Аспирант ИТМО Евгений Одляницкий — о создании лазерной установки для задач биофотоники и научной работе во время изоляции

Первый в Европе и второй в мире

Евгений, расскажи, почему эту установку собирали именно во Франции?

Ученые университета Бордо несколько лет заняты разработками в этой области. У лаборатории уже было необходимое оборудование, детали, наработки, но не хватало специалиста, который бы взялся за сборку. А в силу того, что мой научный руководитель Ольга Смолянская, руководитель лаборатории фемтомедицины, уже около трех лет сотрудничает со специалистами из Университета Бордо и у нас есть ряд совместных проектов, исследований, то французская сторона предложила кому-нибудь из наших сотрудников взять на себя сборку. Собственно, так я оказался на стажировке.

В чем основной принцип работы установки?

Это оптическая установка на базе фемтосекундного лазера. Длина волны терагерцового излучения достаточно большая, соответственно, проблематично получать изображения в терагерцовом диапазоне в таком качестве, чтобы можно было рассмотреть мелкие детали исследуемого объекта. Для достижения высокого разрешения изображения необходимо сфокусировать лазерный пучок таким образом, чтобы диаметр пятна в фокусе был минимален. Так как в Европе таких установок пока нет, а в мире есть одна — японская, то для своей работы я использовал метод LTEM (Laser Terahertz Emission Microscope), предложенный профессором Таначи (M. Tonouchi).

То есть в России подобные системы пока не созданы?

Насколько мне известно, установок с принципом, предложенным Таначи, нет. Но в Институте общей физики им А.М. Прохорова РАН в Москве лаборатория ИОФ РАН под руководством Кирилла Зайцева проводит похожие исследования, но схема используется другая. Однако я уверен, что многие исследователи, работающие в терагерцовой области, хотели бы получать изображения в высоком разрешении, а значит, стремятся к созданию подобной технологии.

Просто пока это достаточно новая тема, она стала развиваться после публикаций японского ученого Таначи. Думаю, что аналогичную систему можно собрать и на базе ИТМО. Сейчас мы активно сотрудничаем с Валерием Трухиным, научным сотрудником факультета фотоники и оптоинформатики нашего университета, который разрабатывает терагерцовый микроскоп. Уверен, что объединив наши наработки и опыт, мы смогли бы получить хороший результат.

Во Франции ты один собирал установку или в научной группе?

Научный руководитель курировал процесс сборки, сотрудник лаборатории Фредерик Фоке (Frederic Fauquet) помогал мне с организационными моментами: заказ оборудования, деталей, а всю остальную работу выполнял я сам.

Прерванное исследование и дальнейшие планы

Твоя стажировка закончилась на полтора месяца раньше из-за распространения вируса. Расскажи, на каком этапе вы остановились?

Работа сделана на 80-85%. Нам удалось получить терагерцовый сигнал, собрать необходимые элементы установки. Осталось только решить проблему, связанную с дисперсионными искажениями в оптическом волокне, которое является частью детектора и отвечает за проведение зондирующего пучка в зону детектирования терагерцового сигнала. Я надеюсь, что смогу продолжить работу с установкой после снятия карантина. Перед отъездом мы обсуждали эту возможность с руководителем данного проекта Жан-Полем Гийе.

Как-то продолжаешь вести проект удаленно?

Эту паузу я использую для написания различных текстов по проекту: описание работы, отчеты. Делаю то, что можно сделать из дома, потому что в большей степени это практическая задача, которая требует моего присутствия в лаборатории.

Это твой первый опыт научной деятельности за границей?

Да, и он был крайне полезным. Я многому научился как в бытовом плане, так и в исследовательском; узнал, что значит жить и заниматься наукой во Франции. Возникали какие-то трудности, но мы с ними справлялись. Зато эти знания дали большой опыт, теперь я чувствую себя намного увереннее в сборке сложных оптических установок.

Какие исследования ты планируешь проводить в дальнейшем?

В своей диссертации я хочу показать возможность получения изображения раковых клеток в терагерцовом диапазоне частот с высоким пространственным и продольным разрешением. В работе будут предложены физико-математические модели взаимодействия ТГц излучения с биологическими объектами и разработаны новые методы импульсной терагерцовой спектроскопии и микроскопии с повышенными техническими характеристиками.

Наша лаборатория сотрудничает с коллегами из российского Национального медицинского исследовательского центра онкологии имени Н.Н. Петрова и медицинским центром им. В. А. Алмазова в Петербурге. Коллеги предоставляют мне биомедицинские объекты и консультируют по теоретическому обоснованию обнаруженных эффектов, а также практическому использованию научных результатов для клинической практики. Полученные мной результаты смогут стать основой для нового метода мониторинга патологических изменений в тканях организма.