Уважаемые авторы и читатели!

В этом году редакция занята решением важной задачи – включением журнала в Перечень ВАК. С нетерпением мы ждем решения Президиума ВАК и присвоения журналу его первой категории. Какой она будет во многом зависело и от вас - наших авторов, от содержательности, научной значимости и качества ваших статей.

В портфеле раздела «Фотоника» настоящего номера три статьи, посвященные решению задач радиофотоники, а именно измерению мгновенной частоты множества неизвестных СВЧ-сигналов и угла их прихода на регистрирующий фотонный радар. Авторы статей - аспирант кафедры радиофотоники и микроволновых технологий КНИТУ-КАИ Мальцев А.В. и заместитель заведующего кафедрой современного приборостроения доцент Денисенко Е.П. Еще одна статья, посвященная тонким вопросам оптической рефлектометрии в частотной области и математическим методам обработки полученных результатов с целью улучшения их метрологической достоверности, поступила из Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук (г. Пермь) от  авторов - М.Е. Белокрылова, Ю.А. Константинова.

В портфеле раздела «Дискуссионный клуб» статья мэтра КНИТУ-КАИ профессора Нигматуллина Равиля Рашидовича «Можно ли построить правильные многоугольники с нечетными сторонами с помощью циркуля и линейки без делений?», в которой автор находит не только изысканные математические решения, но и предлагает их применение в области практических задач электроники и фотоники.

До конца месяца мы ждем пакет статей в раздел «Киберфизические системы» от наших коллег, развивающих видимо наиболее актуальные технологии сегодняшних дней – информационные, чтобы завершить формирование номера.

В 1 номере 2024 года представлены расширенные версии основных пленарных докладов конференции XI Молодежная международная научно-техническая конференция «Прикладная электродинамика, фотоника и живые системы – 2024»   (ПРЭФЖС-2024).

Статьи посвящены вопросам :

-экспериментальных исследований влияния толщины буферного слоя на форму заготовок для линзованных оптических волокон,

-радиофотонных скалярных и векторных систем измерения мгновенной частоты микроволновых сигналов на базе однопортового модулятора  Маха-Цендера и треугольных волоконных брэгговских решеток,

- флуктуационно-шумовым и релаксационным методам неразрушающего контроля водородных топливных элементов;

- совместной обработке результатов лазерного поляризационного зондирования облаков верхнего яруса с данными спутникового спектрорадиометра MODIS,

- сверхузполосному пакету дискретных частот как базовому инструменту радиофотонного анализа,

- квазивоспроизводимым экспериментам: универсальным подгоночным функциям для количественного описания данных сложных систем,

- оптимизации инфраструктуры 5G+: инновации в оптической передаче данных с квадратурной амплитудной модуляцией высокого порядка,

- сверхплоской оптической частотной гребенчатой генерации улучшающей динамику 5G и за ее пределами с помощью каскадной модуляции,

- спортивной инженерии в КНИТУ-КАИ.

 

Настоящий номер журнала открывает раздел «Киберфизические системы», ярким элементом которых являются нейронные сети. По данным компании Майкрософт, нейронные сети с помощью аппаратных и программных средств имитируют паутину нейронов в человеческом мозге. Эта идея появилась еще    в 80-е годы, но в 2012 г. Крижевски и Хинтон усовершенствовали ее реализацию, построив сеть, использующую ресурсы графических процессоров (видеокарт). Ведущие мировые ИТ-компании сегодня строят на этих процессорах свои системы распознавания образов, применяемые для самых разных задач: от поиска картинок в Интернете — до обеспечения безопасности.

В регулярных статьях раздела «Фотоника» представлены работы сотрудников Уфимского университета науки и технологий. Статьи посвящены актуальным технологиям современного этапа развития фотоники и будут интересны широкому классу читателей.

В новом разделе журнала «Дискуссионный клуб» представлены статьи проф. Султанова А.Х. и доц. Тимофеева А.Л. «Оптическое радио» и проф. КНИТУ-КАИ Нигматуллина Р.Р. «Способ создания дополнительного канала связи, основанного на временных азбуках Морзе». Ждем ваших мнений.

Впервые номер нашего журнала состоит из статей специального выпуска и регулярных статей. Специальный выпуск посвящен 100-летию со дня рождения выдающегося ученого, основоположника казанской научной школы молекулярной электроники и дробных операторов в радиоэлектронике, ректора Казанского авиационного института (сейчас КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева) с 1967 по 1977 года, Председателя Верховного Совета ТАССР Нигматуллина Рашида Шакировича.

 

За последние несколько лет мы стали свидетелями значительного влияния электроники и фотоники на различные аспекты нашей повседневной жизни, например, мониторинг и лечение в здравоохранении, мониторинг окружающей среды, развитие робототехники и взаимодействия человека и машины, и т.д. Согласно разработкам последних лет, электроника и фотоника следующего поколения быстро приближается к эпохе искусственного интеллекта (AI) и Интернета вещей (IoT), чтобы достичь более высокого уровня коммуникаций и уверенности в правильности самостоятельно принятых решений в структуре киберфизических реализаций.

В данном номере журнала представлены результаты   современных разработок авторов в области электроники, фотоники и киберфизических систем с точки зрения новых материалов, механизмов измерительных преобразований, структурных конфигураций, приложений и их дальнейшей интеграции с интеллектуальными технологиями. В разделе электроника рассматривается развитие 3D микроволновой электроники на отрезках коаксиальных кабелей в сенсорных приложениях, что далее суммируется с обсуждением перспектив развития 3D наноэлектроники на нанотрубках. В разделе фотоника обсуждаются радиофотонные решения для радиолокационных трактов и трактов зондирования атмосферы, а также основанные на системной интеграции с технологиями сбора и хранения солнечной энергии и воды волоконно-оптические сенсорные системы. В разделе киберфизических систем  рассматривается слияние технологий электроники и фотоники и искусственного интеллекта, показывающее появление и быстрое развитие умных, многофункциональных, самостоятельных систем в эпоху AI/IoT.

Согласившись с девизом холдинга «Швабе» Госкорпорации Ростех «Фотоника: электроника будущего», можно сказать, что мы находимся в самом начале фотонной революции, хотя фотонные устройства уже давно окружают нас. Светодиоды или лазерные диоды – легкие, компактные, дешевые, прочные и долгоживущие устройства, выделяют меньше тепла и требуют меньше энергии по сравнению с традиционными источниками света.

На старте эры фотоники ученые России были в числе пионеров: наше первенство в квантовой электронике и лазерной технике неоспоримо, да и сам термин фотоника предложен в России. И сегодня нам необходимо восстанавливать позиции.

В этом нам поможет электроника. И список задач для ее развития велик. Вот некоторые из них. Оптические кабели обеспечивают множество преимуществ, поддерживающая их электроника не может в полной мере использовать скорости, которые могут обеспечить оптические кабели. Это означает, что приемопередатчики, используемые с оптическими системами, часто могут работать медленнее, чем дифференциальная пара, на коротких расстояниях. Чтобы максимально использовать возможности оптических систем, приемопередатчикам необходимо увеличить скорость, а для этого потребуется исследование новых фотонных полупроводников. Если чипы могут быть разработаны со встроенными оптическими портами, необходимость в печатных платах со встроенными волноводами станет существенной, поскольку это позволит чипам передавать данные через печатные платы по оптическим каналам связи. Это не только поможет уменьшить сложность системы, но также обеспечит чрезвычайно высокоскоростные соединения между фотонными частями. Например, будущие цифровые процессоры могут использовать оптическую шину для оперативной памяти, а электрическую шину для менее быстрых периферийных устройств.

По объемам продаж фотоники доля нашей страны в общемировом рынке – менее 1%. При этом в России сохранилась сильнейшая физическая школа, работающая именно в русле фотоники. Обладая большим научным потенциалом, мы пока уступаем другим государствам в коммерческом применении, но перспективы огромны и представлены в данном номере журнала.

Женщины-ученые возглавляют новаторские исследования по всему миру. Но, несмотря на их замечательные открытия, женщины по-прежнему составляют лишь 33,3 % исследователей во всем мире, и их работа редко получает заслуженное признание. Менее 4 % Нобелевских премий в области науки когда-либо присуждались женщинам, и только 11 % старших научных должностей в Европе занимают женщины. По мере того, как мир стремительно приближается к будущему, которому угрожают изменение климата и нехватка ресурсов, глобальное научное сообщество не должно терять времени и признавать и продвигать достижения женщин-ученых. Данный номер журнала посвящен научным результатам молодых ученых женщин, работающим в КНИТУ-КАИ.  

В данном номере журнала мы публикуем часть материалов, представленных нашими коллегами в рамках пленарной сессии IX международной молодежной научно-технической конференции «Прикладная электродинамика, фотоника и живые системы» (ММНТК ПРЭФЖС-2022), прошедшей в КНИТУ-КАИ 26-28 апреля 2022 года в рамках программы «Приоритет-2030». Конференция была посвящена 175-летию со дня рождения изобретателя, электротехника Павла Николаевича Яблочкова, 100-летию со дня рождения физика, изобретателя лазера Николая Геннадьевича Басова, 90-летию со дня образования КНИТУ-КАИ и 70-летию со дня образования ИРЭФ-ЦТ КНИТУ-КАИ. Информационный спонсор конференции – наш сетевой научный журнал "Электроника, фотоника и киберфизические системы".

Этот номер журнала продолжает публикацию материалов, посвященных истории и парадигме развития Института радиоэлектроники, фотоники и цифровых технологий (ИРЭФ-ЦТ) Ка­занского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ (КНИТУ-КАИ), которому в этом году исполняется 70 лет. Собранные в первой части раздела «Новинки техники и тех­нологий. Обзоры. Конференции. Важные даты» статьи: Евдокимова Ю.К. «Кафедра радиоэлектроники и информационно-измерительной техники: вчера, сегодня, завтра»,  Данилаева Д.П. и Данилаева М.П. «Динамика образовательных траекторий кафедры электронных и квантовых средств передачи информации», Застелы М.Ю. и Мальцева А.А. «Кафедра «Конструирование и технология производства электронных средств» - помогут нашим читателям понять современный ста­тус ИРЭФ-ЦТ, как одного из ведущих учебных и научных заведений, достигших существенных результатов в ходе реализации национальной про­граммы «Цифровая экономика Рос­сийской Федерации», в том числе на платформе, заложенной в годы становления Советского Союза как ведущей державы мира. Подробнее обзор статей, вошедших в №2, Т.2 журнала "Электроника, фотоника и киберфизические системы" можно прочитать в Колонке главного редактора.

В рамках реализации Указов Президента Российской Федерации «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» и «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года», в том числе с целью решения задачи по обеспечению ускоренного внедрения цифровых технологий в экономике и социальной сфере, Правительством Российской Федерации сформирована национальная программа «Цифровая экономика Российской Федерации».

Киберфизические системы (КФС) для «Цифровой экономики» невозможно реализовать без обновления основных технологий социальной инфраструктуры. ...

Из основных технологических элементов, составляющих КФС, наш журнал фокусируется на трех темах исследований и разработок — электронные и лазерные технологии, беспроводные и квантовые технологии связи и сенсорики, электронные и фотонные цифровые технологии обработки информации — в стремлении к желаемым технологическим инновациям. Если для беспроводной и квантовой связи и сенсорики будут выделены отдельные номера журнала, то на двух других направлениях сосредоточим наше внимание сегодня....

В преамбуле федерального проекта «Кадры для цифровой экономики» указывается, что новые экономические и технологические условия требуют создания и реализации подходов по содействию гражданам в освоении ключевых компетенций цифровой экономики, обеспечении массовой цифровой грамотности и персонализации образования, развития научных исследований и внедрения их в промышленность. Этой парадигме посвящены исторические материалы и постановки задач развития Института радиоэлектроники, фотоники и цифровых технологий Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ, которому в этом году исполняется 70 лет.

Подробнее читайте в КОЛОНКЕ РЕДАКТОРА

ОТ МИНИ-КАФЕДРЫ ТМС К ЭКОСИСТЕМЕ КАФЕДРЫ РФМТ 

15 лет назад в ИРЭТ была создана выпускающая кафедра Телевидения и мультимедийных систем, опирающаяся на одну из специальностей радиотехнического блока «Бытовая радиоэлектронная аппаратура» и читающая один общий курс в институте по основам телевидения. У истоков кафедры стояли зав. кафедрой Радиоэлектронных и квантовых устройств д.т.н., проф. Г.И. Ильин и директор НИЦ ПРЭ д.т.н., проф. Морозов Г.А. С их поддержкой кафедра обрела 4,5 ставки ППС и 1,5 ставки УВП, а также свое постоянное место жительства на первом этаже здания НИЦ ПРЭ. Благословляли кафедру ректор КАИ д.т.н., проф. Дегтярев Г.Л. и директор ИРЭТ к.т.н., проф. Щербаков Г.И. В составе кафедры были профессор Морозов О.Г. (зав. кафедрой), доценты Пикулев А.Н. и Нуреев И.И., старшие преподаватели Дорогов Н.В. и Самигуллин Р.Р., вскоре также получивший степень кандидата технических наук. На первого зав. лабораторией кафедры Акульшина А.И., только что окончившего КАИ, и опытного инженера, а также рабочего высшей квалификации Урываева В.Е., окончившего КАИ в 1978 г., легли основные заботы по созданию условий для образовательного и научно-исследовательского процесса.

Прошло полтора десятилетия. Сегодня кафедра Радиофотоники и микроволновых технологий, получившая свое новое название в 2014 г., - это мощный образовательный и научно-исследовательской комплекс, развивающий компетенции радиофотоники, фотонных СВЧ-кристаллов, метаматериалов, антенных систем с фотонным диаграммообразованием, векторных анализаторов фотонных сетей и устройств, распределенной и брэгговской сенсорики, техники микроволновых резонансных сенсоров и многого другого. В ближайших планах сотрудников кафедры освоение квантовых и терагерцовых технологий. Такому быстрому развитию способствует крепкое сотрудничество с НИИ ПРЭФЖС, преобразованного в институт из НИЦ ПРЭ, создание и развитие базы для студенческих исследований в рамках УИЦ «Проектное пространство «Прометей»», работа с КИББ КазНЦ РАН в совместной лаборатории исследования механизмов передачи информации в живых системах.

В основе российских связей кафедры лежит триумвират трех ВУЗов Поволжья – КНИТУ-КАИ, УГАТУ, ПГУТИ. Кафедра со дня основания является организатором международной научно-технической конференции «Оптические технологии телекоммуникаций», которая проходит под эгидой международного научного общества инженеров-оптоэлектроников SPIE. Во всех трех ВУЗах при поддержке кафедры РФМТ созданы научные студенческие ячейки SPIE и оптического общества Америки OSA. Сегодня планы трех ВУЗов и их кафедр РФМТ, ЛСиИТС, ТС нацелены на выполнение совместных работ в рамках программы «Приоритет-2030».

Более подробную информацию можно прочитать в Колонке редактора.

Предлагаем Вашему вниманию первый номер сетевого научного журнала  "Электроника, фотоника и киберфизические системы"