Сделать плоское объемным: история основателя советской оптической голографии Юрия Денисюка и его научной династии

― У вас достаточно долгая научная династия ― я знаю, что ваш отец родился в семье инженеров-конструкторов. Именно это повлияло на его желание пойти в науку?

― Бабушка по отцовской линии была инженером-конструктором лесоразработок — разрабатывала систему сбора срубленного леса и его доставки с помощью канатных и железных дорог. Из детства хорошо помню, как она дома чертила ландшафт и схемы транспортировки на чертежной доске. Второй муж бабушки был тоже очень образованным человеком. Окончил гимназию, затем университет, говорил на греческом и немецком, а еще обучал меня французскому. По образованию он был инженером-конструктором поездов, но во время Великой отечественной восстанавливал истребители и бомбардировщики после боев на фронтовых аэродромах. А после окончания войны разрабатывал специальную бумагу для «Гознака» и читал лекции в университете. Думаю, отец видел и хорошо понимал, что такое инженерное дело, поэтому и выбрал такой путь.
 

― А почему он выбрал именно оптику?

— Отец поступил на инженерно-физический факультет ЛИТМО, где и познакомился со своей будущей женой — Галиной Васильевной. А после окончания университета начал работать в Государственном оптическом институте им. Вавилова (ГОИ Вавилова). Тогда это было большое научно-проектное учреждение, где работали порядка 15 тысяч человек.

Но на какую должность мог рассчитывать вчерашний выпускник вуза? Только на позицию обычного инженера. Чтобы подняться по карьерной лестнице, нужно было иметь степень кандидата наук и выше. Поэтому отец продолжил обучение в аспирантуре ГОИ. Там его научным руководителем стал известный ученый Евгений Юдин. Он и подобрал ему оптическую тему для кандидатской.

Евгений Федорович Юдин спросил у отца, что ему нравится больше всего, и тот ответил: «Фотография». Он увлекался ей еще с детства. Но в середине прошлого века про фотографию было уже всё известно, а голография только зарождалась. Ученые знали, как ее делать — уже был известен метод создания голограмм по Габору, но в этой теме еще оставались неизученные вопросы. И как раз их раскрытием занялся молодой аспирант.

― Сегодня Юрия Денисюка знают во всем мире как ученого, который изобрел способ записи изображения в трехмерных средах. Благодаря этой работе сейчас возможна запись полноцветных и ультрареалистичных голограмм. А что он сам рассказывал вам об этой работе? Понял ли он сразу, какое открытие совершил?

— Исследование голограмм продвигалось непросто. Научный руководитель отца ― Евгений Федорович Юдин ― был достаточно опытным ученым, но, к сожалению, к тому моменту уже пожилым. Он заболел и умер до защиты кандидатской отца. И это стало большой потерей ― и личной, и профессиональной. Ведь что делает научный руководитель? Он не только обеспечивает направление работы, но и помогает правильно составить документы на патент, написать статью, расставить в ней нужные акценты и сослаться на работы предшественников. Сейчас в такой ситуации назначили бы нового руководителя, который изучит работу аспиранта и поможет ему защититься. Но в то время таких строгих правил и контроля не было, поэтому отца фактически бросили.

В ГОИ Вавилова Юрий Николаевич занимался секретными разработками и не мог с ними защищаться и тем более публиковать. Поэтому он решил продолжить научную работу над голограммами. Сделал теоретические выкладки, чтобы проверить их на практике, но в администрации института идею не поддержали — там посчитали другие проекты важнее голограмм. Тем не менее, отцу выделили помещение, где он во внерабочее время, после восьми вечера, проводил исследования. Тогда лазеров не было, и он записал первые изображения шкалы и линзы с помощью ртутной лампы.

После того, как появились результаты, он хотел их опубликовать, но статью не приняли, поскольку в ней не было отсылок на работы предшественников в области голографии. Без публикаций почти невозможно защититься, а незащитившегося аспиранта могли лишить и стипендии, и работы. Тем не менее, в 1962 году статья вышла. Действительный академик Академии наук СССР Владимир Линник, который тоже работал в ГОИ Вавилова, подсказал, что в работе не хватает буквально одной фразы: «Технология голографии объединила принцип Габора с методом цветной фотографии Липпмана». Этого оказалось достаточно.

Защита тоже шла тяжело. Юрий Николаевич очень волновался, в какой-то момент даже не смог говорить, и работу перед комиссией пришлось частично представлять его жене. Голоса слушающих разделились — кто-то поддержал исследование, кто-то — нет. Но в итоге отцу удалось защититься с перевесом всего в один голос. После этого Юрию Николаевичу сразу дали должность начальника новой лаборатории в ГОИ Вавилова, и позже госпремию, на которую он купил «Москвич».

Вот что писал сам Юрий Денисюк в своей работе «Мой путь в голографию»:

«У меня возникла дерзкая мысль: нельзя ли создать такую фотографию средствами современной оптики? Или, если быть более точным, нельзя ли создать фотографии, воспроизводящие полную иллюзию реальности зарегистрированных на них сцен? Первые шаги в решении этой задачи были достаточно просты. Было очевидно, что полностью обмануть зрительный аппарат человека и создать у него иллюзию того, что он наблюдает истинный предмет, можно, если бы удалось воспроизвести волновое поле света, рассеянного этим объектом. Было также понятно, что задача воспроизведения волнового поля могла бы быть решена, если бы удалось найти метод регистрации и воспроизведения распределения фаз этого поля. В то время, поскольку я не знал о методе Габора, и введенном им термине "голография", я присвоил этой модели мой собственный термин "волновая фотография".

Спустя время про голографию в стране забыли, пока не произошло следующее. Статью с исследованием отца перевели на английский язык, ее просмотрели иностранные ученые и в 1968 году пригласили его выступить с докладом на парижской конференции по голографии. Это было нечто невообразимое. Как это — простой инженер и в Париже? Тогда советские академики уже единогласно поняли, что голографию нужно развивать и у нас. В результате в 1970 году в ГОИ Вавилова под руководством Юрия Николаевича открыли лабораторию голографии, позже ему присвоили степень доктора физико-математических наук и звание члена-корреспондента Академии наук СССР, а также наградили Ленинской премией.

После ухода из ГОИ Вавилова в середине 1970-х годов он стал проводить исследования в физико-техническом институте имени А.Ф. Иоффе. А в 1996 году его пригласил в ИТМО читать лекции по голографии ректор университета Владимир Васильев.

― А чему самому важному еще с детства отец научил вас? Какой главный совет в жизни дал?

— Как и отец, я рос в типичной семье инженеров-конструкторов― ребенком часто ходил к родителям на работу, смотрел на разные оптические приборы, это меня всегда очень интересовало. Еще с детства отец поощрял любые мои исследования.

Однажды я прочел в журнале «Техника — молодежи» о генераторе вихрей, и мы решили провести дома эксперимент. Взяли большую консервную банку, в одной стенке проделали небольшое отверстие, а к противоположной — приделали мембрану. В банку запускался дым, мы щелкали пальцем по мембране, и кольцо дыма выходило сквозь отверстие. Мы следили, как далеко оно полетит, а потом усложнили эксперимент, добавив препятствие.

Изучить неизвестный факт, попробовать его в разных ситуациях, понять, от чего он зависит, — вот чему всегда учил отец. Это повлияло и на выбор моей профессии.

Отец так объяснял мне смысл научной работы: есть инженерные разработки стандартной аппаратуры и приборов. Инженеру нужно просто следовать определенным нормам проектирования, чтобы что-то создать. Но бывают случаи, когда мы сталкиваемся с чем-то новым, и уже это называется наукой. Бывает, что по конкретной теме есть статьи и мы можем повторить эксперименты. Бывает, что непонятно, как что-то сделать. Нужно посмотреть, кто делал такие же вещи раньше и попробовать разные способы. А бывает, что ты обнаружил артефакт — явление, которое не укладывается в современные представления. Кто-то не поймет, что это научное открытие, а кто-то заинтересуется и будет работать над темой. И так один ученый за другим будет развивать направление, добавлять маленькую часть себя, пока научная концепция не станет завершенной.

Я предполагал, что моя профессия будет связана с инженерией. Очень хотел быть таким же, как мои родители, бабушка, дедушка. А отец посоветовал идти в микроэлектронику. Я поступил в ЛЭТИ, где учился микроэлектронике и технологии материалов, после этого работал в ГОИ Вавилова, а позже ― в ИТМО.

― Вы проработали в ИТМО более 20 лет. За это время основали в университете научную школу «Гибридные оптические наноструктурированные материалы». Чему были посвящены ваши исследования и к каким результатам удалось прийти?

― Я преподавал основы фотоники, биофизику, нанотехнологии и нелинейную оптику на органических кристаллах, а также руководил более чем 35 проектами. Например, для «Гознака» разработал полимеры с высокой концентрацией нанокристаллов и сделал на их основе голограммы. Для хранения обычных голограмм нужно сухое помещение, а голограммы с нанокристаллами выдерживают глажение утюгом и кипячение в воде. Такие свойства позволяют использовать изображения в качестве защитной системы. Можно нанести на документы тонкие и при этом объемные переливающиеся голограммы, которые нельзя скопировать.

Еще я разработал электрооптический модулятор на основе электроуправляемых органических кристаллов DAST. Это устройство позволяет обрабатывать радиосигнал радиолокаторов. Например, от локатора исходит радиосигнал, он подается на электрооптические модуляторы и модулирует световой сигнал, то есть регулируется амплитуда, фаза и поляризация излучения. Отфильтрованный световой сигнал обрабатывается уже обычным электронным прибором. Электрооптический модулятор используется в оптических системах для обработки, шифрования и дешифровки сигналов.

― Как исследования, начатые вами, развиваются в ИТМО сейчас?

― У меня несколько последователей, одна из них ― Мария Фокина. В 2003 году она стала моей студенткой — сначала защитила диплом, а потом и диссертацию в аспирантуре. Сейчас она доцент, кандидат физико-математических наук и преемница моей лаборатории лазерных нелинейных кристаллов ИТМО. В последнее время мы сделали с ней несколько проектов. Первый был посвящен разработке конвейера с машинным зрением для автоматической сортировки янтаря — по сорту и типу камня и количеству включений. Второй проект — разработка полимеров с нанокристаллами серебра и оксида цинка совместно с петербургским НИИ медицинской микологии им. П.Н. Кашкина. Мы изучали, как наши материалы подавляют разные микроорганизмы и грибки и могут ли использоваться для заживления ран.

Еще одна моя коллега и партнер по работе — директор и профессор центра химической инженерии ИТМО Майя Успенская. Мы познакомились на диссертационных советах и начали общаться, писать совместные работы. Она тоже сделала замечательную вещь для врачей — гелевые повязки с наночастицами, которые подавляют микробы и грибы и ускоряют заживление тканей. И еще одно направление — трансплантация костей. По идее Майи Успенской, в будущем можно будет не искать донора для трансплантации, а ввести вместо кости нанокомпозит, который будет постепенно наращивать кость, а потом сам распадется.

Мой сын Андрей тоже пошел в науку, но с уклоном в индустрию. Сейчас он разрабатывает нанолитографы и обеспечивает послепродажную поддержку и обучение персонала.

― Как считаете, что нужно, чтобы создавать и поддерживать преемственность в науке?

— Чтобы развивать преемственность, сперва нужен специалист, у которого есть знания, научные статьи, достижения и желание учить других. Он будет передавать свой опыт, проводить исследовательские работы со студентами и аспирантами. Выпускник, который понимает и умеет работать руками, не обязательно остается в родном университете, а идет в другие места, чтобы набраться опыта, а затем найти новое место работы. И это по сути и есть преемственность. Под моим руководством защитились 11 кандидатов наук, и большинство из них стали руководителями заводских лабораторий при крупных предприятиях.

Я желаю студентам, аспирантам и всем молодым исследователям увидеть вдали новые горизонты, найти свою стезю в науке и технике, чтобы в дальнейшем создавать новые приборы и совершать открытия в науке. В добрый путь!