Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет Информационных Технологий, Механики и Оптики
Абитуриентам Университет ИТМО
2016-12-07
Что такое фотоника

Фотоника -

- область науки и техники, связанная с использованием светового излучения (или потока фотонов) в системах, которые генерируют, усиливают, модулируют, распространяют и детектируют оптические сигналы.

Оптоинформатика -

- выделившаяся и доминирующая в последние годы область фотоники, в которой создаются новые технологии передачи, приема, обработки, хранения и отображения информации на основе фотонов.

Фотоника и оптоинформатика -

- это энергично развивающаяся высокотехнологическая отрасль, ежегодный доход от продаж устройств и систем которой составляет в мире десятки триллионов рублей.

 



Масюков Максим, студент 3-го курса кафедры Фотоники и оптоинформатики.

   Имея широкий кругозор, мне было довольно трудно выбрать мою будущую профессию. В основном мне были интересны три дисциплины: информатика, физика, математика, и для меня было важно, чтобы в процессе обучения данные три дисциплины были главенствующими. Участвуя в олимпиаде для школьников, я услышал о кафедре Фотоники и Оптоинформатики Университета ИТМО. Изучив сайт и дисциплины подготовки, я понял, что это то, что мне нужно. Фотоника – одна из наиболее молодых и быстроразвивающихся отраслей науки. Загоревшись желанием внести свой вклад в научный прогресс, я поступил на данную кафедру, и остался удовлетворен. Со 2 курса я занимаюсь научной работой, которая включает в себя изучение свежих иностранных статей в данной научной области, программирование, математические расчёты, компьютерное моделирование. Разносторонние знания гарантируют успех в будущей карьере.

Литвинов Егор, студент 3-го курса кафедры Фотоники и оптоинформатики.

   Фотоника для меня – это искусство управления светом, искусство использования света во благо человека. Как и любое искусство, фотоника имеет множество образов, представлений и интерпретаций и каждый человек видит ее по-своему. Занимаясь подобным искусством, ты получаешь целый ряд инструментов, из которых можешь выбрать те, которые тебе нужны, научиться в совершенстве пользоваться ими и применить их, чтобы получить фотонику такой, какой ты ее видишь. Владение этим искусством может приносить вдохновение и просто удовольствие. А в стремлении получить что-то новое ты рискуешь быть захваченным полностью.



Гусева Виктория, студентка 3-го курса кафедры Фотоники и оптоинформатики.
   Что для меня фотоника? Это область современной науки, связанная с движением фотонов. Если менее формально и пространно, то фотоника – это множество возможностей. Развитие фотоники подразумевает использование её в других областях знаний. Можно заниматься биомедициной и исследовать онкологию и диабет, имея целью решить эти глобальные мировые проблемы. Можно заниматься защитой и безопасностью и разрабатывать новые терагерцовые детекторы для обнаружения скрытых предметов, скажем, в аэропорту. Можно создавать метаматериалы, задавать им необходимые свойства и использовать в прикладных разработках. Или, например, прикладная голография, фоточувствительные материалы – это всё к фотонике. И больше – именно этим мы занимаемся на нашей кафедре в Университете ИТМО. Ребята из моей группы занимаются научной работой с 1-2 курса, и, самое главное, у нашей кафедры есть возможность дать нам всё необходимое. Преподаватели активно набирают новых студентов под своё научное руководство. Если твой первоначальный выбор тебя разочаровал – ты вполне можешь найти себе другую тему и сменить направление. Здесь только поощряется энтузиазм и желание заниматься. На кафедре есть несколько лабораторий, в каждой современное оборудование, дающее хорошие, точные результаты измерений. Старшекурсники нашей кафедры написали программы для обработки результатов, полученных со спектрометра, и теперь работать с данными стало ещё проще.
   Если у тебя есть желание что-то создавать, проектировать, участвовать в создании новых технологий или просто быть в курсе последних новостей в области современных технологий, попробуй заинтересоваться фотоникой!


Гусев Святослав, аспирант 3-го года обучения кафедры Фотоники и оптоинформатики.

   Поступая на кафедру Фотоники и Оптоинформатики Университета ИТМО, Вы наверняка хотели бы несколько лучше понимать, что даст Вам выбор данного направления. Если обратиться к Википедии, то увидим, что фотоника подразумевает работу с оптическими сигналами, то есть по сути является оптическим аналогом электроники.
   Никого из Вас сегодня не удивить ни компакт-диском, ни голограммой, ни высокоскоростным интернет-соединением, проходящим по оптоволокну. Однако это лишь малая часть применения оптических технологий для получения, обработки, передачи и хранения информации. Вот ещё некоторые сферы применения фотоники:
   Одно из направлений – это спектроскопия, получение информации о структуре и химическом составе объекта оптическими методами. Для этого нам достаточно посветить лазером на объект и анализировать частотные характеристики возвратившегося пучка. Данный метод применяется для досмотра в аэропортах без применения рентгеновских лучей, для анализа доброкачественности опухолей без взятия биопроб, для контроля качества препаратов в фармацевтике и т.д.
   Другое интересное направление – оптические процессоры и вычислительные системы. Как вы знаете, скорость света высока, а потому и обработка информации при помощи оптической системы будет гораздо быстрее, чем при использовании традиционных электронных устройств. На настоящий момент создан ряд прототипов, показавших свою высокую производительность.
   Квантовая криптография – также одно из направлений в фотонике. Сейчас защита информации на линиях связи происходит при помощи шифрования сигнала электронным ключом, однако в связи с ростом производительности вычислительных мощностей она теряет свою эффективность. В качестве контрмеры применяется постоянное удлинение битности ключа. Но если одну из оптических линий использовать для передачи нескольких шифрующих квантов, то это позволит предотвратить перехват информации и ускорить её шифрацию. Прототип такой системы проложен между двумя корпусами Университета ИТМО.
   Голографические носители информации – это больше, чем просто компакт-диски. В связи с ростом количества информации появляется потребность в архивации этих данных. Голографические диски позволяют хранить на порядки больше информации, чем мы привыкли.
   И это лишь некоторые применения фотоники и оптоинформатики. Товарищ абитуриент, вступай в наши ряды – в самый эпицентр технологий будущего.
 

 Владимир Борисов, аспирант 1-го года обучения кафедры Фотоники и оптоинформатики.

 

  Фотоника, если хотите, это оптика 21 века. Почему же не продолжать называть её оптикой? Дело в том, что за последние 50-60 лет наука, изучающая физику света, шагнула настолько далеко вперед, что её едва ли можно сопоставить с общепринятой оптикой. Тут и нелинейные эффекты, и сверхвысокие плотности мощности, и сверхкороткие импульсы. Тут, конечно же, разнообразные квантовые эффекты и их применения. Словом, передний край оптической науки. И, поскольку такая наука уже ничем не напоминает старушку-оптику, то ей и нашлось новое слово – «Фотоника».
  Фотоника – наука во многом прикладная. До фотоники никто и подумать не мог, насколько свет может быть полезен в нашей жизни. Сейчас мы движемся к тому, что все больше и больше новейших технологий используют свет. Мы уже умеем передавать информацию на огромные расстояния со скоростью света. А скоро научимся шифровать её так, что никто не сможет нас «подслушать». Мы идем к тому, чтобы лечить разные серьезные болезни при помощи световых технологий. Сейчас во время сложнейших операций, хирурги используют лазерные скальпели для совершения максимально точных надрезов. А представьте себе, что в скором времени достижения фотоники позволят нам вообще не делать надрез, чтобы удалить опухоль или залатать артерию. Благодаря фотонике, исследование дальнего космоса для нас – не такая уж недостижимая цель. А если ученые, в том числе и на нашей кафедре, хорошо постараются, то фотоника в скором времени подарит нам настоящую шапку-невидимку и, быть может, световой меч. Ну и, конечно же, не стоит забывать о квантовом компьютере – одной из вершин современной науки, достижение которой невозможно без фотоники.
  Словом, фотоника сейчас находится в авангарде современной науки. Она сочетает в себе возможность исследовать ещё неизученные вопросы, а также применять свои знания на благо общества. Пожалуй, это та область физики, где пытливый студент может максимально раскрыть свой потенциал, наилучшим образом реализовавшись в качестве ученого.


Ярослав Грачёв, выпускник кафедры Фотоники и оптоинформатики, к.ф.-м.н., инженер-исследователь.



Фотоникой в настоящее время называют оптику в её современном аспекте. Кафедра занимается развитием актуальных направлений оптики c применением современных информационных технологий, а это:
 - и работа с лазерным импульсным излучением высокой энергии и сверхкороткой длительности;
 - и, наоборот, использование низкоэнергетического излучения терагерцового диапазона электромагнитных волн для     бесконтактной, неразрушающей диагностики и визуализации объектов с распознаванием веществ;
 - и голография, включая как изобразительную голографию, так и создание и обработку трехмерных цифровых копий объекта в реальном времени.
 Для меня работа на кафедре в этой области науки стала отличной возможностью для приобретения практических навыков конструкторской и экспериментальной деятельности. А человек с практическими умениями и знаниями всегда востребован.

 
  Ольга Смолянская, выпускница Университета ИТМО, к.ф.-м.н., руководитель лаборатории "Фемтомедицины" Международного института Фотоники и оптоинформатики.

 
  Термин «Фотоника» впервые прозвучал в 1970 году на 9-м Международном конгрессе по скоростной фотографии в США, г. Денвер. И на первом этапе под «фотоникой» понималась область науки, изучающая оптические системы, в которых носителями информации являлись фотоны. В связи с развитием лазерных технологий и изобретением лазерных диодов и волоконно-оптических систем связи в понятие «фотоника» вошли оптические телекоммуникации. Сегодня «фотоника» - это:
  • оптические и квантовые системы связи;
  • передача, запись и хранение информации;
  • медицинская диагностика и терапия (биофотоника);
  • разработка и производство лазеров;
  • биологические и химические исследования различных объектов;
  • экологический мониторинг;
  • световой дизайн и т.д.
  Биофотоника связана с фотобиологией и с медицинской физикой. Поэтому, с одной стороны, биофотоника занимается диагностикой и изучением биологических молекул, клеток и тканей. С другой стороны, она использует свет для воздействия на биологические ткани, например, в хирургии и терапии. Биофотоника  изучает разные аспекты взаимодействия биологических объектов и фотонов. Поэтому область применения биофотоники – это, в первую очередь, здоровье человека. Специалисты в области биофотоники также занимаются созданием источников света медицинского назначения, детекторов, систем визуализации и математической обработки оптических сигналов.
 
 
  
Design by Anton Alfimov         Powered by MagicTeam