История становления российской оптоэлектроники и ее применения на железнодорожном транспорте тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 07.00.10, кандидат технических наук Шилина, Елена Владимировна

• Шилина, Елена Владимировна
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат 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 диссертации (часть автореферата) на тему «История становления российской оптоэлектроники и ее применения на железнодорожном транспорте»

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 диссертации по теме «История науки и техники», Шилина, Елена Владимировна

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 литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шилина, Елена Владимировна, 2005 год

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.