки молодых сотрудников стали лауреатами премий Ленинского комсомола, были получены медали ВДНХ за различные разработки по лазерной технике и другие награды на различных выставках, в том числе зарубежных.

Большую роль в истории «Полюса» сыграли руководители опытного завода при НИИ. Сначала это был выходец из Щербаковки Б.А. Геворкян, затем специалист из «Фонона» В.В. Дмитриев. Много хорошего для развития завода сделал Виктор Степанович Лобачёв. Ученик «красного» директора завода «Плутон» И.А. Живописцева, он много лет проработал в институте и заслужил любовь и уважение всех сотрудников. На смену Лобачёву пришел руководитель подразделения лазерной технологии, прекрасный инженер и конструктор, воспитанный уже в «Полюсе», А.И. Тимофеев. В 1989 году он ушел директором на ВМЗ.

В 1980 году главный инженер института Э.А. Лукин пошел на повышение в НИИ «Дельта», а на его место по инициативе министра А.И. Шокина коллегия МЭП назначила Георгия Митрофановича Зверева. С тех пор в 1980–2012 годах Г.М. Зверев совмещал функции главного инженера и заместителя директора по научной работе института. Десять лет (с 1980 по 1990 гг.) он дополнительно выполнял эти функции по НПО. Г.М. Зверев пришел на работу в НИИ «Полюс» в 1964 году из НИИ ядерной физики МГУ, где в течение 8 лет под руководством А.М. Прохорова занимался созданием основ квантовой электроники – впервые разрабатывал квантовые парамагнитные усилители на рубине. В «Полюсе» он работал над разработкой лазерных материалов, твердотельных лазеров, приборов на основе таких лазеров и стал начальником крупного отделения.

Первый директор института М.Ф. Стельмах – большой ученый и видный государственный деятель – создал институт, сформировал его коллектив и выбрал вместе со специалистами основные направления разработок. Митрофан Федорович имел университетское образование, живо интересовался наукой, был фанатично предан своему институту. Переведенный в институт в звании полковника, на посту директора он получил звание генерал-майора, чем очень гордился. На первых порах Митрофан Федорович был идеальным руководителем. Однако после создания НПО, когда на его плечи легла необходимость управлять производством на крупных серийных заводах, появились проблемы материально-технического обеспечения этих заводов и необходимость работы с местными органами власти, стал проявляться недостаточный контакт М.Ф. Стельмаха с руководством министерства. Оно назначило в 1983 году нового директора НПО и НИИ А.З. Савёлова.

Ученик академиков Н.А. Пилюгина и В.А. Семенихина, прошедший серьезную школу в ракетно-космической промышленности по созданию мощных комплексов и больших систем, Александр Зосимович внес большой вклад в становление заводов НПО, улучшение системы оплаты труда («пробил» перевод на повышенную категорию оплаты).
Глава 3. НПО «Полюс». Фото 11
Диплом и медаль Лауреата Государственной премии М.Ф. Стельмаху
вручает Президент Академии наук СССР
академик А.П. Александров
К концу 80-х годов НПО «Полюс» стало признанным лидером в разработке и производстве лазерных технологических и медицинских установок, полупроводниковых лазеров, кристаллов алюмоиттриевого граната, твердотельных лазеров различного назначения, лазерных дальномеров и целеуказателей, лазерных гироскопов.

Созданная кооперация позволила институту обеспечить потребности Министерства обороны и космической отрасли в элементах квантовой электроники из диэлектрических монокристаллов и Министерства электронной промышленности в лазерном технологическом оборудовании. Возможности комплекса позволяли решать задачи не только квантовой электроники, но и других направлений электронной промышленности, например, по разработке и массовому выпуску пластин из ниобата лития для производства фильтров на ПАВ для цветного телевидения.
РФ, 117342, г. Москва,
ул. Введенского, д. 3, корп. 1