автореферат диссертации по истории, специальность ВАК РФ 07.00.10
диссертация на тему: История становления российской оптоэлектроники и ее применения на железнодорожном транспорте

Полный текст автореферата диссертации по теме "История становления российской оптоэлектроники и ее применения на железнодорожном транспорте"

На правах рукописи

ШИЛИНА Елена Владимировна

ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ Специальность 07.00.10. - История науки и техники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения"

Научный руководитель: Доктор исторических наук, доцент

Тарасова Валентина Николаевна

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Носов Юрий Романович Кандидат технических наук, доцент

Казанский Николай Александрович

Ведущая организация: Институт истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова Российской академии наук

Защита состоится 2005 г. на заседании диссер-

тационного совета Д 218.005.09 при Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу 127994, Москва, ГСП-4, ул. Образцова, 15, в ауд. 1235.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан 2005 г.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять в адрес университета. Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

В.А. Козырев

Актуальность темы. Вторая половина XX в. характеризуется глобальными преобразованиями в электронике. Изменение представлений о ее развитии, в том числе оптоэлектроники, сопоставимо лишь с революцией в физике начала XX в., которая привела к принципиально новому пониманию микромира.

Оптоэлектронные (фотонные) приборы и технологии отвечают запросам современного "информационного" общества, поскольку обладают экономичностью, надежностью, технологичностью, быстродействием, долговечностью и миниатюрностью. Это позволило оптоэлектронике занять прочное положение одного из ведущих направлений электроники.

Железнодорожный транспорт - сложная наукоемкая техническая отрасль, в которой, в первую очередь, осуществляется внедрение инновационных технологий. Новые оптоэлектронные устройства находят применение в системах сигнализации и связи, контроля нагрева букс, видеонаблюдения и т.д. Поэтому историко-технический анализ становления и применения оптоэлектроники на рубеже XX - XXI вв. актуален для определения динамики, направлений развития и внедрения оптоэлектронных технологий на железнодорожном транспорте.

Цель диссертации - исследование историко-технических аспектов развития отечественной оптоэлектроники и опыта ее применения на железнодорожном транспорте.

Методология работы основывалась на междисциплинарном принципе исследования. Использование системного анализа позволило рассмотреть оптоэлектронику как сложный комплекс. Применение сравнительного метода дало возможность объективно оценить достижения отечественной оптоэлектроники на фоне ее мирового уровня.

Объектом исследования является процесс развития физических

основ и становления оптоэлектроники с конца XVII по начало XXI вв.

Предмет исследования - технические средства оптоэлектроники, в том числе для железнодорожного транспорта.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

- выявление критериев для определения периодов развития оптоэлектроники, исходя из особенностей, закономерностей и преемственности теоретических и прикладных исследований;

- систематизация фундаментальных открытий в области физики с конца XVII по начало XXI вв. с целью определения их роли в процессе зарождения и становления оптоэлектроники;

- определение влияния полупроводниковых технологий на создание элементной базы оптоэлектроники в 60-е гг. XX - начале XXI вв.;

- оценка роли государства, академического и педагогического социума, научной общественности в развитии отечественной оптоэлектроники;

- раскрытие историко-технических аспектов внедрения оптоэлектрон-ных технологий и перспектив их применения на отечественном железнодорожном транспорте;

- выявление тенденций мирового рынка оптоэлектронных приборов и систем с целью определения эффективности их применения и прогнозов развития на транспорте;

- разработка методики оценки исторической обусловленности и целесообразности внедрения новых технологий на железнодорожном транспорте на примере комплекса технических средств для фотонного измерения состояния железнодорожного полотна метрополитена в плане и профиле (КСИР).

Методология изучения истории развития элементной базы оптоэлектроники впервые была рассмотрена Ю.Р. Носовым. Б.Н. Авдонин, В.М. Пролейко и А.А. Щука исследовали основные вехи развития науки и про-

изводства электронной промышленности в СССР. В статьях А.С. Адонина, Ж.И. Алферова, И.С. Васильева, Ю.П. Докучаева, В.И. Локтионова, С.И. Реброва, В.В. Симонова, Н.Н. Усова и др. государственное руководство электроникой в советский и постсоветский периоды оценивалось по динамике изменения объемов производства изделий электронной техники (ИЭТ), в том числе оптоэлектронных приборов.

Разработка и модернизация бесконтактных систем видимого и инфракрасного (ИК) диапазонов для контроля узлов подвижного состава и состояния рельсовой колеи, промышленных телевизионных установок (ПТУ), светодиодных (СИД) матриц для систем железнодорожной сигнализации нашли отражение в публикациях В.А. Боганика, И.К Верещагина, В.И. Есюнина, B.C. Жильцова, В.Г. Иноземцева, Р.А. Косилова, А.А Миронова, ГА Николаева, Г.С. Оноприя, П.А. Путина, Б.С. Сергеева, А.Ф. Тагирова, В.В. Фарафонтова, В.Ф. Феоктистова, В.А Шилина и др.

Вопросы истории развития электроники и оптоэлектроники за рубежом представлены в статьях G. Friedman, E. Loebner, С. Veber, P. Reys и др. Создание элементов волоконной оптики, фотонных кристаллов, КМОП-ФД БИС, систем на кристалле прослежено по работам D. Bishop, V. Acsynk, N. Slow, H. Titus, J. Bonten, D. Sterling и др.

Для оценки вклада российских ученых и инженеров в развитие электроники, микро- и оптоэлектроники были проведены научные семинары и беседы с академиками Б.П. Захарченей, А.Л. Микаэляном, чл.-корр. РАН В.Я. Панченко, главными инженерами заводов и НИИ электронного комплекса А.С. Адониным, Ю.Р. Кузнецовым, Ю.В. Тишиным и др.; заведующими кафедр электроники ведущих технических вузов профессорами В.Я. Стениным, К.О. Петросянцем, Б.С. Ринкевичюсом.

Правовой базой исследования явились законодательные акты СССР и РФ в области электронной промышленности за период с 1946 по 1985 гг.

и с 1994 по 2000 гг.

Государственные мероприятия по выводу электронной отрасли из кризиса начала 1990-х гг. изучены по Федеральной (Президентской) программе "Развитие электронной техники в России на период до 2000 года", целевой программе "Развитие электронной техники в России на период 2001-2006 годов" и указам Президента РФ 1997 г. и 1999 г.

Изученная историография показала, что историко-технические аспекты развития оптоэлектроники не подвергались компаративному анализу, который бы учитывал экономическую, социально-политическую и технологическую компоненты.

Научная новизна диссертации состоит в следующем:

1. Разработана периодизация развития оптоэлектроники.

2. Показана взаимосвязь и преемственность исследований в области физики с концаХУП по началоХХ1 вв., прогресса полупроводниковыхтехнологий с развитием оптоэлектронных приборов и систем, их промышленным применением, в том числе на железнодорожном транспорте.

3. Установлена определяющая роль государственного руководства отечественной электронной промышленностью в период с 20-х гг. ХХ по начало XXI вв.

4. Выявлено влияние академической науки, вузов и научной общественности на развитие электроники и внедрение оптоэлектронных технологий в промышленности, в том числе на железнодорожном транспорте, в период с 30-х гг. XX по начало XXI вв.

4. Установлены тенденции развития мирового рынка оптоэлектронных приборов и систем для определения перспектив их применения на железнодорожном транспорте.

5. Разработан инструментарий для оценки гуманитарной значимости нового проекта (изделия, системы), дополненный необходимым математи-

ческим аппаратом для расчета продолжительности этапов внедрения.

Научно-практическая значимость диссертации определяется целесообразностью ее использования в преподавании курса «история науки и техники» студентам специальности "управление инновациями"; "история российской науки" и "история техники" - слушателям инженерных специальностей. Результаты исследования могут быть применены в процессе создания сводных работ по истории электроники, полупроводниковой техники, микро- и оптоэлектроники, вычислительной техники, составления прогнозов развития оптической связи.

Апробация работы. Основные результаты работы изложены на конференциях "II International Conference on Photonics for Transportation" (2001 г., г. Сочи); XIII Международной научно-технической конференции "Лазеры в науке, технике, медицине" (2002 г., г. Сочи); V Научно-технической конференции "Электроника, микро- и наноэлектроника" (2003 г., г. Кострома); в Обществе ученых "Твердотельные оптоэлектронные комплексы" в 2003 г. и научно-технических семинарах Института проблем проектирования в микроэлектронике (ИППМ РАН) в 2004 г.; использованы в учебном процессе МИИТа. Полученные данные опубликованы в пяти статьях.

Структура диссертации: работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и источников. Она снабжена необходимым математическим аппаратом. В главах содержатся 12 таблиц и 57 рисунков.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность и научная новизна темы, сформулированы цель, задачи, объект, предмет и методология исследования; проведен историографический и источниковедческий анализ; определена научно-практическая значимость; представлена апробация получен-

7

ных результатов.

В первой главе "Становление элементной базы оптоэлектроники (конец XVII - начало XXI вв.)" определены критерии и обоснованы периоды развития направления с целью выявления преемственности в научных исследованиях. Критериями для установления периодов послужили степень научной разработанности и широта применения приборов и. систем в промышленности, а также определяющая роль государства (для России) в развитии оптоэлектроники.

В рамках первого периода "Зарождение физических основ оптоэлектроники" с конца XVII по 30-е гг. XX вв. рассмотрены исследования И. Ньютона, О.-Ж. Френеля, М. Фарадея, У. Смита, Г. Герца, М. Планка, Л. де Бройля, А. Эйнштейна, Дж. Максвелла, А. Шрёдингера, А. Вильсона, У. Шокли, Д. Бардина, О. Браттейна, Р. Нойса, Д. Килби, а также отечественных ученых И.П. Кулибина, А.Г. Столетова, П.Н. Лебедева, А.А. Эйнхен-вальда, О.В. Лосева, Б.И. Розинга, В.К. Зворыкина, П.Н. Черепкова и СИ. Вавилова, А.Ф. Иоффе, Л.Д. Ландау, И.Е. Тамма, А.В. Красилова, В.А Фабриканта, A.M. Прохорова и Н.Г. Басова, А.Л. Микаэляна, Ж.И. Алферова. Они были систематизированы по практическому вкладу ученых в развитие оптоэлектронных приборов. Для этого периода характерна приоритетная роль личности ученого в развитии физических основ науки.

Рамки второго периода "Полупроводниковые технологии - основа для создания оптоэлектронных приборов" определены с 1940-х по 1960-е гг., поскольку изобретение транзистора сделало возможным создание фотодиодов, СИД, индикаторов, оптронов, приборов с зарядовой связью (ПЗС), лазеров, элементов волоконной оптики, принципиально преобразовавших системы приема, обработки и передачи информации для промышленного применения. Особенностью периода является стимулирующее влияние Второй Мировой войны, противостояния СССР и США в области

вооружений на развитие электроники.

Третий период "Становление оптоэлектроники" объемлет 19701980-е гг. и характеризуется расширением оптоэлектронной элементной базы за счет появления многоэлементных фотоприемников, гетеролазеров, волоконно-оптических компонентов и их широким применением в военных системах, промышленности и быту. Выявлен факт "социального заказа" на производство изделий электронной техники (ИЭТ).

Четвертый период "Развитие современной оптоэлектроники с 90-х гг. XX по начало XXI вв." отражает определяющую роль оптоэлектронных систем в информационных и телекоммуникационных технологиях (ИТТ). Это связано с появлением КМОП-ФД БИС, фоточувствительных ПЗС (ФПЗС), технологии многоспектрального уплотнения (DWDM) для волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), фотонно-кристаллического волокна (ФКО) и новейших промышленных лазерных технологий. Установлено обратное влияние ИТТ на современный социум, поскольку они во многом стали определять развитие "информационного общества".

В рамках периодизации рассмотрены направления, тесно связанные с оптоэлектроникой в области электронного прибор+остроения (интегральные схемы, компьютеры, твердотельное телевидение). Классификация основных периодов развития оптоэлектроники, взаимосвязь ее физических основ с развитием элементной базы и современными оптоэлектронными системами, в том числе для железнодорожного транспорта, даны в форме табл.1.

Во второй главе "Организация управления электронной промышленностью в СССР и России" установлено, что с 1920-х гг. начало осуществляться государственное реформирование предприятий радиоэлектронного профиля дореволюционного периода.

Определено, что база электронной промышленности была заложена

I. Физические основы оптоэлек-тропики (коней Н XVI 1-30-е гг. о» XX вв.)

Поноша света Теооня алекпю- Квантовая Физика Полупроводники ФатоэДДест Люминес-

Ньютон 1690 г Гюйгенс 1700 г Юш 1807 г Френель 1817 г Ломоносов 1750-е г Лебедев 1908 г магнитного поля Планк 1900 г Эйнштейн 1905 г ДеБройль 1923 г Шрёдингер 1926 г Эйнштейн 1916 г Прсксрщ Басов ]954г Алфёров 19701 Фарадей 1833 г Бекккерель 1839 г Ландау Тамм, Мотг, Давыдов, Френкель 1930-е г 1 Смит 1873i Герц 1887 г Столетов 1888 г Иоффе 1913 г Комптон 1922 г 1 ценция

Фаршей 1845 г Максвелл 1864 г Герц 1887 г I Лосев 1923 г Черенков-Вавилов 1934 г

I

s

X

о р

а ■а s о

ь »

•о о X

s

II. Полупроводниковая электроника -база для появления оптоэлектроннкн (1940-1960-е п.)

III. Становление оптоэлектроннкн (1970-1980-е гг.)

IV. Современная оптошектпоиика (90-е гг. ХХ-начало XXI вв.)

Л

Одноэлементные полупроводниковые фотоприемкикн

(фоторезисторы, фотодиоды, ИК диапазона)

Полупроводниковые излучатели

Многозлемензные фотонрием-ники (матрицы ФЛ, ФПЗС) ИК, ВД и ИК диапазонов

I

Оотроны ОптронныеИС

ВОЛИ

Лазеры

Крупноформатные фотоприемные СБИС

-ФПЗС (9100 x 9100)

- однокристальные КМОП-ФД

- цифровые камеры (4200x3700)

- икгеллектуалиные СТЗ

- крупноформатные ФПУ УФ, ВД И ИК

- КМОП микроболометры --1

Магистральные ВОЛП Беспроводная ИК связь

- ОВ с нюкой дисперсией и

затуханием DWDM (6 Т/бит/с) компьютерные ИК сети лазерноатмосферная связь

~1

ТВ системы

С ИД индикаторы

(красные, желтые, зеленые, ИК)

Твердотельное ГПС телевидение

Лазерные технологии

- формирование и упро-

чение поверхности

- дальномеры и лкдары

- оптические диски

- медицина

- ЭКОЛОГИЯ _

Суперъяркие С ИД

- крупноформатные индикаторы (красные, желтые, зеленые, голубые, бечые)

- СИД для освещения

Тепловидение

Современные и перспективные ОЭ системы на железнодорожном транспорте

* ИК контроль температуры букс

* лазерные технологии и системы контроля

* фотонные системы контроля геометрии пути и ответственных частей подвижного состава *ВОЛП ___

в период с 1930-х по 1960-е гг. Это подтверждается созданием центральных отраслевых органов в лице Комитета по радиолокации при Государственном комитете обороны, а также инфраструктуры отрасли, состоявшей из НИИ, КБ и заводов. Производство развивалось в направлении полупроводниковой электроники и вакуумной СВЧ техники. Создание системы управления завершилось в 1965 г. образованием Министерства электронной промышленности (МЭП) СССР. Центр микроэлектроники в г. Зеленограде, сеть союзных и республиканских полупроводниковых предприятий стали научно-технической базой исследований и производства ИЭТ.

Период с 1970-х по 1980-е гг. определяется наиболее высоким уровнем электронной промышленности в СССР и ее оптоэлектронного компонента благодаря мощной поддержке государства и обоснованной стратегии научно-технического развития. В процессе исследования деятельности отраслевых государственных комитетов и министерств, предприятий электронного комплекса НИИ-160, НИИ "Сапфир", НИИ "Пульсар", НИИ "Плазма", НИИ электронной техники, НИИ "Зенит", ОАО "Оп-трон" и др. установлено, что, к концу 1980-х гг., по сравнению с 1965 г., производство ИЭТ возросло почти в 35 раз, число предприятий - более чем в 10 раз, объем производства - в 185 раз, удельный вес электронной промышленности в объеме промышленности СССР - почти в 17 раз. Государственная система управления наукой и производством включала всесоюзные и республиканские институты Академии наук, вузы, научно-технические общества (НТО). Оптоэлектроника начала интенсивно развиваться и внедряться в промышленности, в том числе на железнодорожном транспорте. В середине 1970-х гг. предприятия МЭП освоили выпуск всех видов оптоэлектронных приборов.

Выявлено значительное влияние крупных ученых и организаторов науки на создание электронной промышленности. В их числе А.И. Берг,

К.А. Валиев, Н.Д. Девятков, В Г. Колесников, В.А. Красилов, М И. Неделин, Н.А. Пилюгин, Ф Г. Старое, Д Ф Устинов, А.И.Шокин

Период с 90-х гг. XX по начало XXI вв исследован с точки зрения влияния политических и экономических перемен в России на развитие электроники и оптоэлектроники. Из-за распада СССР отечественной электронике был нанесен значительный урон Ориентация государства на зарубежную элементную базу привела к резкому сокращению финансирования и ликвидации многих предприятий. Развал электронной промышленности в России проходил на фоне бурного развития электроники в мире. Значительное отставание от мирового уровня иллюстрируется показателями выпуска ИЭТ и объемами финансирования полупроводниковых НИОКР в СССР и США со второй половины 1980-х гг (рис. 1,2). Видно, что во второй половине 1990-х гг. увеличение финансирования повлекло рост выпуска ИЭТ.

1986 1990 1996 2000 2005 2020

Рис 2 Сведения о производстве ИЭТ на душу населения

В конце 1990-х гг. началось постепенное наращивание производства ИЭТ, что диктовалось интересами безопасности и обороноспособности страны. Важным фактором государственной поддержки стала Федеральная

программа "Развитие электронной техники в России на период до 2000 года".

В начале XXI в. развитие электроники определяется Федеральной программой "Развитие электронной техники в России на период 2001-2006 годов" и поддерживается отраслевыми программами оборонного комплекса и ОАО "РЖД". Объем российского рынка полупроводниковых (в том числе оптоэлектронных) элементов на 2004 г. оценивается в 1 млрд. долл., что составляет 1/250 мирового объема рынка полупроводников.

Выявлены определяющая роль академической науки в развитии фундаментальных основ оптоэлектроники, значительный вклад высшей школы и НТО в поддержку исследований и сохранение кадрового потенциала. Анализ показал, что развитие стратегически важных отраслей, к которым относятся электроника и оптоэлектроника, невозможно без системы государственного управления и финансирования.

В третьей главе "Применение оптоэлектронных (фотонных) приборов на отечественном железнодорожном транспорте" прослежен процесс внедрения устройств для обеспечения безопасности движения, выполненных на российской элементной базе за период с 60-х гг. XX по начало XXI вв. В их числе — бесконтактные системы видимого и ИК диапазонов для контроля ходовой части подвижного состава, светодиодные системы световой сигнализации (ССС), ПТУ, фотонные системы контроля геометрических параметров пути, этапы строительства ВОЛС МПС России.

Динамика разработки и внедрения ИК аппаратуры контроля температуры букс представлена на рис. 3. Выявлено, что время от разработки до внедрения составляло около 5 лет.

В ходе анализа внедрения ССС ЗАО "Транссигнал", разработанных в конце 1990-х гг. для переездных светофоров, выявлено, что уже через 3 года они были установлены на Горьковской ж. д. благодаря высокому

|2ооо ■ внедрение '1990 * разработка

|1980 ¡1970 -•1960

ЛОМАМ ПОМАМ

* '-Г

<

Рис. 3 Сведения о разработке и внедрении ИК систем контроля температуры букс Уральским отделением ВНИИЖТ и ЗАО "Инфотекс"

коэффициенту преобразования электрической энергии в световую и значительному повышению расстояния видимости (табл. 2).

Таблица 2

_Сведения о силе света светодиодных и ламповых светофоров

Цвет Сила света в ССС, кд Сила света в светофоре с лампой

мощностью 15 Вт, кд

Красный 2100 1560

Желтый 4350 3100

Зеленый 2600 1950

Исследование внедрения телевизионных систем показало, что с конца 1960-х гг. применялись ПТУ, разработанные ЦНИИ МПС, ЦШ МПС для считывания номеров вагонов; с 1980-х гг. - ПТУ КБ ЦШ МПС, ЛИ-ИЖТ, РГОТУПС для различных технологических задач; камеры нового поколения на ПЗС - с начала 1990-х гг. Процесс внедрения занимал в сред-

и^л^ ^ 1 гг»ття {тлг 2000 щ

1990 1980 1 1970 1900 1950 I

Рис. 4. Сведения о разработке и внедрении ПТУ С конца 1990-х гг. проходят опытные испытания новейшие оптоэлек-

тронные системы, которые прослежены на примере аппаратуры КСИР (ООО "Спецтелетехника", ИППМ РАН, МИИТ) для бесконтактного измерения состояния пути. В числе новых лазерных технологий рассмотрены упрочнение поверхностей головки рельса и катания колес (НИИ машиностроения, ОАО НИИТМ "Сириус"), система автостопа (ПГУПС), устройство видимого и ИК диапазонов, сопряженное с лазерным локатором для всесуточно-го и всепогодного наблюдения трассы (ВНЦ ГОИ им. С.И. Вавилова).

Решение о строительстве ВОЛС МПС России в конце 1990-х гг. было вызвано преимуществами сверхширокополосных оптических линий передачи перед широкополосной радиосвязью (табл. 3) и волоконно-оптических кабелей (ВОК) - перед медно-кабельной сетью связи.

Таблица 3

_Сведения о сравнении оптической и широкополосной радиосвязи

Характеристика Радиосвязь Волоконно-оптическая связь

Длина волны, мкм 10' 1

Частота несущей, Гц 3x10'° Зх 10"

Полоса частот передаваемого сигнала, Гц Зх 107 3 х 10й

Полоса частот при спектральном уплотнении, Гц 3x10'" 3x10"

Диапазон X » 1 см наиболее распространен в современной радиосвязи. В системах оптической передачи используются оптические сигналы с длиной волны X ~ 1 мкм, т.е. в 104 меньше. Из данных табл. 3 видно, что увеличение пропускной способности в оптической связи принципиально может быть выше соответственно в , а при спектральном уплотнении раз.

ЗАО "Компанией ТрансТелеКом" был разработан беспрецедентный в истории России проект создания единой магистральной цифровой сети передачи данных (СПД) нового поколения. Строительство ВОЛС МПС России было реализовано за четыре года (рис. 5).

В ходе исследования установлено, что новые оптоэлектронные приборы и системы достаточно быстро (4-6 лет) внедряются на российских железных дорогах.

Рис 5 Сведения о протяженности ВОЛС по этапам строительства

С конца 1990-х гг. проводится последовательная федеральная и отраслевая политика по повышению безопасности движения за счет внедрения фотонных средств контроля и диагностики технического состояния узлов подвижного состава и пути

В четвертой главе "Перспективы применения оптоэлектронных технологий на транспорте" определены тенденции развития мирового рынка, в том числе для железнодорожного транспорта; проведен сравнительный анализ состояния электроники и оптоэлектроники в России и за рубежом

Показано, что в настоящее время потенциально развиваются технические средства ИТТ, прежде всего - магистральные системы информации на базе волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП), перспективой которых является увеличение пропускной способности на базе DWDM технологии. ВОЛС уровня 2003 г имеют скорость передачи информации F = 2,5 Гбит/с или 10 Гбит/с с числом уплотняемых каналов N от 40 до 80. Эффективная скорость передачи информации по оптическому волокну составляет:

Рэф = F ■ N = 100 - 800 Гбит/с (1)

Ожидается, что к 2005 - 2007 гг ВОЛС будут отвечать стандарту ОС-768, где F = 40 Гбит/с, N = 40 - 200, что соответствует Рэф=1,6-8 Тбит/с. В Германии и Японии достигнут показатель F=40 Гбит/с и N=120 -150, что дает гигантскую пропускную способность Опти-

ческие усилители типа EDFA на ФКВ увеличат мощность до 33 дБм, эффективность преобразования энергии накачки - 21%, сохраняя линейный режим для входного информационного сигнала.

Установлено, что подобные тенденции характерны для рынка фо-

16

топриемных камер и устройств отображения информации на ПЗС и КМОП-ФД элементах, что подтверждается увеличением продаж цифровых камер с 1996 по 2002 гг. в 7,5 раз. Развитие интеллектуальных однокристальных КМОП-ФД БИС - основа элементной базы для аэрокосмических и военных целей. Анализ показал, что принципы построения единой информационной сети, объединяющей фотоприемные устройства на космических и наземных станциях, могут быть применимы для получения оперативной информации о транспортных коммуникациях, крушениях поездов, экологическом состоянии железнодорожных объектов.

В результате анализа мировых тенденций применения оптоэлек-тронных систем и технологий на железных дорогах определены перспективные направления:

- пассивные (А. =3-5 мкм, 8-14 мкм) и активные системы (Х=0,8 1мкм) с тепловизорами для ночного видения на КМОП-ФД камерах, апробированные для автомобильного транспорта;

- технология измерения параметров движения поезда (пути, скорости, ускорения), не использующая колесную пару как первичный датчик со свойственными ему погрешностями (Correvit, Германия; система ФГУП "ОПТЭКС", Россия);

- фотонные системы оперативного контроля геометрических параметров рельсовой колеи (ORIAN, США; КСИР, Россия), износа головки рельса и гребня колес (Tread VIEW, Великобритания);

- специальный ВОК, изменяющий коэффициент пропускания светового сигнала при деформации рельсовой колеи (Академия наук США);

- мощные лазеры на основе для транспортного машиностроения при изготовлении алюминиевых конструкций легкого подвижного состава (США);

- СИД белого цвета в качестве осветителей салонов транспортных

средств (Программа Госдепартамента США).

Изучение научно-технических программ ОАО "РЖД" показало, что к разработке и внедрению в 2005-2006 гг. планируются отечественные ИК системы и неохлаждаемые тепловизионные камеры для температурного контроля частей вагонов и локомотива в движении; устройства бесконтактного геометрического контроля токонесущего провода, параметров тележек вагонов, характеристик рельсов и поверхности катания колес; системы лазерного детектирования сигнала светофора с локомотива и др.

Анализ состояния полупроводниковой электроники в России выявил значительное отставание от ведущих стран из-за недостаточного финансирования. Влияние финансовых вложений на прогресс в области миниатюризации показано на рис. 6.

1995 1997 1999 2000 2001 2003 2005 2010 2015 2020!

Рис. 6. Сведения о динамике минимальных размеров элементов в России и США Рассмотрение динамики проектной нормы СБИС и УСБИС показало, что с 1995 по 2004 гг. мировой уровень характеризуется снижением от 0,35 мкм до 0,09 мкм. В России этот показатель уменьшился всего от 1,0 мкм до 0,8 мкм, что позволяет выпускать только аналоговые ИС и дискретные полупроводниковые приборы. Финансирование в рамках Федеральной целевой программы "Национальная технологическая база на 2002 - 2006 гг." недостаточно для реализации современного микроэлектронного производства. В процессе исследования установлено, что российский рынок оп-тоэлектронных систем и полупроводниковых ИЭТ имеет потенциал, опре-

деляемый потребностью ведущих отраслей. Например, в 2003 г. портфель заказов по экспорту вооружений превысил 15 млрд. долл., где доля ИЭТ оценивается в 0,8-1,5 млрд. долл. С 2000 г. объем внутреннего рынка увеличивается от 20 % до 50 % в год. Доля транспорта и связи на рынке промышленной электроники показана в табл. 4.

Таблица 4

Сведения о стоимости полупроводниковых ИЭТ, необходимых для создания современного уровня энергосбережения на транспорте и связи

Область применения на транспорте и связи Установленные мощности, ГВт Стоимость устройства, млн. долл. Стоимость п/п приборов в их составе, млн. долл.

Железнодорожн ы й, городской электрический 10 490 195

Автомобильный - 10 103

Связь 5 3900 1300

В разработанной нами методике оценки исторической обусловленности и целесообразности внедрения новой техники на железнодорожном транспорте определены следующие этапы: выбор образца и сравнительный анализ историко-технических аспектов его разработки; оценка физического и технологического совершенства образца; компаративный анализ ожидаемых последствий от внедрения и итоговое заключение по проекту. Решается задача оптимального распределения времени разработки и испытаний устройства (системы, подсистемы) по этапам. Интегральная характеристика качества устройства определяется функцией

/(г,г2...,г„), (2)

где т, > 0 - длительность г'-го этапа разработки и испытаний; Я~ ч,2сло, этапов. На полное время , затрачиваемое на все этапы, накладывается ограничение

I г, * Г. ' (3)

/ = !

Если увеличение интегральной оценки качества системы считать

линейно зависимым от длительности ' -го этапа, то

19

/(т,, т2,.... т„,) = П{ 1 + ДгД

(4)

где р, - коэффициент, определяющий улучшение интегрального показателя качества на г -ом этапе. Задача оптимизации ставится следующим образом: требуется найти величины т, > 0 при заданном ограничении (3) такие, что функция (2) достигает максимума. Эта задача сводится к эквивалентной оптимизационной задаче после перехода от (2) к следующему аддитг"""-"' ™

Р(т1)т2)...,тп) = 1п/(тьт2,...,тп)= 11п(1 + АО. (5)

I»!

Функция /(ть Х2 ,..., Т„) максимизируется для тех же значений аргументов, что и (5) при выполнении ограничения (3). Результат решения позволяет прогнозировать усовершенствование интегрального показателя качества при заданном числе этапов модернизации.

Решение задачи поиска максимума функции (5) при выполнении заданных ограничений осуществлена в два этапа. Вначале, используя метод неопределенных множителей Лагранжа, найдены величины т, при выполнении ограничения (3):

Ь. 1у _!_ -1- ^

г' = я Р, ~ Р,

На втором этапе учитывается ограничение т,> 0. Полагая Т, = 0 при минимальном р^ находим оставшихся для (п-1 )-го интервалов значениет, при ¡ф]

Определяем значение интегральной характеристики качества (4) для Т„ полученных по формуле (6). Обозначим эту величину как /(п). Определяем значение интегральной характеристики качества (4) для полученных по формуле (7) с учетом того, что ^=0. Обозначим эту величину какДп-то решение завершено и интервалы определяются выраже-

(7)

Г

нием (6). В противном случае полагали при минимальном из оставшихся Р,. Находим для оставшихся (п-2) интервалов значение ^ при хф), ¡Лс:

1„ 1 1 1 (8)

г, = -1— +-->----

п-2 п - 2 , у? /3,

Определяем значение интегральной характеристики качества (4) для Хр полученных по формуле (8). Обозначим эту величину как Дп-2). Если то значение задачи завершено. В противном случае рассмотренная процедура продолжается до выполнения неравенства

Дп-1)>Дп-1-1). (9)

Таким образом, решение задачи оптимального распределения длительностей этапов разработки реализуется на базе простого рекуррентного алгоритма.

В заключении подведены результаты проделанной работы и сделаны выводы; определены направления и перспективы применения опто-электроники на железнодорожном транспорте.

Основные выводы и результаты диссертации сводятся к следующему:

1.Установлена периодизация развития оптоэлектроники в соответствии с объективными (фундаментальные исследования и промышленное освоение) и субъективными (влияние административного ресурса, научных школ и общественных организаций) факторами. Выбраны критерии для определения периодов.

2. Показано, что физические основы оптоэлектроники закладывались с середины XVII в. в ходе разработки теории электромагнитного поля, открытия фотоэффекта, создания лазерно-мазерной теории и квантовой механики. Создание фоторезисторов стимулировало дальнейшее развитие теории внутреннего фотоэффекта применительно к сложным многоуровневым квантовым системам и определило области применения приборов в промышленности.

3.Установлено, что оптоэлектронные приборы были созданы благодаря прогрессу в развитии полупроводниковых технологий, которые обеспечили расширение сфер их промышленного применения, в том числе на железнодорожном транспорте.

4. Наиболее высокий уровень отечественной электроники был достигнут в 1970-1980-е гг. за счет создания законодательной базы и государственного финансирования электронной промышленности, которое во второй половине 1980-х гг. составляло более 10 млрд. долл. Ослабление роли государства и прекращение финансирования в 1991-1995 гг. вызвало значительное отставание полупроводниковой электроники от мирового уровня. Относительное оживление отрасли и ее оптоэлектронного компонента с конца 1990-х гг. объясняется возобновлением финансирования, которое составило в 2001-2004 гг. от 1 до 2 млрд. долл.

5. Определено, что научная база отечественной оптоэлектроники была заложена в системе Академии наук СССР благодаря открытиям советских ученых в области люминесценции и лазерно-мазерного эффекта. Установлена преемственность академических исследований с конца 1950-х гг. и их активизация к 2002 г. Однако, сокращение в последние годы на 3040 % публикаций с результатами внедрения свидетельствует о необходимости увеличения инвестиций в академическую науку.

6. В ведущих инженерных вузах сохранены научные школы в области электроники. Преемственность в исследованиях подтверждается тематикой публикаций 2003 г., заложенной с 1940-х гг. Высшая школа смогла поддержать кадровый потенциал научного направления и выпустить в 2003 г. свыше 200 специалистов. Выявлена значительная роль профильных научно-технических обществ по поддержке научного направления путем организации конференций и публикации научных трудов.

7. Установлено, что применение оптоэлектронных приборов на же-

лезнодорожном транспорте СССР началось в конце 1960-х гг. с целью замены контактных систем технического контроля на бесконтактные системы видимого и ИК диапазонов. В конце 1990-х гг. выявлен качественный скачок в создании фотонных систем для железных дорог на элементной базе нового поколения. Эффективность таких систем показана путем сравнительного анализа технических параметров приборов до середины 1990-х гг. С конца 1990-х гг. проводилась последовательная политика МПС России, а с 2004 г. -ОАО "РЖД", направленная на внедрение новых оптоэлектронных технологий.

8. Оптоэлектронные технологии и устройства внедряются в системы обеспечения безопасности движения и связи на железнодорожном транспорте в течение 4-6 лет благодаря привлечению комплексных инновационных проектов, созданных учеными отрасли, вузов, Академии наук.

9. Анализ мирового рынка оптоэлектронных приборов и систем позволил определить наиболее перспективные направления:

- СПД на базе ВОЛС (объем рынка DWDM технологий в 2001-2004 гг. возрос от 7,4 до 36,5 млрд. долл., (т.е. прирост за год 25 %); рынок услуг Интернета в 1999-2003 гг. - с 19,4 до 52,3 млрд. долл. (26 %.); рынок оптических переключающих систем в 2000-2004 гг. - от 543 млн. до 15 млрд. долл. (25 %);

- цифровые фотоприемные камеры на ФПЗС и КМОП-ФД элементах (рост объема рынка за 1996-2002 гг. - с 1,8 до 2,9 млрд. долл. (14 %);

- Web-камеры для ввода изображений в компьютер (с 2000 по 2004 гг. рост рынка составил от 2 до 7,7 млрд. долл. (25 %);

- устройства отображения информации (производство плоских дисплеев для телевизоров и видеосистем в 2001-2003 гг. возросло с 7,5 до 36 млрд. долл. (33 %);

- С ИД-источники освещения для транспортных средств (экспертная оценка программы США до 2010 г. определяет снижение энергопотребления за счет их применения до 200 млрд. долл. в год).

täzt-of.ae

10. Разработана методика оценки исторической обусловленности и целесообразности внедрения новых технологий, которая, благодаря введенному критерию гуманитарной значимости и предложенной математической модели, позволяет оптимизировать продолжительность этапов разработки и внедрения по критерию максимальной эффективности.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Savkina E., Tarasova V. History of optoelectronics application for railway. Conference on Photonics for Transportation, Vladimir G. Inozemtsev, Victor A. Shilin, Editors, Proc. SPIE. - 2002. - Vol. 4761. - p. 105-107. (Сав-кина Е.В., Тарасова В.Н. История применения оптоэлектроники на железнодорожном транспорте // Труды VII Международной конференции SPIE/RUS «Фотоника на транспорте». - Вашингтон, 2002. - С. 105-107).

2. Савкина Е.В. Первый рубиновый лазер Теодора Меймана. К 75-летию ученого // Электросвязь. - 2003. - № 4. - С. 53-54.

3. Савкина Е.В. Роль научно-технических обществ в становлении оптоэлектроники в России // V научно - техническая конференция "Электроника, микро- и наноэлектроника". Сборник научных трудов. М.: МИФИ, 2003.-С. 100-103.

4. Шилина Е.В. Оптоэлектроника: прорыв в век фотона // Мир транспорта.-2004.-№4.-С. 128-133.

5. Шилина Е.В. Перспективы применения новейших оптоэлек-тронных технологий на транспорте // Инновации в науке, образовании и производстве. Труды СПбГТУ. - № 492. - СПб., 2004. - С. 197-201

Шилина Елена Владимировна ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ 07.00.10. - История науки и техники Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать - 02• С'3,0$. Усл.-печ.л. - 6.

Печать офсетная. Бумага дая множит. апп. ,___ „Формат 60x84/16

Тираж 80 экз. Заказ № {6$.

Типография МИИТ, 127994, Москва, ул. Образцова, ИТ

к

2 2 АПР 2005

Оглавление научной работы автор диссертации — кандидата технических наук Шилина, Елена Владимировна

Введение.

1. Исторические аспекты становления элементной базы оптоэлектроники (конец XVII — начало XXI вв.).

1.1. Создание физических основ оптоэлектроники конец XVII - 30-е гг. XX вв.).

1.1.1. Создание фотоприемников.

1.1.2. Исследования в области оптической связи.

1.2. Полупроводниковая электроника - база для появления и развития оптоэлектроники (1940 - 1960-е гг.).

1.2.1. Развитие фоторезисторов. Фотодиоды.

1.2.2. Изобретение транзистора.

1.2.3. Полупроводниковые фотоприемники, светодиоды, оптроны.

1.2.4. Изобретение лазера.

1.2.5 Планарная технология. Интегральные схемы.

1.2.6. Развитие волоконно-оптической связи.

1.3. Становление оптоэлектроники (1970 - 1980-е гг.).

1.3.1. Создание гетеролазера.

1.3.2. Индикаторы.

1.3.3. Развитие интегральных схем.

1.3.4. Многоэлементные фотоприемники.

1.3.5. Становление волоконной оптики и BOJIC.

1.4. Современная оптоэлектроника и фотоника

90-х гг. XX - начало XXI вв.).

1.4.1. Интегральные схемы.

•Щ 1.4.2. Оптическая связь.

1.4.3. Оптические коммутаторы.

1.4.4. Интеллектуальные системы технического зрения на основе КМОП-технологии.

2. Организация управления электронной промышленностью в СССР и России.

2.1. Государственное управление отраслевой промышленностью и наукой (20-х гг. XX - начало XXI вв.).

2.1.1. Предвоенные и военные годы (1920 - 1945 гг.).

2.1.2. Послевоенные годы (2-я половина 1940-х - 1950-е гг.).

2.1.3. Становление электронной промышленности и ее оптоэлектронного компонента (1960 — 1980-е гг.).

2.1.4. Стагнация в электронной отрасли. Мероприятия по возрождению отрасли (90-е гг. XX - начало XXI вв.).

2.2. Роль Академии наук СССР и РАН в развитии оптоэлектроники.

2.3. Роль кафедр ведущих советских и российских вузов в развитии оптоэлектроники

2.4. Роль научно-технических обществ в развитии оптоэлектроники.

2.4.1. Российские научно-технические общества.

2.4.2. Международные научно-технические общества.

3. Применение оптоэлектронных (фотонных) приборов на отечественном железнодорожном транспорте.

3.1. История применения оптических приборов.

3.2. Светодиодные системы световой сигнализации.

3.3. Бесконтактные устройства видимого и РЖ диапазонов для контроля рельсовой колеи и узлов подвижного состава.

3.3.1. Системы контроля температуры букс и ходовой части подвижного состава.

3.3.2,Оптоэлектронные измерительные системы.

• 3.4. Телевизионные системы.

3.5. История применения волоконно-оптических линий передачи.

3.5.1. Строительство ВОЛП МПС России.

3.5.2. Основные технические характеристики ВОЛП МПС России.

4. Перспективы применения оптоэлектронных технологий на транспорте.

4.1. Тенденции развития мирового рынка оптоэлектронных приборов и систем.

4.1.1. Волоконно-оптические линии передачи.

4.1.2. Устройства отображения информации и ф фотоприемные камеры.

4.1.3. Промышленные оптоэлектронные технологии.

4.1.4. Аэрокосмические и военные системы.

4.2. Оптоэлектронные системы обеспечения безопасности движения.

4.2.1. Приборы ночного видения и интеллектуальные транспортные средства.

4.2.2. Оптико-электронные средства контроля движения поездов.

4.2.3. Оптоэлектронные системы сигнализации и контроля.

4.2.4. Светодиодные источники освещения.

4.3. Фотонные кристаллы в телекоммуникационных технологиях.

4.4. Перспективы развития электроники и оптоэлектроники в России.

4.5. Методика оценки исторической обусловленности и <ф целесообразности внедрения новой техники на железнодорожном транспорте.

4.5.1. Оценка комплекса технических средств измерения рельсовой колеи метрополитена КСИР с помощью методики.

4.5.2. Модель оптимального распределения времени разработки и испытаний устройства по этапам.

Введение диссертации2005 год, автореферат по истории, Шилина, Елена Владимировна

Актуальность темы. Вторая половина XX в. характеризуется революционными преобразованиями в электронике. Изменение представлений о ее раз-• витии, в том числе оптоэлектроники (ОЭ), сопоставимо лишь с революцией в физике начала XX в., которая привела к принципиально новому пониманию микромира.

Во второй половине XX в. стало ясно, что современные требования в области информатики и связи невозможно обеспечить с помощью традиционных средств электроники, даже при наличии больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС). Оптоэлектроника возникла как недостающее звено электроники, поскольку для представления, обработки и передачи информации использовала электронные и оптические методы и средства воздействия. Это дало возможность принципиального преобразования систем информации и связи. Оптоэлектронные (фотонные) приборы и технологии обладали экономично-^ стью, надежностью, технологичностью, быстродействием, долговечностью и миниатюрностью. Эти характеристики, отвечая запросам современного "информационного" общества, позволили оптоэлектронике занять прочное положение одного из ведущих направлений электроники.

Железнодорожный транспорт относится к сложным наукоемким техническим системам, в которых, в первую очередь, осуществляется внедрение инновационных технологий. Поэтому новые оптоэлектронные устройства и системы находят применение в системах сигнализации и связи, устройствах контроля нагрева букс, информационных табло, системах видеонаблюдения. Техническое перевооружение железных дорог на рубеже XX - XXI вв. предусматривает широкое применение оптоэлектронных (фотонных) технологий (ОЭТ).

Цель диссертации - исследование историко-технических аспектов разви-% тия отечественной оптоэлектроники и ее применения на железнодорожном транспорте.

Методология работы основывалась на междисциплинарном принципе исследования. Использование метода системного анализа позволило рассмотреть оптоэлектронику как сложный комплекс. Применение сравнительного ме-• тода дало возможность объективно оценить достижения отечественной оптоэлектроники на фоне ее мирового развития.

Объектом исследования является развитие и становление оптоэлектро-ники за период с конца XVII по начало XXI вв.

Предмет исследования - применение технических средств оптоэлектроники, в том числе на железнодорожном транспорте.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

- выявление критериев для определения периодов развития оптоэлектро-ники исходя из особенностей, закономерностей и преемственности теоретических и прикладных исследований;

- систематизация фундаментальных открытий в области физики с конца XVII по начало XXI вв. с целью определения их роли в процессе зарождения и щ становления оптоэлектроники;

- определение влияния полупроводниковых технологий на создание элементной базы оптоэлектроники в 60-е гг. XX - начале XXI вв.;

- оценка роли государства, академического и педагогического социума, научной общественности в развитии отечественной оптоэлектроники;

- раскрытие историко-технических аспектов внедрения оптоэлектронных технологий и перспектив их применения на отечественном железнодорожном транспорте;

- выявление тенденций развития мирового рынка оптоэлектронных приборов и систем с целью определения эффективности их применения и прогнозов развития на транспорте; ф - разработка методики оценки исторической обусловленности и целесообразности внедрения фотонных технологий на железнодорожном транспорте на примере комплекса технических средств для фотонного измерения состояния железнодорожного полотна метрополитена в плане и профиле (КСИР).

Историография. В привлеченной к исследованию отечественной и зарубежной литературе содержатся общие сведения по истории физики и электроники, излагается методология, рассматриваются виды оптоэлектронных приборов, их развитие и области промышленного применения.

В публикациях Т.Я. Дубнищевой, С.Х. Карпенкова, В.А. Соломатина анализируется развитие физики в контексте современного естествознания. Работам Б.Н. Авдонина, В.М. Пролейко и А.А. Щуки присущ тщательный отбор изобретений с 1930-х по 1990-е гг., характеризующих этапы развития научной и производственной базы отечественной электроники.

Организационные и производственные аспекты развития российской электронной промышленности во второй половине XX в. освещены в статьях ученых, директоров и главных инженеров НИИ и заводов электронного комплекса. В их числе публикации О.Р. Абдуллаева, B.C. Абрамова, Б.Н. Авдонина, А.С. Адонина, Ж.И. Алферова, И.С. Васильева, Ю.П. Докучаева, Ю.Ф. Лез-жова, В.И. Локтионова, С.И. Реброва, В.В. Симонова, A.M. Стоянова, В.П. Сушкова, Н.Н. Усова. Государственное руководство электронной отраслью в советский и постсоветский периоды оценивается ими по динамике изменения объемов производства изделий электронной техники (ИЭТ), в т.ч. ОЭ приборов.

Вопросы методологии и анализа развития элементной базы ОЭ впервые были подняты Ю.Р. Носовым в конце 1980-х гг.

В работах Ж.И. Алферова, А.И. Бакланова, Л.П. Варфоломеева, И.К. Верещагина, В.А. Воротинского, С.М. Кокина, Л.А. Косяченко, С.В. Ларионова, Ю.Р. Носова, А.С. Скрылева, Н.Н Слепова, В.П. Феоктистова, В.А. Шилина и др. освещаются технические параметры оптоэлектронных приборов. Развитие волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) и оптических компонентов изучалось по статьям В.В. Виноградова, С.А. Дмитриева, В.К. Котова, В.Н. Листви-на, Н.Н. Слепова и др.

В публикациях В.А. Боганика, К.Г. Верхоланцева, В.И. Есюнина, А.Е.

Ефрюшкина, Р.А. Косилова, А.А. Миронова, Г.А. Николаева, Г.С. Оноприя, И.И. Петрова, П.А. Путина, Б.С. Сергеева, А.Ф. Тагирова, Ю.И. Таныгина, В.В. Фарафонтова, С.А. Щиголева содержится информация о разработке, модернизации и внедрении бесконтактных устройств видимого и инфракрасного (ИК) диапазонов для контроля пути и узлов подвижного состава, телевизионных систем, светодиодных матриц для железнодорожной сигнализации.

Сведения о зарубежных и отечественных фотонных системах контроля рельсовой колеи нашли отражение в работах B.C. Жильцова, В.Г. Иноземцева, Е.В. Титова, В.А. Шилина и др. Лазерные технологии для железнодорожного транспорта проанализированы по публикациям С.К. Байкова, В.А. Зверева, М.И. Квасова, А.Н. Лукина, И.Н. Михеева, Н.Н. Паршина, А.И. Пуйши, Л.А. Чкалова, О.Х. Шарадзе.

В зарубежной историографии некоторые вопросы развития электроники и ОЭ представлены в статьях G. Friedman, Е. Loebner, С. Veber, P. Reys. Разработка оптронов, элементов волоконной оптики, фотонных кристаллов, КМОП-ФД БИС, систем на кристалле (SoC) была прослежена по работам Е. Loebner, D. Bishop, V. Acsynk, N. Slow, H. Titus, J. Bonten, D. Sterling.

Тенденции мирового рынка ОЭ приборов, разработка и применение новейших ОЭ систем для обеспечения безопасности движения изучались по периодическим изданиям США и европейских стран "Photonics Spectra", "Opto & Laser Europe", "Optical Engineering Magazine", "EuroPhotonics", "Laser Optics" за период с 1999 по 2004 гг.

Источники. Источниковая база исследования позволила получить дополнительные сведения к обработанным историографическим данным. В процессе исследования были проведены научные семинары, на которых были интервьюированы видные ученые и инженеры электронного комплекса, представители высшей школы. Среди них - академики РАН Б.П. Захарченя и А.Л. Ми-каэлян, чл.-корр. РАН В.Я. Панченко; главные инженеры заводов и НИИ электронного комплекса А.С. Адонин, Ю.Р. Кузнецов, Ю.Н. Тишин и др.; заведующие кафедр электроники ведущих технических вузов В.А. Никитенко, К.О. Петросянц, Б.С. Ринкевичюс, В.Я. Стенин. В ходе бесед оценивался вклад отечественных ученых в развитие полупроводниковой электроники, микро- и оп-тоэлектроники и оценка их состояния, промышленное применение приборов, перспективы их дальнейшего продвижения, необходимость объединения административных и академических ресурсов в науке и производстве.

Мемуары А.С. Андреева, А.А. Захарова, Ю.Р. Носова, В.М. Пролейко, А.Е. Шейндлина, А.А. Шокина о государственных мероприятиях по строительству электронной отрасли за период с 1930-х по 1990-е гг. отличает сопричастность авторов событиям.

Делопроизводительная документация, впервые введенная в научный оборот, представлена подлинниками документов Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова (РНТОРЭС) за 1946-1967 гг. Деятельность отечественных НТО и кафедр ведущих технических вузов в области ОЭ изучена по регистрационным документам, уставам НТО, протоколам кафедр за период с 1971 по 2002 гг.

Правовой базой исследования явились законодательные акты СССР и Российской Федерации в области электронной промышленности за период с 1946 по 1985 гг. и с 1994 по 2000 гг. Период с 1986 по 1993 гг. не зафиксирован в соответствующих правовых источниках из-за отсутствия системы государственного управления электроникой.

По постановлениям СМ СССР, ЦК КПСС и Военно-промышленной комиссии при Президиуме СМ СССР конца 1940-х - начала 1980-х гг. прослежена возраставшая роль государственного руководства послевоенным восстановлением и созданием инфраструктуры отрасли. В "Генеральной схеме развития электронной промышленности СССР на период до 2000 года", изданной в 1985 # г., прогнозирование развития микроэлектроники и вычислительной техники опиралось на реальные возможности отрасли.

В Федеральной (Президентской) программе 1994 г. "Развитие электронной техники в России на период до 2000 г." и указах Президента РФ 1997 г. и 1999 г. определены меры по выходу электронной отрасли из кризиса. Прогноз развития отечественной электроники и ОЭ на начало XXI в. разработан в Федеральной целевой программе "Развитие электронной техники в России на период 2001-2006 годов".

В ведомственно-нормативных актах МПС России по применению информационных и телекоммуникационных технологий (ИТТ) на железнодорожном транспорте в 90-е гг. XX - начале XXI вв. содержится информация о мерах по повышению безопасности движения на железнодорожном транспорте за счет применения новейших (в том числе ОЭ) приборов.

К исследованию была привлечена техническая документация. Этапы строительства BOJIC МПС России изучались по Техническому проекту компании ЗАО "ТрансТелеКом" 1998 г., фотонные системы контроля пути — по техническим проектам НИОКР МИИТа и ОАО "ПИК Прогресс".

Изученная историография показала, что историко-технические аспекты развития ОЭ не подвергались компаративному анализу, который бы учитывал экономическую, социально-политическую и технологическую компоненты .

Научная новизна диссертации состоит в следующем:

1. Установлена периодизация развития оптоэлектроники.

2. Показана взаимосвязь и преемственность исследований в области физики с конца XVII до начала XXI вв., прогресса полупроводниковых технологий с развитием оптоэлектронных приборов и систем и их промышленным применением, в том числе на железнодорожном транспорте.

3. Установлена определяющая роль государственного руководства отечественной электронной промышленностью в период с 20-х гг. XX по начало XXI вв.

4. Выявлено влияние академической науки, вузов и научной общественности на развитие электроники и внедрении оптоэлектронных технологий в промышленности, в том числе, на железнодорожном транспорте в период с 30-х гг.

XX по начало XXI вв.

5. Установлены тенденции развития мирового рынка оптоэлектронных приборов и систем для определения перспектив их применения на железнодорожном транспорте.

6. Разработана методика оценки исторической обусловленности и целесообразности внедрения новых технологий (на примере комплекса технических средств для фотонного измерения состояния железнодорожного полотна метрополитена в плане и профиле (КСИР), снабженная необходимым математическим аппаратом для расчета ускорения этапов внедрения.

Научно-практическая значимость диссертации определяется необходимостью применения ее результатов в ходе преподавания курса «история науки и техники» для студентов специальности «управление инновациями»; «история российской науки» и «история техники» - слушателям инженерных специальностей. Полученные данные могут быть использованы в процессе создания сводных работ по истории электроники, полупроводниковой техники, микро- и оптоэлектроники, вычислительной техники, составления прогнозов развития оптической связи, в деятельности профильных научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций.

Апробация работы. Основные результаты работы изложены на конференциях "II International Conference on Photonics for Transportation" (2001 г., г. Сочи); XIII Международной научно-технической конференции "Лазеры в науке, технике, медицине" (2002 г., г. Сочи); V Научно-технической конференции "Электроника, микро- и наноэлектроника" (2003 г., г. Кострома); в Обществе ученых "Твердотельные оптоэлектронные комплексы" в 2003 г. и научно-технических семинарах Института проблем проектирования в микроэлектронике (ИППМ РАН) в 2004 г. Полученные результаты опубликованы в пяти статьях.

Структура диссертации: работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и источников. Она снабжена не

Заключение научной работыдиссертация на тему "История становления российской оптоэлектроники и ее применения на железнодорожном транспорте"

Выводы

2. Изучение мирового рынка оптоэлектронных приборов и систем позволило определить наиболее перспективные направления:

- СПД на базе ВОЛС (прогнозируемый объем рынка DWDM технологий в 2001-2005 гг. составляет от 7,4 до 36,5 млрд. долл. (т.е. прирост за год 25 %); рынок услуг Интернета в 1999-2003 гг. - с 19,4 до 52,3 млрд. долл. (26 %.); рынок оптических переключающих систем в 2000-2004 гг. — от 543 млн. до 15 млрд. долл. (25 %). ФКВ — реальная перспектива получения световодов с большой площадью стыковки с мощными лазерами для ВОЛП нового поколения;

- цифровые фотоприемные камеры на ФПЗС и КМОП-ФД элементах (рост объема рынка за 1996-2002 гг. увеличился от 1,8 до 2,9 млрд. долл. (13 %,), прогнозируемый рост к 2010 г. - в 3-5 раз); особо актуально направление создания'интеллектуальных однокристальных фотоприемных систем, поскольку дальнейшее совмещение на одном кристалле функций приема и обработки изображений является основой для создания оптоэлектронной элементной базы для военных, аэрокосмических целей и дистанционного зондирования Земли;

- Web-камеры для ввода изображений в компьютер (в 2000 - 2004 гг. рост рынка составил 25 % в год);

- устройства отображения информации (объем продаж плоских дисплеев большого формата для телевизоров и видеосистем в 2001-2003 гг. возрос от 7,5 до 36 млрд. долл. (30 %);

- светоизлучающие диоды как основа для энергосберегающих и безопасных источников освещения для транспортных средств и помещений.

3. Показано, что большинство новейших оптоэлектронных технологий перспективны для железнодорожного транспорта (ВОЛС на базе DWDM, ФКВ, космический мониторинг, СИД). Направление КМОП-ФД камер видимого и ИК диапазонов актуально для повышения безопасности движения, которое включает пассивные и активные системы ночного видения, системы бесконтактного динамического контроля ходовой части локомотива и вагонов, состояния рельсовой колеи (дорожного покрытия), создания интеллектуальных транспортных средств и транспортных систем. Существенны перспективы лазерных технологий для детектирования цветового сигнала светофора с локомотива и транспортного машиностроения для изготовления алюминиевых конструкций легкого подвижного состава.

4. Выявлено, что в 2005-2006 гг. научно-технические программы ОАО "РЖД" предполагают к разработке и внедрению ОЭТ в системах нового поколения. В их числе: ИК контроль и отечественные неохлаждаемые тепловизион-ные камеры для температурного состояния ответственных частей вагонов и локомотива в движении; анализ состояния пути, выявление механических напряжений и наличие препятствий на полотне; контроль геометрических параметров контактной сети, тележек вагонов, рельсов и поверхности катания колесных пар; лазерное детектирование с локомотива цветовых сигналов светофоров; видеонаблюдение; гироскопы на основе волоконной оптики.

Выполнен анализ экспертных оценок и прогнозов ведущих российских ученых и специалистов в области электроники и ОЭ, который показал что уровень рентабельности мировой электронной отрасли составляет 40%, срок окупаемости вложений - 2-3 года, темпы роста — в 3 раза выше темпов роста ВВП, одно рабочее место в электронике обеспечивает четыре рабочих места в других отраслях. Основными потребителями электронных систем и ОЭТ в России являются ОАО "РЖД", Министерство транспорта, Министерство по атомной энергетике, нефте- и газодобывающая промышленность. Для возрождения отечественной микро- и оптоэлектроники и достижения к 2020 г. мирового уровня необходимо резко усилить государственную поддержку и инвестиции в наукоемкие технологии.

4. Разработана методика оценки исторической обусловленности и целесообразности внедрения новых технологий на железнодорожном транспорте на примере комплекса технических средств для фотонного измерения состояния железнодорожного полотна метрополитена в плане и профиле (КСИР), которая позволяет:

- осуществлять компаративный анализ выбранного образца с точки зрения гуманитарной значимости его внедрения;

- оптимизировать расчет продолжительности этапов разработки и внедрения.

Заключение

1. Установлена периодизация развития оптоэлектроники в соответствии с объективными (фундаментальные исследования и промышленное освоение) и субъективными (влияние административного ресурса, научных школ и общественных организаций) факторами. Выбраны критерии и дана классификация периодов становления и применения оптоэлектроники.

2. Показано, что физические основы оптоэлектроники закладывались с конца XVII в. в ходе разработки теории электромагнитного поля, открытия фотоэффекта, создания лазерно-мазерной теории и квантовой механики. Создание фоторезисторов в 1940-е гг. стимулировало дальнейшее развитие теории внутреннего фотоэффекта применительно к сложным многоуровневым квантовым системам и определило области их применения в промышленности и на транспорте.

3. Установлено, что оптоэлектронные приборы были созданы благодаря прогрессу в развитии полупроводниковых технологий, которые обеспечили расширение сфер их применения в промышленности, в том числе на железнодорожном транспорте.

4. Наиболее высокий уровень отечественной электроники был достигнут в 1970-1980-е гг. за счет создания законодательной базы и государственного финансирования электронной промышленности, которое во второй половине 1980-х гг. составляло более 10 млрд. долл. Ослабление роли государства и прекращение финансирования в 1991-1995 гг. вызвало значительное отставание полупроводниковой электроники от мирового уровня. Относительное оживление отрасли и ее оптоэлектронного компонента с конца 1990-х гг. объясняется возобновлением финансирования, которое составило в 2001-2004 гг. 1-2 млрд. долл. Однако объем российского рынка полупроводниковых элементов по отношению к мировому рынку составляет лишь четвертую часть.

5. Определено, что научная база отечественной оптоэлектроники была заложена в системе Академии наук СССР и связана с открытиями советских ученых в области люминесценции и лазерно-мазерного эффекта. Установлена преемственность академических исследований с конца 1950-х гг. и их активизация к 2002 г. Однако, сокращение в последние годы на 30-40 % публикаций с результатами внедрения свидетельствует о необходимости вложения инвестиций в академическую науку.

6. В ведущих инженерных вузах сохранены научные школы в области электроники. Преемственность в исследованиях подтверждается тематикой публикаций 2003 г., заложенной с 1940-х гг. Высшая школа смогла поддержать кадровый потенциал научного направления и выпустить в 2003 г. свыше 200 специалистов.

Выявлена значительная роль научно-технических обществ в области электроники и оптической техники по поддержке научного направления путем организации конференций и публикации научных трудов.

7. Установлено, что применение оптоэлектронных приборов на железнодорожном транспорте СССР началось в конце 1960-х гг. путем замены контактных систем технического контроля на бесконтактные системы видимого и ИК диапазонов. В конце 1990-х гг. выявлен качественный скачок в создании фотонных систем для железных дорог на элементной базе нового поколения. Эффективность таких систем показана путем сравнительного анализа технических параметров приборов до середины 1990-х гг. и современных требований к обеспечению безопасности движения. С конца 1990-х гг. проводилась последовательная политика МПС России, а с 2004 г. - ОАО "РЖД", направленная на внедрение новейших оптоэлектронных технологий.

8. Оптоэлектронные технологии и устройства внедряются в системы обеспечения безопасности движения и связи на железнодорожном транспорте в течение 4-6 лет благодаря привлечению комплексных инновационных проектов, созданных учеными отрасли, вузов, Академии наук.

9. Анализ мирового рынка оптоэлектронных приборов и систем позволил определить наиболее перспективные направления:

- СПД на базе BOJIC (объем рынка DWDM технологий в 2001-2004 гг. возрос от 7,4 до 36,5 млрд. долл., т.е. прирост за год 49%; рынок услуг Интернета в 1999-2003 гг. — с 19,4 до 52,3 млрд. долл. (28%.); рынок оптических переключающих систем в 2000-2004 гг. - от 543 млн. до 15 млрд. долл. (129 %);

- цифровые фотоприемные камеры на ФПЗС и КМОП-ФД элементах (объем рынка за 1996-2002 гг. - с 1,8 до 2,9 млрд. долл. (13 %);

- Web-камеры для ввода изображений в компьютер (с 2000 по 2004 гг. рост рынка 72 % в год);

- устройства отображения информации (производство плоских дисплеев для телевизоров и видеосистем в 2001-2003 гг. возросло с 7,5 до 36 млрд. долл. (30 %);

- СИД-источники освещения для транспортных средств (экспертная оценка программы США до 2010 г. определяет снижение энергопотребления за счет их применения до 200 млрд. долл.).

10. Разработана методика оценки исторической обусловленности и целесообразности внедрения новых технологий, использующая введенный критерий гуманитарной значимости и позволяющая оптимизировать продолжительность этапов разработки и внедрения критерию максимальной эффективности.

Список научной литературыШилина, Елена Владимировна, диссертация по теме "История науки и техники"

1. Соломатин В.А. История и концепции современного естествознания. — М.: ПЕР СЭ, 2002. —463 с.

2. Носов Ю.Р. Электроника и мир. — М.: НТЦ Микротех, 2001. — 312 с.

3. Электроника: прошлое, настоящее, будущее / Пер. с англ. под ред. В.И. Сифорова. — М.: Мир, 1980. — 296 с. (Electronics. Special Commemorative Isse. — Copyright McGraw-Hill Inc., 1980. — Vol. 53, No. 9 (587).

4. Карпенков C.X. Концепции современного естествознания. — M.: Культура и спорт, 1997. — 345 с.

5. МИИТ на рубеже веков. — М.: МНИТ, 2002. — 641 с.

6. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естествознание. — М.: ЮКЭА,2000. —159 с.

7. Носов Ю.Р. Дебют оптоэлектроники. — М.: Квант, 1992. — 238 с.8. 100 великих нобелевских лауреатов. — М.: Вече, 2003. — 478 с.

8. Алферов Ж.И. Физика XXI века / В кн. Физика и жизнь. — М., СПб.: Наука,2001. —С. 171-182.

9. Носов Ю.Р. К истории открытия О.В. Лосевым электролюминесценции полупроводников // Электронная промышленность. — 2004. — № 1. — С. 75-78.

10. Оптический вестник. Бюллетень оптического общества. — М.: SPIE/RUS, 2000. —№93. —С. 1-3.

11. Авдонин Б.Н., Щука А.А. Вехи в истории отечественной электроники // Электронная промышленность. Наука. Технологии. Изделия. — 2001. — № 1. —С. 26-30.

12. Волоконно-оптическая техника: история, достижения, перспективы / Под ред. Дмитриева С.А., Слепова Н.Н. — М.: Connect, 2000. — 375 с.

13. Bell Labs Technical Journal. The Transistor 50 Anniversaiy: 1947-1997. — Copyright Lusent Technologies, Murray Hill, 1997. — Vol. 2, No. 4. — 121 p.

14. Воротинский B.A. Надежность оптоэлектронных полупроводниковыхприборов. — М.: Радио и связь, 1983. — 136 с.

15. Варфоломеев Л.П. Светодиоды и их применение. — М.: Дом Света, 1998.56 с.

16. Loebner Е.Е. Opto-electronic devises network. Proc. IRE. — 1955. — Vol. 43, No. 312. —p. 97- 105.

17. Носов Ю.Р., Сидоров А.С. Оптроны и их применение. — М.: Радио и связь, 1981. —280 с.

18. Верещагин И.К., Косяченко Л.А., Кокин С.М. Введение в оптоэлектронику.

19. М.: Высшая школа, 1991. — 191 с.

20. Фабрикант В.А.- к 90-летию со дня рождения // Светотехника. — 1988. № 1.— С. 41-47.

21. Пихтин А.Н. Физические основы квантовой электроники и оптоэлектроники: Учебное пособие для вузов. — М.: Высшая школа, 1983.304 с.

22. Friedman G. Inventing the light fantastic: Ted Maiman and the world's first laser // Optical Engineering Reports. — 2000. — No. 5. — p. 5-6.

23. Носов Ю.Р. 30-летие волоконно-оптической связи. К истории зарождения и развития // Электросвязь. — 2001. — № 1. — С. 40-43.

24. Карпов Л.А., Филиппов Ю.И., Шилин В.А., Юраскин В.П. Волоконно-оптические линии передачи на железнодорожном транспорте. Учебное пособие. — М., 2002. — 117 с.

25. Алферов Ж.И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур // В кн. Физика и жизнь. — М., СПб.: Наука, 2001. — С. 142-169.

26. Вычислительная и микропроцессорная техника в устройствах электрических железных дорог / Под ред. Г.Г. Марквардта. — М.: Транспорт, 1989. — С. 75-99.

27. Приборы с зарядовой связью / Пер. с англ. под ред. М. Хоувза, Д. Моргана.1. М., 1981. —368 с.

28. Носов Ю.Р., Шилин В.А. Полупроводниковые приборы с зарядовой связью.

29. М.: Соврадио, 1976. — 142 с.

30. Стемпковский A.JI., Шилин В.А. КМОП-фотодиодные СБИС. Перспективная элементная база однокристальных систем приема и обработки информации // Электроника. Наука. Технология. Бизнес. — 2003.2 (44). — С. 14-20.

31. Кобылкин Е.И. Интервью с академиком Е.М. Диановым // Компьютерра. — 1998. — № 4 (232). — С. 22-25.

32. New Semiconductor Lithography Makes a Splash // Photonics spectra. — 2003.

33. Vol. 37, Issue 10. — p. 22-23.

34. SONI CCD Area Imagers: http:// products.sel.sony.com/semi.

35. Bonten J.N. Sistems-on-a-Chip // IEEE Trans, in Electron Devices. — 1995. — Vol. CAS-42, No. 6. — p. 412-418.

36. Slow N.R. Photonics Crystalls for light transfer // Europhotonics. — 2003. — Vol. 8, No. 3. — p. 29-31.

37. Дональд Дж. Стерлинг. Техническое руководство по волоконной оптике. — М.: ЛОРИ, 1998. — 288 с. (Donald J. Sterling. Technician's Guide to Fiber Optics. — Copyright Delmar Publishers Inc., 1993.).

38. Слепов H.H. Фотонные кристаллы и их использование // Электроника: Наука. Технология. Бизнес. — 2000. — № 2. — С. 32-35.

39. Titus Н. Imaging Sensors that Capture Your Attention // Sensors. — 2001. — No. 2. —p. 9-11.

40. Борисов В.П. Сергей Аркадьевич Векшинский. — М.: Наука, 1988. — 140 с.

41. Пролейко В.М. К истории отечественной электроники // Электронная промышленность. Наука. Технологии. Изделия. — М.: ОАО ЦНИИ "Электроника", 2001. — № 1. — С. 39^4.

42. Шокин А.А. Министр невероятной промышленности СССР. Страницы биографии. — М.: ОАО ЦНИИ "Электроника", 1999. — 373 с.

43. Шейндлин А.Е. Воспоминания старого академика. М.: Наука, 2001. — 126 с.

44. Докучаев Ю.П. ГУП Hi 111 «Пульсар» // Электронная промышленность.

45. История развития предприятий отечественной электронной промышленности. — М.: ОАО ЦНИИ "Электроника", 2001. — № 1. — С. 43-47.

46. Адонин А.С. Усов Н.Н. НЛП «Сапфир» и ОАО «Оптрон» // Электронная промышленность. История развития предприятий отечественной электронной промышленности. — М.: ОАО ЦНИИ "Электроника", 2001. — № 1. —С. 16-27.

47. Алферов Ж. И. Академия наук в Петербурге — Ленинграде за 275 лет // В кн. Физика и жизнь. — М., СПб.: Наука, 2001. — С. 182-191.

48. Васильев И.С. ЦНИИ «Электрон» // Электронная промышленность. История развития предприятий отечественной электронной промышленности. — М.: ОАО ЦНИИ "Электроника", 2001. — № 1. — С. 411.

49. Захаров А.А. Мой путь в радиоэлектронике // Электронная промышленность. Наука. Технологии. Изделия. — М.: ОАО ЦНИИ "Электроника", 2001. — № 1. — С. 45-52.

50. Александр Иванович Шокин основатель отечественной электронной промышленности // Электронная промышленность. Наука. Технологии. Изделия. — М.: ОАО ЦНИИ "Электроника", 2001. — №1. — С. 17-21.

51. Самородов В.Г. ОАО НИИ «Плазма» // Электронная промышленность. История развития предприятий отечественной электронной промышленности. — М.: ОАО ЦНИИ "Электроника", 2001. — № 1. — С. 34-37.

52. Авдонин Б.Н. ЦНИИ «Электроника» // Электронная промышленность

53. История развития предприятий отечественной электронной промышленности. — М.: ОАО ЦНИИ "Электроника", 2001. — № 1. — С. 53-63.

54. История КПСС. Курс лекций. — М., 1985. — 304 с.

55. Стоянов А.И. НИИ электронной техники // Электронная промышленность. История развития предприятий отечественной электронной промышленности. — М.: ОАО ЦНИИ "Электроника", 2001. — № 1. — С. 48-52.

56. Defense Electronics. — 1982. —Vol. 14, No. 11. — p. 24-26.

57. Алферов Ж.И. Полупроводниковая электроника в России. Состояние и перспективы развития // Электроника. Наука. Технология. Бизнес. — 2004. — №5. —С. 88-92.55. "Правда" 24 декабря 1980 г. — № 359 (23184).

58. Локтионов В.И. ОАО "Катод" // Электронная промышленность. История развития предприятий отечественной электронной промышленности. — М.: ОАО ЦНИИ "Электроника", 2001. — № 1. — С. 38-42.

59. Технопарк Алферова // Российская газета. 22 декабря 2003 г. — № 256 (3370).

60. Интервью автора с академиком Б.П. Захарченей от 13.02.2003 г.

61. Марчук Г.И. Жизнь в науке. — М.: Наука, 2000. — 191 с.

62. Интервью автора с зав. кафедрой "Электроника" МИФИ В.Я. Стениным от 12.06 2003 г.

63. Интервью автора с заместителем директора по науке ГУЛ "НЛП Пульсар" Ю.П. Кузнецовым от 12.12.2002 г.

64. Интервью автора с директором Лазерного центра РАН, членом-корреспондентом РАН В.Я. Панченко от 25.05.2003 г.

65. От организационного комитета Российской Академии наук // М.: Поиск, 1991. —6-12 декабря. — 3 с.

66. Грехем Р. Лорен. Очерки истории российской и советской науки. М.: Янус — К, 1998, — 310 с.67. htt:// www.pran.ru.68. htt://www.ifmo.ru/nayka/Nipu/lazer/html.69. eltech/ru.70. htt:/www.msu.ru.

67. Научная сессия МИФИ 2002. Сборник научных трудов. — М.: МИФИ, 2002.—Т. 1. —С. 148.72. htt:/miigaic.ru.

68. Протокол № 3 заседания кафедры "Микроэлектроника" от 20 марта 1971 г.1. М.:МИЭМ,— 1971.7440 лет Московскому государственному институту электроники и математики (МИЭМ). — М.: МИЭМ, — 2002. — С. 65.

69. Тезисы XIII Международной научно-технической конференции "Лазеры в науке, технике, медицине". — М.: МНТОРЭС, 2002. — С. 15.76. htt/mstu.ru/cgu-bin.doc.

70. Видные ученые МИИТа. Историческая серия очерков. — М.: МИИТ, 2000.вып. 1.— С. 31-34. htt://www.miit.ru/institut/it/faculties/phs/ain.htm.

71. Жльцов B.C., Иноземцев В.Г., Шилин В.А. Технический проект НИОКР

72. Комплексные системы измерения параметров рельсовой колеи". — М.: МИИТ, 2000. — 24 с.79. htt.www.cobges/fac., htt:/www. mai.ru/colleges/fac.

73. Преснухин J1.H., Вернер В.Д. Московский институт электронной техники (МИЭТ) // Электронная промышленность. История развития предприятий отечественной электронной промышленности. — М.: ОАО ЦНИИ "Электроника", 2001. — №1. — С. 170-172.

74. Московский государственный институт электронной техники неотъемлемое звено электроники России. Интервью с ректором МИЭТ Ю.П. Чаплыгиным // Электроника: Наука. Технология. Бизнес. — М., 2003. — № 3.— С. 5-7.

75. Московский энергетический институт за 50 лет советской власти. — М.: Энергия, 1967. —277 с.

76. Научно-технические общества СССР. Исторический очерк. — М., 1968. — 452 с.

77. Зудков П.И. 50 лет Российскому научно-техническому обществу радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова. — М.: Радиотехника, 1995. —№4. —171-176 с.

78. Делопроизводство РНТОРЭС. — Папка "История", док. № 3,9.

79. Отчет о работе МНТОРЭС за 2002 г. — М.: МНТОРЭС, 2002. — 31 с.

80. Зверев В.А. ИТМО и Оптическое общество // Бюллетень оптического общества. — М.: SPIE/RUS, 2000. — № 93. С. 19-23.

81. Шилин В.А. Научное общество ТОПЭК // Бюллетень оптического общества. — SPIE/RUS, 2000. — № 3. с. 81-84.

82. Свидетельство о регистрации общественного объединения SPIE/RUS от 19.06.1998 г. —М.: Министерство юстиции Российской Федерации, 1998. — 4 с.

83. Интервью автора с исполнительным директором Российского отделения Международного общества по оптической технике SPIE/RUS Э.И.1. Акоповым от 15.01.2003 г.

84. Герасимов Ю.П. Государственная программа: ход реализации // Железнодорожный транспорт. — 2000. — № 9. — С. 6-10.

85. Решения всероссийского съезда железнодорожников — в жизнь. Итоги работы отрасли в 1996 г. и задачи на 1997 г. // Железнодорожный транспорт. —1997.—№2. —С. 2-6.

86. Мишарин А.С. Развитая информационная среда основа новых технологий на транспорте // Автоматика. Связь. Информатика. — 2002. — № 12. — С. 2— 4.

87. Развитие автоматики, телемеханики и связи на железных дорогах / Под ред. Б.С. Рязянцева. —М.: Транспорт, — 1986. — 279 с.

88. Фадеев Г.М., Амелин С.В., Бернгард Ф.К. и др. История железнодорожного транспорта России / Под общ. ред. Е.Я. Красковского и М.М. Уздина. — СПб., М., 1994. — Т. 1. — 336 с.

89. Световые сигнальные указатели на базе светодиодов // Железные дороги мира. — 2000. — № 3. — С. 63-65.

90. Stagl J. Darkness and light // Proc. Railroading. — 2001. — No. 4. — p. 55-57.

91. Устройства сигнализации с применением светоизлучающих диодов // Городской транспорт. — 2003. — №4. — С. 15-16.

92. Есюнин В.И., Иткинсон Г.В. Магистральные светофоры на светодиодах //Автоматика, связь, информатика. — 2001. —№8. — С. 33-34.

93. Есюнин В.И. Приборы железнодорожной сигнализации на светодиодах // Автоматика, связь, информатика. — 2000. — № 5. — С. 19-21.

94. Петрик В.Д. Этапы большого пути // Автоматика, связь, информатика. — 2000. —№1. —С. 27-28.

95. Well G.J. Non-destructive, remote sensing technologies for locating subsurface anomalies on railroad track beds. — Proc. SPIE 2450. — 1999. — p. 74-81.

96. Николаев Г.А., Головин В.И., Лозинский C.H., Чех Н.П., Щиголев С.А. Уральское отделение ВНИИЖТа: вклад в решение проблемы безопасности движения // Автоматика, связь, информатика. — 1998. — №1. — С. 24—26.

97. Путин П.А., Боганик В.А. Разработки Уральского отделения // Железнодорожный транспорт. — 1998. — № 4. — С. 77-80.

98. Фарафонтов В.В., Зыков О.А., Тагиров А.Т. Модернизация аппаратуры ПОНАБ-3 с помощью системы КТСМ-01 //Автоматика, связь, информатика.2002. — № 2. — С. 29-32.

99. Миронов А.А., Тагиров А.Т. Применение комплексов КТСМ в современных условиях //Автоматика, связь, информатика. — 2002. — № 9.1. С. 5-9.

100. V. G. Inozemtsev, V. A. Shilin, V.G. Syster. Photonics in transportation // Second Conference on Photonics for Transportation. — Proc. SPIE 4761. — 2002. —p. 3-12.

101. Шилин В.А, Смолева O.C. Бесконтактные оптоэлектронные измерительные системы // Мир транспорта. — 2003. — № 2. — С. 78—85.

102. D.L. Magnus. Non-contact technology for track speed rail measurements (ORIAN). — Proc. SPIE 2458. — 1995. —p. 16-18.

103. Жильцов B.C., Иноземцев В.Г., Шилин B.A. Технический проект по НИОКР "Комплексные системы измерения параметров рельсовой колеи". — М.:МИИТ, 2000. —С. 132.

104. Жильцов B.C., Смолева О.С., Титов Е.В., Шилин В.А. Определениеположения контактного рельса метрополитена с помощью измерений на изображении // Современное телевидение. — МКБ "Электрон", 2003. — С. 22- 26.

105. Victor S.Giltsov, Vladimir G. Inozemtsev, Sergey V. Popov, Evgeny V. Titov, Victor A. Shilin // Second Conference on Photonics for Transportation. Proc. SPIE 4761. —2002. —p. 56-63.

106. Скоростной вагон-путеизмеритель с бесконтактным съемом и автоматической обработкой информации ЦНИИ-4. — М.: ПИК Прогресс, 1999. —12 с.

107. Чкалов JI.A., Квасов М.И., Шарадзе О.Х., Байков С.К. Лазерное упрочнение колес и рельсов // Железнодорожный транспорт. — 1998. — № 2. —С. 31-36.

108. Ким К.К., Рубинов С.В., Ермолаев А.А. Лазерная система автостопа // Железнодорожный транспорт. — 2002. — № 11. — С. 36-37.

109. Петров И.И., Косилов Р.А. Телевидение на железнодорожном транспорте. Учебник для вузов. —М.: Транспорт, 1991. — 126 с.

110. Применение устройств промышленного телевидения и видеозаписи на железнодорожных станциях. — М.: Транспорт, 1986. — 284 с.

111. Косилов Р.А., Таныгин Ю.И. Основные направления использования систем видеонаблюдения // Автоматика, связь, информатика. — 2001. — №7. —С. 31-33.

112. Виноградов В.В., Котов В.К., Нуприк В.Н. Волоконно-оптические линии связи. — М.: Желдориздат, 2002. — 278 с.

113. Проект ВОЛС компании ТрансТелеКом. — М., 1999. — 29 с.

114. Ковалева И. Под знаком подготовки саммита по информационному обществу. Сессия Совета МСЭ в Женеве // Электросвязь. — 2003. — № 6.1. С. 2-4.

115. The 2000 global photonics market forecast // Photonics Spectra. — 2000. — No. 5. —p. 90-124.

116. Еременский Д.Е., Казанский H.A. Оценка качества передачи информации в оптических системах связи с плотным волновым мультиплексированием DWDM. Труды РНТОРЭС им. А.С.Попова, вып. LIX. М., - 2004. - С. 2.

117. The 2001 global photonics market forecast // Photonics Spectra. — 2001. — No. 5.—p. 89-131.

118. McCarthy D.C. Tools to beat the bandwidth // Photonics Spectra. — 2001. — No. 5. —p. 84-90.

119. Terrel G. Who will be leader of the bandwidth // Photonic Spectra. — 2000. — No. 5. —p. 98-01.

120. Triendy R. Photonics goes everywhere // Photonics Spectra. — 2000. — No 5.p. 127.

121. Burgess D.S., That's entertainment//Photonics Spectra. — 2001. — No. 5. — p. 114-116.

122. Hand A.J. Industrial lasers make theirs mark // Photonics Spectra. 2000. - No 5.-p. 107-111.

123. Сессия Отделения информационных технологий и вычислительных систем РАН 24.11.2003 г. // www.pran.com.

124. Lee М. Laser sintering method strikes gold // Opto & Laser Europe. — 2004. — No. 120. —p. 13.

125. Lewotsky K. Lighting rolls forward // OE Magazine. — 2003. — No. 10. — p. 11-12.

126. LED flashlamp // www.ledtronics.com.

127. McCarthy D.C. A Lean, Mean Photonics Machine // Photonics Spectra. — 2001.1. No. 6. —p. 116-124.138. 2002 Global Technology Forecast // Photonics Spectra. — 2002. — No 1. — p. 100-144.

128. McCarthy D.C. Hands on the wheel, cameras on the road // Photonics Spectra.2001. — No. 4. — p. 78-88.

129. Lakshaman S. Vision on wheels // Optical Engineering Magazine. — 2003. — No. 6. —p. 13-15.

130. Лисенков B.M. Статистическая теория безопасности движения поездов. — М.: ВИНИТИ, 1999, —331 с.

131. Lauinger N. Detectors measure at 600 km/h // Euro Photonics. — 1999. — No. 4,5. —p. 28-29.

132. Ларионов C.B., Бакланов А.И., Скрылев А.С. Оптоэлектронный датчик скорости на ПЗС для определения скорости движения изображений // Электронная промышленность. — 1993. — Т. 6 — 7. — С. 78-80.

133. Baklanov A.I., Karesev V.I., Larionov S.V., Shilin V.A. New CCD Device for Velocity Measurement for Railway Transportation. — Proc. SPIE 3901. — 1999. —p. 51-55.

134. Devis K. Matrox Imaging helps keep trains on the right track // Laser Optics. — 2001.—No. 6. —p. 194-195.

135. Inozemtsev V.G., Shilin V.A., Syster V.G. Photonics in transportation // Second Conference on Photonics for Transportation. — Proc. SPIE 4761. — 2002. — p. 3-12.

136. Wheeler M.D. Fiber sensors ensure train safety // Photonics Spectra. — 2001. — No. 5. —p. 32.

137. Weart W. Railroad Applications of LEDs // Progressive Railroading. — 2000.1. No. 4. —p. 62-68.

138. Taguchi T. Light gets solid // OE Magazine. — 2003. — No. 10. — p. 13-15.

139. Слепов H.H. Фотонно-кристаллическое волокно уже реальность. Новые типы оптических волокон и их применение // Электроника. Наука. Технология. Бизнес. — 2004. — № 5. — С. 80-84.

140. Bjarklev A. Photonics crystal fiber modeling and application I I OFC '01,TuCl-l.1. March 2001. — p. 3-6.152. www.tegs.ru.

141. Алферов Ж.И. Полупроводниковая электроника в России. Состояние и перспективы развития // Электроника. Наука. Технология. Бизнес. — 2003.5. —С. 88-92.