Исполнилось 70 лет со дня создания Центрального научно-исследовательского института «Электрон». Это одно из старейших и наиболее значимых предприятий отечественной электронной промышленности, сыгравшее ключевую роль в развитии фотоэлектроники и телевидения в СССР и России.
Сегодня ЦНИИ «Электрон» входит в холдинг «Росэл» Госкорпорации Ростех и продолжает работу в области телевизионных фотоэлектронных приборов.
У истоков телевизионных технологий
Особое конструкторское бюро электровакуумных приборов — будущий ЦНИИ «Электрон» — было образовано на базе Научно-исследовательского института телевидения 1 января 1956 года приказом Министерства электронной промышленности СССР от 19 декабря 1955 года. Однако его основы были заложены еще раньше, когда в 1933 году в ленинградском НИИ телемеханики открылась лаборатория катодных передающих трубок. Перед лабораторией была поставлена задача создать передающую трубку, аналогичную иконоскопу Владимира Зворыкина — устройству, которое дало старт электронному телевидению. Уже через год специалисты лаборатории разработали действующую модель иконоскопа, а в 1935 году была готова первая электронная телевизионная установка на 180 строк. До войны лаборатория работала над кинескопами, иконоскопами на 240–350 строк, фотоумножителями — сверхчувствительными приборами, улавливающими даже единичные фотоны, и другой электроникой.
После войны уже на базе ВНИИ телевидения был создан вакуумный отдел, который в 1949 году возглавил Георгий Сергеевич Вильдгрубе — ученый, разработчик фотоумножителей. Этот же год был отмечен выпуском первого массового советского телевизора КВН-49, в основе которого лежал кинескоп с разрешающей способностью 625 строк. Другие разработки отдела рубежа 1940–1950-х годов: супериконоскопы для передающей камеры передвижной телевизионной станции и типовой студийной камеры, фотоумножители и кинескопы для телевизионных систем типа «бегущий луч».
В 1956 году на основе вакуумного отдела и цеха № 7 ВНИИ телевидения наконец создается Особое конструкторское бюро электровакуумных приборов (ОКБ ЭВП) во главе с Вильдгрубе. Поле исследований и разработок ученых расширилось. Специалисты ОКБ работали над суперортиконами, которые в итоге заменили супериконоскопы в студийной аппаратуре и передвижных телевизионных станциях. За разработку новейших фотоэлектронных умножителей ученые ОКБ в 1958 году получили Гран-при на Всемирной выставке в Брюсселе.
В ОКБ ЭВП развивали и совершенствовали телевизионные технологии для всего Советского Союза. Знаковой разработкой стали видиконы — малогабаритные передающие трубки, благодаря которым телевидение стали внедрять в промышленность. Пожалуй, наиболее значимую роль видиконы сыграли в советской космической программе.
Электроника для космоса
В конце 1950-х годов началась эпоха активного освоения космоса. Фотоэлектронные умножители ФЭУ-15 и кинескоп 8ЛК, разработанные инженерами ОКБ ЭВП, помогли успешно осуществить миссию космического аппарата «Луна-3» и получить изображения обратной стороны Луны. 12 апреля 1961 года видиконы обеспечили передачу изображения на 100 строк с космического корабля «Восток», на борту которого Юрий Гагарин совершал первый полет человека в космос. Два года спустя ОКБ ЭВП преобразовали во Всесоюзный научно-исследовательский институт электроннолучевых приборов (ВНИИЭЛП).
Разработки института сопровождали каждый знаковый советский космический проект. С помощью герметизированных видиконных камер в марте 1965 года удалось запечатлеть выход космонавта Алексея Леонова в открытый космос. Продолжить исследования Солнечной системы помогли фотоэлектронные приборы ВНИИЭЛП в космических аппаратах «Марс-4» и «Марс-5». Благодаря им были получены фотографии поверхности Марса высокого качества. Системы обзора и управления советских луноходов, исследовавших поверхность Луны, также были оснащены разработками института. В 1982 году космические аппараты «Венера-13» и «Венера-14», оснащенные фотоэлектронными приборами, получили первые цветные снимки поверхности Венеры. К этому времени институт наконец получил современное имя «Электрон».
В 1980-е годы «Электрон» разработал высокочувствительную трубку для оптико-электронного комплекса «Окно». Комплекс, расположенный в горах Памира на территории Республики Таджикистан, позволяет с помощью телескопов контролировать космическое пространство и находить любой объект на высоте от двух до 40 тысяч км. В том же году благодаря сверхчувствительному суперортикону ЛИ230 в Крымской обсерватории была открыта малая планета № 4080 «Галинский». Оригинальный прибор с зарядовой связью «Электрона» на автоматической межпланетной станции «Вега-2» позволил получить примерно 700 снимков кометы Галлея.
Современные разработки «Электрона»
За последнее десятилетие советской эпохи «Электрон» усилил свою научную и технологическую базу в фотоэлектронике и телевизионных технологиях. Развитие и востребованность этих направлений позволили институту справиться с переходным периодом после распада СССР. В 2000 году «Электрон» уже в качестве центрального научно-исследовательского института вошел в состав холдинга «Росэлектроника». Сейчас это производственный комплекс, научные лаборатории и испытательный центр, где работает штат высококлассных специалистов. Приборы, которые разрабатывают специалисты института, применяются в тяжелой промышленности, ядерной физике, геофизике, космических системах, оборонных технологиях, экологии и медицине.
Нельзя не вспомнить об одном из важнейших научных проектов современности, в котором разработки «Электрона» сыграли значимую роль. В 2006 году институт принимал участие в международном ядерном проекте CMS в ЦЕРНе. Для создания Компактного мюонного соленоида, который входит в состав Большого адронного коллайдера, «Электрон» изготовил 16 тысяч магнито и радиационно стойких фотоэлектронных умножителей ФЭУ-188. Вклад института был отмечен золотой наградой ЦЕРНа.
Разработки «Электрона» помогают развивать направление машинного зрения. Институт регулярно пополняет новейшими изделиями линейку универсальных телевизионных камер, работающих в различных спектрах — от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного. Такие устройства функционируют в условиях плохой видимости. Например, камера ближнего ИК-диапазона УТК-4 находит объект на большом расстоянии и выдает изображение с высоким разрешением даже в темноте, при тумане или дожде. В ее основе — телевизионный датчик с чувствительным фотокатодом и электронно-чувствительной матрицей. Такие камеры могут обнаруживать людей на воде во время спасательных операций или находить утечки метана на местности.
Камера УТК-1 работает на базе высокочувствительной матрицы с технологией обратной засветки и крупными пикселями. Благодаря тому, что сенсор и пиксели собирают больше света, матрица более чувствительна и выдает изображения высокого разрешения с минимальным шумом. Изделия с высокочувствительной матрицей успешно применяются в микроскопии, дефектоскопии, астрофотографии, биолюминесценции.
Специалисты «Электрона» создали и запустили в серийное производство первый российский фотоприемник на основе КМОП-технологий. Фотоприемник с разрешением 4 мегапикселя работает в спектральном диапазоне 400–900 нм. Он отличается низким энергопотреблением и высокой скоростью работы, а усовершенствованные сенсоры обеспечивают качественное функционирование даже при экстремально жарких или холодных условиях. Устройства применяются в камерах машинного зрения, системах безопасности, медицинском оборудовании и датчиках промышленного контроля. Характеристики фотоприемников «Электрона» сопоставимы с зарубежными аналогами, а их стоимость ниже импортных, что повышает привлекательность этих устройств для массового применения.
Также институт в рамках программы импортозамещения работает над новейшими фотоэлектронными умножителями для применения в геологоразведке. Умножители позволяют уловить и передать в качестве электрического сигнала вспышки, которые появляются в результате взаимодействия нейтронов с ядрами атомов в составе молекул газа, нефти, урана и т. д. Для работы в скважинах устройства должны быть компактными, обладать высокой чувствительностью и устойчивостью к экстремальным температурам. Подобных разработок на российском рынке еще не было.
Фото: «Росэл»