Академику Хазанову Ефиму Аркадьевичу - 60 лет!

Ефим Аркадьевич Хазанов родился 12 ноября 1965 года в г. Горьком (Нижний Новгород).

В 1988 году окончил с отличием Физико-технический факультет Горьковского политехнического института (ныне — НГТУ им. Р.Е. Алексеева) по специальности «инженерная электрофизика». Это был первый выпуск базовой Кафедры Института прикладной физики АН СССР на Физико-техническом факультете института, позднее преобразованной в Высшую школу общей и прикладной физики (ВШ ОПФ). Во время учебы был Ленинским стипендиатом. С 1988 года — в Институте прикладной физики АН СССР (ныне — ИПФ РАН): стажер-исследователь, младший научный сотрудник, научный сотрудник, в 1990-1992 гг. — учеба в аспирантуре, старший научный сотрудник, заведующий Лабораторией № 372, заведующий Отделом нелинейной и лазерной физики № 370, в 2012-2022 гг. — руководитель Отделения нелинейной динамики и оптики, заместитель директора Института по научной работе, далее — главный научный сотрудник Лаборатории силовой оптики Отдела нелинейной и лазерной оптики в Институте прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова.

До 2022 года — профессор факультета «Высшая школа общей и прикладной физики» Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского (ННГУ).

Член-корреспондент РАН с 2008 года, академик РАН с 2019 года — Отделение физических наук.

Академик Е.А. Хазанов — учёный с мировым именем, выдающийся российский физик-экспериментатор. Его научные интересы: термооптика твердотельных лазеров, оптические параметрические усилители чирпированных фемтосекундных лазерных импульсов, петаваттные лазеры, нелинейная оптика. Входит в список российских учёных, имеющих индекс цитирования > 1000.

В 1992 году защитил кандидатскую диссертацию «Исследование возможностей компенсации поляризационных и аберрационных искажений волнового фронта оптического излучения в импульсно-периодических YAG:Nd лазерах», в 2005 году защитил докторскую диссертацию «Термонаведенные поляризационные искажения и их компенсация в оптических элементах лазеров с высокой средней мощностью».

Основные научные результаты Е.А. Хазанова получены в области твердотельных лазеров с рекордно большой пиковой мощностью и дифракционной расходимостью, а также лазеров с большой средней мощностью. Результаты исследований реализованы в созданных им уникальных лазерных комплексах.

Е.А. Хазановым предложены и реализованы методы суммирования лазерных каналов в один пучок с дифракционной расходимостью — уникальных способов когерентного соединения излучений нескольких каналов лазера в пучок к дифракционной предельной расходимостью. В ходе этого созданы лазеры с обращением волнового фронта с огромной средней мощностью.

Начиная с дипломной работы в вузе и по сей день Е.А. Хазанов занимается мощными лазерами, основная задача — повысить эффективность этих лазеров, не только в плане увеличения мощности, но и в других аспектах.

Е.А. Хазанов начал работу в отделе когерентной оптики ИПФ, где его деятельность была связана с созданием импульсно-периодических лазеров с высокой средней мощностью. Сначала он изучал мощные наносекундные лазеры и нелинейность, связанную с рассеянием Мандельштама-Бриллюэна, а также использование эффекта обращения волнового фронта. Потом занимался тепловыми эффектами — это тоже область мощных лазеров, где важна не пиковая, а средняя мощность, из-за чего неизбежно выделяется много тепла (все проблемы и вся физика связаны именно с этим).

Такие лазеры были изготовлены, в том числе, для нескольких зарубежных лабораторий. При этом были исследованы некоторые эффекты, связанные с фазовыми и поляризационными искажениями излучения в элементах лазера, которые определили направления дальнейших исследований. В 1999 году достижения Е.А. Хазанова были отмечены медалью РАН для молодых учёных.

В конце 90-х годов Е.А. Хазанов вместе с группой сотрудников Института познакомился с проектом LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), целью которого было экспериментальное доказательство существования гравитационных волн. И стало понятно, что созданная в Нижнем Новгороде научная радиофизическая школа очень приспособлена к решению ряда задач, без которых реализация этого сверхамбициозного проекта была бы невозможной. Так ученые ИПФ стали полноправными участниками международной коллаборации, которой удалось детектировать, или «поймать» те самые гравитационные волны, которые Альберт Эйнштейн предсказал более 100 лет назад.

В рамках этой работы Е.А. Хазанов создал новое научное направление — термооптика магнитоактивных сред, в рамках которой решаются задачи создания магнитоактивных элементов, способных работать в лазерных системах при высокой степени тепловыделения в них. Полученные им в этой области пионерские результаты позволили создать магнитоактивные устройства, выдерживающие среднюю мощность лазерного излучения до 10 кВт — на два порядка больше, чем ранее. Через несколько лет в ИПФ РАН были созданы уникальные приборы, работающие на большой мощности — изоляторы Фарадея. Одним из мест, где такие элементы были использованы, стали проекты LIGO (США) и VIRGO (Италия). Эти устройства успешно применяются и в других лабораториях, использующих мощные лазеры.

Е.А. Хазанов стал лауреатом Государственной премии РФ в области науки и технологий — за создание сверхчувствительных приборов, позволивших впервые зафиксировать слияние двух чёрных дыр на расстоянии свыше миллиарда световых лет и тем самым доказать существование гравитационных волн. Этот большой научный успех подарил всему человечеству ещё один способ наблюдения за Вселенной, принципиально изменил сам уровень её изучения и ещё больше приблизил нас к разгадке тайн мироздания. Е.А. Хазанов выражает благодарность всем сотрудникам Института прикладной физики, которые в течение 20 лет занимались и в настоящее время продолжают заниматься научными исследованиями в интересах детектора гравитационных волн, в интересах гравитационно-волновой астрономии.

Существенное направление исследований тепловых эффектов в разных оптических лазерных элементах — лазерная керамика. На основе построенной Е.А. Хазановым модели лазерной керамики им предсказан и экспериментально обнаружен эффект, не имеющий аналога ни в стеклах, ни в кристаллах: случайная пространственная модуляции амплитуды, фазы и поляризации пучка.

В начале 2000-х годов начал заниматься фемтосекундными лазерами с высокой пиковой мощностью с целью создания петаваттного лазера. В фемтосекундных лазерах тепловая составляющая не так важна, основная задача этой области — получить большую пиковую мощность в интересах различных фундаментальных экспериментов.

Работы по созданию петаваттного лазера завершились в 2007 году. Е.А. Хазановым предложены и разработаны оригинальные идеи, использованные при создании фемтосекундного лазерного комплекса сверхвысокой пиковой мощности на основе параметрического усиления чирпированных импульсов, созданного под его прямым руководством в ИПФ РАН — это фемтосекундный лазерный комплекс PEARL (PEtawatt pARamentric Laser), который внес огромный вклад в развитие лазерной физики и нелинейной оптики. PEARL — первый в мире параметрический лазер петаваттного уровня, использующий принцип параметрического усиления в кристаллах DKDP в условиях широкополосного синхронизма. В настоящее время по этому принципу строятся и проектируются практически все сверхмощные лазерные комплексы. На момент создания лазер PEARL получил рекордную мощность в 0.56 петаватт. Он входил в пятерку мощнейших лазерных комплексов мира. Были также предложены идеи по дальнейшему увеличению пиковой мощности вплоть до 10 петаватт. За проведенные на этом лазере уникальные эксперименты в 2012 году Е.А. Хазанов и его коллектив были награждены премией Правительства РФ. На лазере PEARL продемонстрированы рекордные для лазерно-плазменных ускорителей энергии электронов и протонов, проведено множество экспериментов по взаимодействию сверхсильных полей с веществом.

Вместе с академиком А.М. Сергеевым (будущим Президентом РАН) он инициировал и руководил проектом XCELS (Exawatt Center for Extreme Light Studies), направленным на создание уникального лазерного комплекса эксаваттного уровня мощности для исследования экстремальных состояний вещества — наиболее мощного лазера на планете. Этот проект в 2012 году был одним из шести проектов по созданию уникальных научных установок класса мегасайенс, поддержанных Правительством РФ. В настоящее время в основе всех международных проектов по созданию лазеров с мощностью 100 петаватт лежит концепция XCELS, а сам проект XCELS переживает второе рождение, что связано, в том числе с реализацией на лазере PEARL нелинейно-оптических методов управления параметрами сверхмощных лазеров, позволяющих многократно увеличить мощность и интенсивность излучения.

Более десяти лет в 2012-2022 гг. Е.А. Хазанов руководил крупным подразделением ИПФ РАН — Отделением нелинейной динамики и оптики, сменив на этом посту академика А.М. Сергеева. Под руководством Е.А. Хазанова не только успешно развивались традиционные направления исследований отделения, но и был существенно расширен спектр решаемых им задач. Сейчас это не только создание лазеров с высокой пиковой и средней мощностью, исследования новых материалов и сред, исследования взаимодействия мощного лазерного излучения с веществом, высокоточные оптические измерения, микроволновая спектроскопия, но и работы на стыке оптики и медицины, исследования когнитивных процессов, моделирование сложных нейроноподобных сред. Е.А. Хазанов активно участвовал в создании наукоемкого производства уникальных кристаллов KDP и DKDP, широко применяющихся при конструировании мощных лазерных систем.

В последние годы Е.А. Хазанов изучает устройство, которое используется в каждом мощном фемтосекундном лазере — оптический компрессор. При разработке следующего поколения лазеров стало очевидно, что компрессор ограничивает возможности устройства, т.е. из фундаментальных вопросов этот — ключевой. И там есть существенное ограничение, про которое нужно придумать как преодолеть. Дифракционные решетки, используемые в компрессоре, чувствительны к мощному излучению. На сегодняшнем уровне технологий вся остальная часть лазера готова к увеличению мощности, а они не готовы. Сделать их технологически менее «капризными» и более стойкими довольно трудно, несмотря на усилия исследователей, прогресс в этой области пока незначителен. Е.А. Хазанов с коллегами наметили несколько путей решения. Во-первых, можно изменить конструкцию компрессора таким образом, чтобы уменьшить вероятность оптического пробоя и разрушения решеток. Во-вторых, можно оптимизировать параметры компрессора для увеличения мощности пучка без ухудшения его пространственных характеристик. В-третьих, можно разработать новые методы компенсации искажений, вызванных работой компрессора. Далее: компрессор должен не только создавать короткий импульс, но и не портить его пространственные свойства. Неидеальны все оптические элементы, но дифракционные решетки портят пространственные свойства специфическим образом, и известные методы, которыми с этим борются, здесь не работают. В итоге — разобрались в этом, стало более понятно, как изготавливать эти решетки, и как правильно их использовать. Необходимо донести до производителей, что, если с этими негативными причинами справиться невозможно, то можно их друг другом нейтрализовать — это путь к большому прогрессу. Это позволит создать лазер с таким сильным полем, чтобы было возможно исследовать структуру вакуума. Физический вакуум — не есть пустота. Это некое сложное «устройство», в котором множество скрытых элементов, и чтобы их проявить, нужны очень сильные поля, которые можно получить только с помощью лазера. Это общепринятая теоретическая концепция, но экспериментальной проверки не было. Это главная задача проекта XCELS.

Во многом благодаря Е.А. Хазанову и его научным связям, ИПФ РАН принимал и принимает участие в крупных российских и международных проектах. В настоящее время Е.А. Хазанов руководит совместной Российско-Китайской лазерной лабораторией, объединяющей опыт учёных двух стран по созданию мультипетаваттных и субэкзаваттных лазерных систем, проводятся совместные исследования. Деятельность лаборатории направлена на развитие двух мегасайенс-проектов: XCELS в России и SEL-100PW в Китае. Оба проекта направлены на создание лазера с мощность 100ПВт и более. Архитектуры проектов очень похожи, поэтому ученые обеих стран сталкиваются с одними и теми же проблемами и синергия совместной работы очень большая.

Е.А. Хазанов являлся инициатором создания научного центра мирового уровня — НЦМУ «Фотоника», который объединил более 240 исследователей из ряда ведущих научных организаций нашей страны.

Е.А. Хазанов является действительным членом Международного комитета по сверхмощным лазерам (ICUIL), действительным членом (Fellow) американского оптического общества (OPTICA), участником Программных комитетов нескольких Международных конференций, в числе которых «Topical Problems of Nonlinear Wave Physics», «Pacific Rim Laser Damage», научной школы «Нелинейные волны».

Е.А. Хазанов принимал участие в нескольких научных экспериментах в США. Был приглашенным профессором в Политехнической Школе во Франции, в Институте точной механики и оптики в Китае, в Институте науки Вейцмана в Израиле.

С 1997 по 2022 год преподавал на факультете «Высшая школа общей и прикладной физики» в ННГУ, активно участвует в подготовке аспирантов в ИПФ РАН, являясь куратором научной специальности «лазерная физика». По инициативе Е.А. Хазанова и при его непосредственном участии в ИПФ в рамках Национального проекта «Наука и университеты» были открыты две новые молодёжные лаборатории.

Под его руководством защищено 8 кандидатских диссертаций, причем некоторые из этой группы уже стали докторами наук, среди них — С.Ю. Миронов, доктор физико-математических наук, руководитель Лаборатории пространственно-временного профилирования фемтосекундного лазерного излучения ИПФ РАН, А.А. Соловьёв, руководитель Лаборатории лазерно-плазменных источников синхротронного излучения и нейтронов ИПФ РАН.

Е.А. Хазанов — автор более 350 статей в рецензируемых научных журналах, его работы были процитированы более 40 тысяч раз, индекс Хирша составляет 79. Специалистам известны его работы, написанные индивидуально или в соавторстве: «Экспериментальное исследование воздействия субтераваттного фемтосекундного лазерного излучения на прозрачные диэлектрики при аксиконной фокусировке», «Петаваттные лазеры на основе оптических параметрических усилителей: состояние и перспективы», «Горизонты петаваттных лазерных комплексов», «Нелинейное сжатие сверхмощных лазерных импульсов: компрессия после компрессора» и др.

Член редколлегии журналов «Квантовая электроника», «Вестник Российской академии наук», «High Power Laser Science and Engineering».

В 2013 году Е.А. Хазанов выразил неприятие проекта Федерального закона «О Российской академии наук», согласно которому предполагалась ликвидация РАН и создание новой «РАН» в форме «клуба академиков» — он наряду с другими членами РАН подписал заявление об отказе вступить в новую «РАН» в случае, если закон будет принят.

Лауреат Государственной премии РФ по науке и технике «За создание фундаментальных основ и инструментальных решений проблем регистрации гравитационных волн», лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники «За разработку и внедрение лазерных комплексов петаваттной мощности на основе параметрического усиления света».

Ему вручены престижные международные премии за экспериментальное обнаружение гравитационных волн (в составе коллаборации LIGO): Gruber Prize in Cosmology — Премией Грубера по космологии (2016 г.) и Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics — Премией за прорывные результаты в фундаментальной физике (2016 г.).