От люстры к иллюминатору: что делают оптотехники для разных предприятий и наук

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». Послушать о специальности можно в подкасте:

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.