| |
|
 3/2002
Fotonika zaczęła się rozwijać bardzo dynamicznie. Nie ma
wątpliwości, że rozpoczęty niedawno wiek XXI będzie jej stuleciem.
"Foton po elektronie" Rozmowa z prof. dr. hab. inż. Krzysztofem Abramskim,
elektronikiem, laureatem programu SUBSYDIA DLA UCZONYCH FNP
Zajmuje się Pan zagadnieniami z pierwszej linii współczesnej
nauki, bodajże fizyki, choć dzieje się to w uczelni technicznej
i otrzymał Pan subsydium profesorskie w dziale "nauki techniczne".
- Jestem elektronikiem, pracuję na Wydziale Elektroniki PWr.
i zajmuję się, najogólniej mówiąc, laserami, które są urządzeniami
technicznymi wykorzystującymi bardzo podstawowe zjawiska
fizyczne. Kiedy szedłem na studia, lasery były nowością -
zafascynowała mnie cała sfera ogromnych możliwości poznawczych
związanych z odkryciami fizyki, które przyniosły powstanie
lasera, perspektywy dalszego rozwoju techniki laserowej,
a także perspektywy zastosowań. Politechnika Wrocławska była
dobrym ośrodkiem w tej dziedzinie, pierwszy laser zbudował
tutaj mój późniejszy mistrz, prof. Zbigniew Godziński, w
1964 roku. Wokół prof. Godzińskiego zebrała się grupa zapaleńców
zainteresowanych zagadnieniem stabilizacji częstotliwości
laserów. Laser miał być, wedle naszych idei, superstabilnym
zegarem. Zmierzały do tego prace eksperymentalne i konstrukcyjne,
szalenie trudne w tamtych czasach - wszystko trzeba było
zrobić samemu, każdy element każdego urządzenia. Muszę tu
powiedzieć, że my, elektronicy, postrzegamy lasery troszkę
inaczej niż np. fizycy. Laser dla nas jest przede wszystkim
właśnie tym stabilnym źródłem częstotliwości z możliwościami
zastosowań telekomunikacyjnych czy metrologicznych. Ale laserami
zajmują się w równej mierze fizycy, jak technicy i trudno
tu postawić wyraźną kreskę rozstrzygającą, czy technika laserowa
(albo bardziej uczenie - elektronika kwantowa), to dziedzina
fizyki czy nauk technicznych. To znakomite pogranicze dwóch
profesji, gdzie cały czas wrze i naukowcy wspaniale się dogadują.
- Proszę przypomnieć, najkrócej, istotę działania
lasera.
- Laser jest generatorem światła. Mamy tzw. ośrodek laserujący
(na samym początku był to kryształ rubinu), który sprawia,
że przechodząca przezeń fala świetlna o określonej długości
ulega wzmocnieniu. Wstawiając ten ośrodek w rezonator optyczny,
czyli między dwa specjalne zwierciadła, zapewniamy fali
świetlnej sprzężenie zwrotne. I jeśli jedno ze zwierciadeł
jest częściowo przeźroczyste, to wychodzi zeń wiązka światła
spójnego, czyli laserowego. Promieniowanie laserowe nie
występuje w przyrodzie. Wiązka laserowa jest spójną falą
i można się nią posłużyć, jako bardzo precyzyjnym narzędziem
do obróbki materiałów, do odtwarzania płyt kompaktowych,
jako skalpelem w chirurgii, zwłaszcza mikrochirurgii, do
bardzo szybkiej transmisji sieciami światłowodowymi. Może
być również markerem zaznaczającym cel ataku militarnego
i może być olbrzymiej mocy impulsem niszczącym obiekt w
przestrzeni kosmicznej. Przedstawiam to, oczywiście, w
największym uproszczeniu, jednak specjalnie zwracam uwagę
na różnorodność zastosowań laserów.
- Czy rozwój badań idzie w kierunku szukania nowych
podstaw dla uzyskiwania efektu laserowego, odkrywania nowych
zjawisk
fizycznych?
- Zdecydowanie tak. Poszukiwaniom nowych "materiałów laserujących"
oraz nowym technologiom laserowym poświęca się mnóstwo pieniędzy
i pasji. Optotelekomunikacja wymusza nowe dziedziny badań.
Jesteśmy świadkami olbrzymiego postępu w dziedzinie laserów
półprzewodnikowych, włącznie z tzw. laserami niebieskimi.
Najnowszym przebojem w elektronice kwantowej są lasery światłowodowe
- my także nad nimi intensywnie pracujemy. Żeby trochę to
przybliżyć powiem, że jedną cienką nitką światłowodową można
przesyłać ogromną ilość informacji, na poziomie terabitów
(1012) na sekundę. Wynajdywaniem nowych "ośrodków laserujących"
zajmują się fizycy, fizykochemicy, badając laserowe właściwości
różnych mediów. My, jak mówiłem, próbujemy ich odkrycia zastosować
w konstruowanych urządzeniach.
- W komunikacie FNP czytam, że przyznano Panu subsydium
za prace również nad mikrolaserami.
- Tak, trochę dla kontrastu z laserami światłowodowymi, "fizycznie"
będącymi długimi na kilka metrów włóknami, mikrolasery to
małe kryształki o rozmiarach od ułamka do kilku milimetrów
i sporej mocy - od kilku do kilkudziesięciu miliwatów. W
nowoczesnej technice, szczególnie w telekomunikacji, miniaturyzacja
jest bardzo ważna, rysują się tu więc ogromne.
- Cała ta dziedzina jest szerokim pograniczem wielu
dyscyplin?
- Tak - optyki, spektroskopii, elektroniki, a także technologii
"z najwyższej półki". Coraz częściej używa się na jej określenie
pojęcia: fotonika. Elektronika wykorzystuje ruch elektronów
do przenoszenia informacji, fotonika - ruch fotonów, czyli
elementarnych "porcji" energii świetlnej.
- Uważa się Pan za fotonika?
- Trochę tak, w każdym razie właśnie tymi zagadnieniami się
tu zajmujemy. Myślę, że człowiek lubi "przynależeć" do
zupełnie nowej dziedziny i chciałby się uważać za specjalistę
w takiej dziedzinie. Fotonika zaczęła się rozwijać bardzo
dynamicznie. Nie ma wątpliwości, że rozpoczęty niedawno
wiek XXI będzie jej stuleciem.
- Żeby się zajmować fotoniką, trzeba najpierw poznać
elektronikę, czy też można ją "przeskoczyć"?
- Są dwie drogi: po studiach z fizyki i po elektronice, gdzie
bywają takie specjalizacje, jak optyka, optoelektronika,
optotelekomunikacja.
- Te drogi spotykają się na wspólnym polu poszukiwań?
- Tak jest, z tym że spotkania przebiegają różnie. Wysyłam
wielu moich studentów za granicę i oni często lądują na
wydziałach fizyki, gdzie są grupy zajmujące się fotoniką
czy optoelektroniką, ale bywa i odwrotnie: fizyk trafia
na wydział elektroniczny. Sądzę, że mamy teraz epokę przejściową,
po której pojawi się fotonika, jako nowa specjalność i
nowy kierunek studiów, zawsze, oczywiście, łączący wiedzę
z różnych klasycznych dyscyplin.
- Na wspólnym polu zwykle dużo i dobrze rośnie.
Jaką glebę mamy w Polsce dla fotoniki?
- Powiem ostrożnie. Trzymamy rękę na pulsie, od początku.
Wśród polskich naukowców widać dużą świadomość potrzeby rozwijania
tej dziedziny i inwestowania w nią. Dowodem tego ostatni
sukces - uruchomienie pierwszego w Polsce niebieskiego lasera
w Centrum Badań Wysokociśnieniowych PAN. Nasz wielki atut
to młodzi ludzie, bardzo dobrzy, jeśli idzie o poziom wiedzy,
z silną motywacją do pracy badawczej i zainteresowaniem najnowszymi
kierunkami. Mam w tej chwili ośmiu takich doktorantów.
- Czy, zdaniem Pana, pociąga ich właśnie nowość,
szansa osiągnięć naukowych, czy to, że fotonika ma wielką
przyszłość
techniczną, aplikacyjną?
- Chyba wszystko razem. Moi doktoranci to najczęściej chłopcy
z małych miasteczek, bardzo dobrzy uczniowie w szkołach średnich,
zafascynowani badaniami. Warto dodać, że niezbędna w tej
dziedzinie znajomość angielskiego nie stanowi już dzisiaj
problemu. Miałem bardzo zdolnego magistranta, który nie dostał
się na studia doktoranckie, bo nie zdał egzaminu z języka
angielskiego, a było akurat miejsce w uniwersytecie w Edynburgu
w grupie badawczej, z którą współpracuję. Brak znajomości
angielskiego zupełnie im nie przeszkadzał. Szukali człowieka
twórczego. Wysłałem go i w 3 lata (!) napisał znakomitą pracę
doktorską... po angielsku. Teraz ma tam kontrakt i pracuje.
Dostajemy prośby ze świata, by zarekomendować dobrych studentów.
Spośród naszych magistrantów wielu pracuje za granicą, paru
zrobiło tam doktoraty.
- Wrócą?
- Zawsze im powtarzam, że powinni. Myślę, że wrócą, wcześniej
czy później. Sam wróciłem (w 1992) po 5 latach pracy w
nieporównywalnie lepszych niż tutaj warunkach. Nie postało
mi w głowie, że mógłbym zostać. Byłem rok na stażu w Twente
University of Technology w Holandii, później pół roku w
Hull University w Anglii, a potem 5 lat pracowałem w Edynburgu
w Heriot-Watt University, który jest, można powiedzieć,
fotoniczną uczelnią przodującą w Europie. Staramy się stworzyć
we Wrocławiu coś, co nie odbiegałoby od światowego poziomu,
mając świadomość ciągłego pościgu. Lansujemy, chyba z niezłym
skutkiem, swoistą metodę nauczania teaching by research,
czyli nauczanie przez badania. Udało nam się skupić grupę
młodych ludzi bardzo zapalonych i to jest wspaniałe. Smuci
jednak fakt, że bardzo dobrym doktorantom nie można zapewnić
perspektywy pracy naukowej. Uczelnia jest nasycona kadrą
i nie ma pieniędzy, żeby przyjmować najzdolniejszych młodych.
W naszym Zakładzie Teorii Pola i Elektroniki Kwantowej,
kierowanym przez prof. Romualda Nowickiego, mamy dwoje
fizyków i czterech elektroników, ośmiu doktorantów oraz
dwunastu magistrantów.
- Grupa, o której Pan mówi, zajmuje się fotoniką?
- Ściślej może optoelektroniką, a często nazywamy siebie
grupą "laserowo-światłowodową".
- Rozumiem, że zgodnie z tendencjami światowymi...
- Tak, staramy się nie tracić kontaktu z nowymi trendami.
W tym roku w sierpniu organizujemy we Wrocławiu międzynarodową,
bardzo prestiżową konferencję Lasery Dużej Mocy. To wynik
naszych niezłych osiągnięć naukowych na polu tzw. laserów
molekularnych dużej mocy. Taka konferencja odbywa się co
dwa lata w różnych miejscach Europy. Pełną parą idą prace
nad tym wielkim przedsięwzięciem naukowym i organizacyjnym.
- Czy w Polsce rozwinie się znacząco dziedzina,
w której Pan pracuje?
- Dałbym bardzo wiele, żeby się rozwinęła. To, co my tutaj
robimy, co robią naukowcy zajmujący się fotoniką w innych
ośrodkach, to są zagadnienia z zakresu high technology. Uważam,
że Polska jest do tego przygotowana, jeśli idzie o potencjał
ludzki, ale potrzeba pieniędzy i... śmielszej wizji. A może
w odwrotnej kolejności.
- Brakuje wizji?
- Śmiem twierdzić, że brakuje. To dziwne, ale od czasu naszej
aksamitnej rewolucji, bo o okresie wcześniejszym nie ma
co mówić, nikt nie stara się rzucić hasła typu: stawiamy
na high technology, choćby przekornie, wbrew wszystkim
trudnościom, choćby po to, by zakodować to przeciętnemu
Polakowi. Niestety, obawiam się, że nieprędko doczekamy
się takiego hasła, bo edukacja, nauka, program rozwoju
wysokich technologii, to jeszcze przeważnie zabawa dla
"niepoprawnych harcerzy".
- Ma pan wizję i trochę pieniędzy. Na co przeznaczy
Pan subsydium Fundacji?
- Połowę na stypendia, połowę na wyjazdy młodych współpracowników,
czyli doktorantów, na międzynarodowe konferencje, coś tam
na książki i drobne materiały niezbędne do badań. Troszkę
się tu pochwalę i powiem, że moi doktoranci, prawie wszyscy,
tak dobrze wypadli przy wywiadach kwalifikujących na studia
doktoranckie, że stypendia otrzymali. Ja im dodam nieco pieniędzy,
żeby mogli zajmować się nauką od rana do wieczora, a nie
musieli biegać za zarobkami.
- Część Pana wychowanków pracuje za granicą. Jaką
pracę znajdują ci absolwenci, którzy nie wyjeżdżają?
- Jeszcze znajdują pracę w swojej specjalności, chociaż coraz
trudniej. Rozsiani są po całym kraju. Pracują w firmach telekomunikacyjnych,
informatycznych, w ośrodkach badawczych i firmach innowacyjnych.
Radzą sobie znakomicie. Bardzo bym chciał wielu z nich zatrzymać
w uczelni, bo nadają się do pracy naukowej i dydaktycznej,
ale nie ma etatów. Sytuacja jest właściwie paradoksalna:
potroiliśmy liczbę studentów w ciągu ostatnich 10 lat, a
nie możemy powiększyć kadry o młodych badaczy i nauczycieli.
- Potrojenie liczby studentów świadczy o zainteresowaniu
nową i obiecującą dziedziną. Czy taka dziedzina, jak fotonika,
nie powinna być uprzywilejowana, choćby większą liczbą etatów,
niezależnie od ogólnej biedy, może nawet czyimś kosztem?
- Nie bardzo bym się odważył proponować "niesprawiedliwość",
jesteśmy bardzo przywiązani do ideału równości. Z drugiej
strony, ta nowa dziedzina nie jest jeszcze w pełni doceniana.
Trzeba silniej bić głową w mur różnych przeszkód. Obserwuję
od lat poczynania różnych gremiów i ciągle odnoszę wrażenie,
że dla tej dziedziny nie ma w Polsce sprzyjającego klimatu.
Niemcy od kilkunastu lat mają specjalne programy rządowe
wspierające optoelektronikę. Japończycy zaplanowali w połowie
lat 90. wypromowanie 6 tys. doktorów w tej specjalności.
Natomiast nasi decydenci nie bardzo optoelektronice sprzyjają
- może to kwestia braku pieniędzy, a może niedostatków wyobraźni?
- Czyżby nie widzieli możliwych zastosowań, na nie
tak odległym przecież horyzoncie?
- Gdyby za badaniami stał przemysł... Ale tego przemysłu
u nas nie ma, wobec czego badania wydają się trochę sztuką
dla sztuki albo kształceniem specjalistów dla zagranicy.
- Jaki przemysł byłby naturalnym odbiorcą tych specjalistów?
- Przede wszystkim przemysł telekomunikacyjny, elektroniczny,
na usługach wielu dziedzin, potem motoryzacyjny. Nasi absolwenci
są przygotowani do pracy w tzw. zapleczu badawczym przemysłu.
Firmy zachodnie, które produkują cokolwiek u nas, mają
to zaplecze u siebie. Szansę widzę w małych firmach wytwarzających
wyselekcjonowaną, wysokiej klasy aparaturę. Pomocna może
się tu okazać nasza cecha narodowa - indywidualizm.
- Można sobie wyobrazić, że ci dobrzy Pana uczniowie
mogliby takie firmy zakładać. Czy są do tego przygotowani?
- Szczerze mówiąc, raczej nie. Ci ludzie o "tęgich głowach",
dobrzy merytorycznie, na ogół nie mają predyspozycji biznesmenów.
- Czy wynika to z naszej, najogólniej mówiąc, inteligenckiej
tradycji, z wzorców lansowanych w rodzinie, także w szkole?
- Chyba rzeczywiście coś w tym jest. Wiem, że żaden z moich
uczniów nie założył firmy, choć każdy pewnie odpowiedziałby
na pytanie, jakie urządzenia optoelektroniczne czy fotoniczne
powinniśmy w Polsce produkować. Wiem coś gorszego: w ubiegłym
roku po raz pierwszy absolwenci Wydziału Elektronicznego
naszej Politechniki mieli kłopoty ze znalezieniem pracy.
A przyjmujemy na pierwszy rok ponad 1000 studentów.
- Ta liczba świadczy, jak Pan mówi, o silnych motywacjach
albo o iluzjach.
- Motywacje są cennym kapitałem, którego nie wolno zmarnować,
zwłaszcza kiedy mamy jednak nadzieję, że nasza gospodarka
zacznie potrzebować tych high technologies.
- Wróćmy jeszcze do samej fotoniki. Czy istnieje
jakieś "główne pytanie", na które badacze starają się odpowiedzieć
i spodziewają się, że odpowiedź przyniesie istotny postęp?
- Tym, wokół czego koncentruje się uwaga oraz wysiłki poznawcze
i aplikacyjne, jest szybkość przesyłania informacji. Zdecydowany
postęp należy upatrywać w optycznych sieciach światłowodowych.
Tu możliwości są olbrzymie, jesteśmy na początku drogi. I
jeszcze niejedno nas zaskoczy.
- Kresu drogi niepodobna przewidzieć, ale co majaczy
na horyzoncie? Co zaprząta wyobraźnię ludzi zajmujących
się
tą problematyką?
- Mówi się ostatnio sporo o komputerach kwantowych, optycznych,
które byłyby rzeczywiście skokiem, ale to jeszcze odległa
sprawa. Drugim takim punktem na horyzoncie są optyczne sieci
FDM (frequency division multiplexing), czyli wielokanałowa
światłowodowa transmisja z modulacją częstotliwości optycznych.
Dzisiaj mamy czas starań o postęp technologiczny, tj. zastosowanie
osiągniętych wyników badań. To, co przeżyła elektronika od
tranzystora do układów scalonych, czeka teraz fotonikę. Potrzebny
jest rozwój scalonych układów optoelektronicznych. Natomiast
rewolucji naukowej nie sposób przewidzieć. Przychodzi nagle
i radykalnie, z hukiem, przestawia badania na inne tory.
Rozmawiała Magdalena Bajer
Źródło:
|
|
|
