АРАН. Фонд 2108С.

Институт спектроскопии (ИСАН)

Входил в состав Отделения общей физики и астрономии (ООФА).

Создан в 1968г. в г. Троицке Подольского района Московской обл. Предшественником института была лаборатория Комиссии по спектроскопии1.

Комиссия по спектроскопии в свою очередь была создана при Отделении физико-математических наук (ОФМН) 26 июня 1940г. под председательством Г.С. Ландсберга2. Задачи Комиссии были определены на заседании Президиума АН 13 июня 1946г. как - объединение работ по спектроскопии академических и внеакадемических учреждений и внедрение инструментальных методов спектроскопии в научные и практические исследования3. В 1951г. встал вопрос о передаче лаборатории Комиссии по спектроскопии в Физический институт им. П.Н. Лебедева, однако по распоряжению Президиума АН от 25 мая 1951г. лаборатория была оставлена в ведении Комиссии4.

По постановлению Президиума АН № 69 § 877 от 10 ноября 1967г. было признано целесообразным реорганизовать в начале 1968г. лабораторию Комиссии по спектроскопии в Институт спектроскопии5. За Комиссией по спектроскопии были сохранены функции Научного совета по оптике и спектроскопии.

29 ноября 1968г. Президиум АН Протокол № 60 § 863 в соответствии с решением Государственного комитета СМ СССР по науке и технике от 26 марта 1968г. и разрешением СМ СССР от 24 сентября 1968г. постановил организовать Институт спектроскопии в составе ООФА и утвердил основные направления его научных исследований6. По предложению Академика-секретаря ООФА академика Л.А. Арцимовича строительство Института спектроскопии было намечено в создаваемом в то время Научном центре в Красной Пахре, где уже существовали ИЗМИРАН и ИФВД.

Организатором, первым директором и идеологом направления научных исследований Института стал доктор физико-математических наук, профессор Сергей Леонидович Мандельштам, впоследствии член-корреспондент АН СССР. Ядром Института стала группа сотрудников лаборатории Комиссии по спектроскопии: С.А.Ухолин, Х.Е.Стерин, Г.Н.Жижин, В.Б.Белянин, Я.М.Кимельфельд, Э.Я.Кононов, М.П. Алиев, С.Н.Мурзин. Из ФИАНа в ИСАН перешли В.Г.Колошников, Б.Д.Осипов, В.С.Летохов, Р.В.Амбарцумян, О.Н.Компанец, О.А.Туманов, из Обнинска - В.М.Агранович, из МГПИ им. В.И.Ленина - Р.И.Персонов. С 1971 г. по 1977 г. в Институте работал С.Г.Раутиан. Привлечение известных ученых позволило быстро создать высококвалифицированный научный коллектив. Одновременно штат Института пополнялся молодыми способными выпускниками Московского физико-технического института, которые до сих пор работают в Институте и занимают ключевые позиции в мировом рейтинге ученых.

По замыслу С.Л.Мандельштама численность Института не должна была превышать трехсот-четырехсот человек. Небольшие по численности лаборатории позволяли руководителям заниматься прежде всего научной, а не административной работой и мобильно менять тематику исследований.

11 января 1973г. вышло постановление Президиума АН № 4§ 57 об уточнении сети научных советов АН. По этому постановлению на ИСАН было возложено организационное и материально-техническое обеспечение Объединенного научного совета по комплексной проблеме «Оптика»7.

15 ноября 1973г. по постановлению Президиума АН № 830 был утвержден состав Ученого совета института.

Директором института был член.-корр. С.Л. Мандельштам (1969-1989гг.), член-корр.Е.А. Виноградов (с 1989 г.).

В работе приняли участие: B.C. Летохов, Я.М. Кимельфельд, О.А. Туманов, В.Г. Миногин, О.Н. Компанец, В.М. Агранович, В.Г. Колошников, Р.И. Персонов, А.Н. Рябцев и др.

В задачи ИСАН входило: исследование спектроскопических констант атомов и молекул необходимых для астрофизики, физики, лазерной техники, органической химии и химической физики (измерение энергетических уровней атомов заурановых элементов и высокоионизированных атомов, сечений процессов взаимодействия атомов и молекул с электронами, фотонами и тяжелыми частицами, спектроскопических характеристик двух - и трехатомных и сложных органических молекул); создание новых методов и аппаратуры для спектроскопических исследований и их применений в физике, химии, биологии и технике (разработка новых принципов построения спектральной аппаратуры, основанных на применении лазеров, модуляционных методов анализа световых сигналов, а также использование лазеров, электронно-вычислительных машин и др. методов для повышения чувствительности, разрешающей способности, скорости и точности атомного и молекулярного спектрального анализа, его применений в науке и технике).

Деятельность института развертывалась по следующим основным направлениям: спектральный анализ химического состава вещества (локальный анализ, флуоресцентный анализ, комбинационное рассеяние и изотопический анализ); нелинейная спектроскопия сверхвысокого разрешения и создание на ее основе квантовых стандартов частоты оптического диапазона, гетеродинирование светового излучения; спектроскопия возбужденных состояний - исследование селективного возбуждения молекул и применение его в химии и биологии, изучение элементарных спектроскопических констант атомов и молекул в возбужденных состояниях; создание совместно с промышленностью и ОКБ АН новых спектральных приборов на основе лазеров с перестраиваемой частотой и лазеров с высокой стабильностью частоты.

В 1970-е годы в ИСАН был исследован метод нелинейной лазерной спектроскопии, основанный на явлении радиационного охлаждения и пленения атомов и молекул в резонанстном световом поле. Предсказаны новые квантовые уровни плененных в стоячей световой волне охлажденных атомов и квантовые переходы между ними. В области молекулярной спектроскопии проведены исследования селективной диссоциации молекул в двухчастотном ИК-поле. Также был сделан макет скоростного спектрометра для комбинационного рассеяния света.

В 1980-е годы в области спектроскопии твердого тела институтом был предложен принципиально новый механизм электрон-колебательного взаимодействия в молекулах, адсорбированных на металле, обусловленный адиабатическим перетеканием заряда от металла к молекуле и обратно. На его основе построена теория гигантского усиления (до 106 раз) КР света молекулами адсорбата, позволяющая впервые объяснить всю совокупность имеющихся экспериментальных данных. Предсказано существование нового типа поверхностных электромагнитных волн (нелинейных поверхностных поляритонов) и установлена возможность самоиндуцированной прозрачности поверхностных поляритонов и волноводных решений. Были проведены исследования спектров излучения и поглощения органических молекул в полимерных пленках при селективном выжигании узких провалов в полосах поглощения пленок, результаты кот. перспективны для увеличения объема памяти оптических запоминающих устройств за счет введения дополнительного частотного измерения. В области спектроскопии конденсированной фазы теоретически были исследованы процессы распада коллективных дипольных резонансных состояний шероховатой металлической поверхности, обусловленные как резонансным затуханием, так и превращением их в поверхностные поляритоны. В области спектрального анализа была существенно расширена область применения метода лазерного фотоионизационного детектирования атомов. Был также разработан новый спектроскопический метод измерения высоких электронных плотностей в плазме. В области спектрального приборостроения институтом была разработана экспериментальная установка абсорбционного спектрометра с субпикосекундным временным разрешением в области длин волн 0,3-1,5 мкм. Был создан и внедрен в эксплуатацию лабораторный макет пикосекундного универсального лазерного спектрометра (ПУЛЬС-Л), оснащенный приемником телевизионного типа с мини-ЭВМ. Созданы уникальные спектрометры сверхвысокого разрешения на основе непрерывно перестраиваемых лазеров на красителях и полупроводниковых лазеров для исследования спектров поглощения и когерентного комбинационного рассеяния. Выведен на расчетное разрешение уникальный ИК спектрометр АВИКС.

В начале 1990-х годов в институте в области атомной спектроскопии была создана компьютерная программа и выполнены расчеты спектроскопических констант многозарядных неоноподобных ионов (уровни энергии, длины волн, вероятности радиационных переходов, скорости диэлектронной рекомбинации), необходимые для проблемы рентгеновских лазеров. Построена теория обращения волнового фронта в рассеивающих средах с учетом эффектов слабой локализации.

В Институте работает Диссертационный совет Д 002.014.01 по присуждению ученых степеней кандидата и доктора физико-математических наук по специальностям "оптика" и "теоретическая физика" (председатель специализированного Совета — Е.А.Виноградов, ученый секретарь — М.Н.Попова).

Институт имеет лицензию на ведение образовательной деятельности в сфере послевузовского образования (т.е. в очной и заочной аспирантуре) по следующим специальностям: "Оптика", "Теоретическая физика", "Физика конденсированного состояния" и "Лазерная физика ".

При Институте работает базовая кафедра квантовой оптики Московского физико-технического института (зав. кафедрой чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н. Е.А.Виноградов, зам. зав. кафедрой д.ф.-м.н. Ю.Г.Вайнер), которая обеспечивает постоянный приток в ИСАН талантливой молодежи.

При поддержке Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы при Институте работает Научно-Образовательный Центр "Оптическая спектроскопия перспективных материалов".

Институт располагает уникальным комплексом оборудования, обеспечивающим проведение проблемно-ориентированных оптических исследований одновременно в широком спектральном диапазоне, со сверхвысоким спектральным, временным и пространственным разрешением, что позволяет проводить взаимодополняющие исследования материалов и процессов на единой научной платформе с получением достоверной детальной информации о структуре, оптических и магнитных свойствах, спектроскопических, релаксационных и других характеристиках различных материалов и структур с сохранением их свойств и функциональной активности.

Уникальные приборы и установки Института входят в состав научного оборудования Центра коллективного пользования "Оптико-спектральные измерения" ИСАН (ЦКП ИСАН): лазерный широкодиапазонный фемтонанооптический спектрометрический комплекс, не имеющий аналогов в Европе, созданный на базе последних моделей твердотельных лазеров фирмы Newport/Spectra Physics, лазерного проекционного спектромикроскопа, параметрических преобразователей частоты и системы регистрации разработки ИСАН; несколько современных фурье-спектрометров фирмы BRUKER, в том числе, вакуумный широкодиапазонный фурье-спектрометр IFS-125HR со спектральным диапазоном 0,2-2000 мкм и предельным разрешением 0,001 см-1, также не имеющий себе равных в мире.

Спектроскопия - динамично развивающаяся наука. Каждые несколько лет в ней возникают новые направления исследований. Все они представлены в Институте: оптика ближнего поля (эванесцентная спектроскопия); фемтосекундная спектроскопия; квантовая электродинамика микрополости; новые источники излучения с уровнем шума ниже квантового предела; спектроскопия единичных атомов и молекул; атомная оптика (лазерное управление движением атомов) и многое другое.

Вместе с новыми фундаментальными направлениями исследований в ИСАН рождаются и новые технологии: лазерное разделение изотопов; ультрачувствительные методы контроля состава сверхчистых материалов и загрязнения окружающей среды; создание сверхплотной плазмы; глубокое охлаждение атомов лазерным излучением; новые источники излучения; новые системы связи и множество разнообразных датчиков, многое другое.8

1 Вестник АН СССР. 1969. №2. С. 130-131.

2 Ф. 2. Оп. 6. Д. 28. Л. 89.

3 Ф. 7. Оп. 1. Д. 514. Л. 31.

4 Ф. 2. Оп. 6. Д. 111. Л. 221; Д. 115. Л. 72.

5 Там же. Оп. 6а. Д. 252. Л. 115-117.

6 Там же. Д. 263. Л. 152-154.

7 Там же. Д. 311. Л. 169-170.

8 http://www.isan.troitsk.ru/win/instit.htm