Что общего между умной теплицей, ЖК-телевизором, иллюминатором на МКС, лазером и вашей люстрой? Эти предметы создают оптотехники — специалисты, которые знают все о свете и оптических приборах. И благодаря этому помогают двигать вперед науку и промышленность, медицину, нефтепроизводство и даже оформление зданий и памятников. В ТПУ, например, таких профи готовят на программе «Оптико-электронные приборы и системы». О том, где применяется технологии оптотехники, какие перспективы есть в этом направлении и где учат профессии разбирались журналисты портала Tomsk.ru в проекте «Эра инженера».
Где применяется оптотехника
Оптотехники работают над микроскопами и телескопами. Но если вы думали, что это что-то далекое от вас, вы ошибаетесь. Фотоаппараты, видеокамеры, бинокли, эндоскопы и лазеры - тоже дело рук оптотехников.
Кстати! оптотехника включена в приоритетные направления развития науки и техники России и многих других стран по всему миру.
Помимо привычных и уже применяемых в быту приборах, направление включает:
- лазерные технологии и технологии 3D-прототипирования;
- оптические наноматериалы и биофотонику;
- светодиодное освещение, в том числе в сельском хозяйстве;
- люминесцентный анализ веществ;
- светодизайн.
Чем в оптотехнике отличились томичи?
Как рассказал доцент отделения материаловедения ТПУ и руководитель программы Сергей Степанов, в ТПУ направление оптотехника появилось более 60 лет назад. Начало положил электрофизик, доктор физико-математических наук, профессор Виктор Михайлович Лисицын. Программа серьезно трансформировалась с появлением направления лазерной техники.
Интересно: оптотехника — закрытая сфера, так как в ней много связано с оборонной промышленностью.
Новые материалы
Сейчас томские оптотехники внедряют технологии в разные отрасли. Например, ТПУ разрабатывает композитные покрытия для оптических элементов, а также керамические люминесцентные материалы. Это аналог кристаллическим материалам, из которых делают детекторы для томографов. Но керамические материалы быстрее и легче изготовить.
«Есть некоторые технические параметры, под которые придумываем состав материала. Смотрим, кто в России или в мире имеет наработки, модернизируем и синтезируем у себя новые материалы. И когда ты делаешь публикацию о материале, которого до тебя не было — всем интересно, что же на нем получится. Дальше материалы переходят в полузакрытые тематики», — рассказал Сергей Степанов.
Также специалисты ТПУ делают стеклянные матрицы для красной и красно-синей досветки растений. Материал сразу создается с нужным спектральным составом и создается приемник излучения с заданными спектральными свойствами.
Выращивание растений
Керамические люминесцентные материалы можно использовать в агробиофотонике. Например, для экономии электроэнергии в умных теплицах. Политехники разработали научно-тепличный комплекс, где совместно с компанией НИИ ПП идет разработка особого светодиодного светильника. Он может подбирать оптимальное освещение под потребности каждого вида растения: например, для помидоров или клубники. Световой поток меняется, при этом свет не рассеивается и используется в полном объеме. Технологию уже применили в Зеленхозе в Трубачево.
В ТПУ также создают целые биокультиваторы, в которых можно выращивать полезные водоросли, как хлорелла. Об этом рассказала доцент отделения материаловедения ТПУ Ксения Толкачева. Культиваторы уже отправили в Юргу, на томский рыбозавод, а также на производство «Томское молоко» в Ягодное.
«Студентка защищала стартап, выиграла и сейчас дальше продвигается по разработке домашних биокультиваторов, чтобы человек мог утром выпить полезных бактерий. Это еще не серийное производство, она ищет инвестора», — рассказала Ксения Толкачева.
Косметология и хирургия
Вылечить варикоз, убрать пигментацию или пройти программу омоложения? Оптотехники разрабатывают и медицинское оборудование с использованием лазерного излучения. Например, в томской компании «Центр оптических технологий» создают лазер для эстетической медицины.
Разработками для импортозамещения в лазерной хирургии сегодня занимается Уральский оптико-механический завод, где также работают выпускники ТПУ. Светотехнические приборы компании позволяют видеть первоначальный свет без затемнений. Это особенно важно на сложных операциях. Такое оборудование применяют на хирургических предприятиях в Москве.
Светодизайн
А с результатами работы таких специалистов мы сталкиваемся каждый день на улице. Подсветка зданий, памятников, светодиодные фонтаны и стадионы — все это дело рук и голов светодизайнеров. Они проектируют системы света, подчеркивают элементы декора в интерьере, подбирают свет. Так, выпускница ТПУ участвовала в освещении олимпийских объектов в Сочи и в Токио.
Как отметила Ксения Толкачева, рассмотреть для себя это направление могут творческие ребята, которые любят рисовать.
«Интересно с такими работать, у кого есть художка за плечами. У них световосприятие развито, можно интересные проекты делать, а мы уже добавляем к ним техническую базу, нужную светодизайнеру. Те, кто любят физику и раздел оптики, радиолюбители – тоже рады видеть. А вот по зрению для оптотехников ограничений нет», — отметила Ксения.
Стартап
Также оптотехник может открыть свое дело, если есть бизнес-идея. Он может разрабатывать оптическое или световое оборудование, сцинтилляционные материалы (в том числе с использованием 3D-принтеров), либо купить оборудование и запустить производство. Так сделали выпускники ТПУ, которые открыли «Мастерскую да Винчи» в Томске. С помощью двух лазеров они делают уникальную резку-гравировку с использованием реалистичной фотографии.
Интересно: Оптотехник сможет рассчитать нужное фокусное расстояние, чтобы создать себе очки. А сделать их потом сможет любой специалист-приборостроитель, если есть необходимое оборудование.
Штучные специалисты: как обучают оптотехников
Подготовка оптотехников сводится к проектной работе и к обучению в связке с компанией, куда он захочет устроиться.
«Мы готовим штучных специалистов, каждый уникален. Это довольно наукоемкая специальность и очень междисциплинарная. Есть разные предприятия, куда нужны разные направления оптотехники. Время доучивания никому сейчас не интересно. Предприятия заходят со своими кейсами. Им надо не сотню специалистов. А одного классного, под них подготовленного», — отметил Сергей Степанов.
Студенты изучают вопросы генерации, передачи и использования света в лабораториях университета, программные комплексы для моделирования оптических систем, разрабатывают «сквозные» фотонные технологии, необходимые во всех отраслях промышленности. Причем работают сразу с реальными задачами с производств. Например, в направленном дизайне оптических материалов вуз плотно сотрудничает с Росатомом. Студенты участвуют в программе стажировок, с 3 курса устраиваются по этой программе как стажеры, выполняют проекты, проверяют свои наработки.
Интересно: практически в каждом подразделении Росатома нужен оптотехник.
Направление для работы можно выбрать на витрине проектов. Над каждым на 2 курсе работает несколько человек, а через год переходят на индивидуальные тематики.
Практику ребята также проходят у заказчиков. Туда же, как правило, могут устроиться после обучения. Помимо крупных холдингов, как «Росатом» и «Газпром» это:
- Физтех-Энерго, Томск
- Институт оптики атмосферы СО РАН, Томск
- Институт сильноточной электроники СО РАН, Томск
- Уральский оптико-механический завод
- Новосибирский приборостроительный завод
- МГК «Световые Технологии», Москва
- ОЭЗ Томск
- Арлайт РУС, Москва
- Российский федеральный ядерный центр, Саров или Снежинск
- «Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов», Томск
- Rhonda Software, Владивосток
- ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания»
- ООО «Лазерный центр», Санкт-Петербург
«Ребята разрабатывают светотехническое оборудование, с нуля: от чертежа до готовой конструкции. Один может проектировать, второй исследовать на соответствие характеристикам, третий разрабатывать физический процесс, который будет происходить в лазере (такие установки в Петербурге делают). Крупных профильных заводов у нас не много. Например, GALAD занимается разработкой уличных светильников, «Световые технологии» в Рязани закрывают спектр промышленного, административного света. Остальные компании занимаются несерийным производством», — отметила Ксения Толкачева
Оптотехнические производства в России в основном стянуты в центральные регионы. Стандарт зарплаты для молодого специалиста – до 100 тысяч со старта. В метрологических центрах – меньше, от 70. После 3-4 лет специалист уже может рассчитывать на 260 тысяч в месяц.
Куда развиваться в оптотехнике?
Сейчас в Российской оптотехнике наращивают производственную базу: многое, что создано нашими учеными, реализуется за границей. Как поделился Сергей Степанов, в сентябре в России откроются несколько заводов, которые требуют специалистов, в том числе оптотехников.
