С некоторых пор у аспирантов Ветрова появилась традиция: защитился — неси в лабораторию именную кружку с принтом о своих достижениях. Семь диссертаций — семь кружек. Ученики профессора являются авторами патентов и публикаций в престижных международных изданиях. Темы исследований разные — от фотосинтеза и фотовольтаики до новомодной оптогенетики.

Степан Яковлевич читает авторский курс по оптике фотонных кристаллов для магистрантов второго года обучения. Кроме того, консультирует молодых учёных, успешно работающих в одном из приоритетных направлений мировой науки — оптике фотонных кристаллов.

Фотонный кристалл похож на обычный тем, что его метаатомы выстроены в периодическую решётку. Однако размер метаатома в тысячу раз больше, чем у обычного атома, поэтому на решётке метаатомов рассеиваются не электроны, а фотоны (кванты света), и для фотонов возникают зоны проводимости.

— Когда длина волны света соизмерима с периодом, на фотонном кристалле идёт дифракция (отражение) света, — интригует профессор. — Если менять свойства этого кристалла, то можно управлять светом и на этой основе создать, например, лазер. И такие лазеры на фотонном кристалле уже существуют!

Мы беседуем с наставником в привычной для него обстановке, в молодёжной лаборатории фотоники молекулярных систем в Академгородке. Здесь исследователи колдуют над оптическими свойствами фотонно-кристаллических сред. Игра стоит свеч, ведь материалы, полученные с использованием фотонных кристаллов, находят широкое применение в устройствах управления светом — в фильтрах, микролазерах, модуляторах, датчиках и др. Востребованы они, например, в медицине, электронике. В смартфоне есть микролазер на фотонном кристалле, он помогает распознать лицо даже в кромешной темноте. Фотоника в природе — это опал и крылья бабочек, переливающиеся всеми цветами радуги.

— Будировать тему фотонных кристаллов в Красноярске начал академик Василий Филиппович ШАБАНОВ, утверждая, что за ней будущее, — вспоминает С.Я. Ветров. — Вскоре по инициативе профессора Виктора Яковлевича ЗЫРЯНОВА в лаборатории были получены слоистые фотонные кристаллы и экспериментально исследованы их оптические свойства. Фильтры на основе таких фотонных кристаллов уже используются.

Наряду с В.Ф. Шабановым Степан Яковлевич был учеником талантливого физика Анатолия Васильевича КОРШУНОВА (воспитанника выдающегося советского оптика Евгения ГРОССА). Именно Коршунов заметил способности и интерес парня из сельской глубинки к науке, наставлял, помогал.

— Я из крестьянской семьи, из деревни Ильинка Кемеровской области. Родители — участники Великой Отечественной войны, — рассказывает о себе профессор. — Отец некоторое время преподавал в сельской школе. В те годы страна взяла курс на ликвидацию безграмотности, и в нашей деревне работала изба-читальня. В семье тоже был культ чтения. В школе в Ильинке я успел проучиться два года, потом здание отдали под молокозавод. Пришлось ходить в соседнюю деревню, в четырёх километрах от нашей. Весной-осенью — пешком, зимой на лошади. Там обучался до 4 класса. Потом в ещё более отдалённой деревне доучивался. Физику при поступлении в университет я выбрал под влиянием грандиозного успеха СССР в космосе: первый спутник, первый полёт Гагарина в космос, фильмы «Девять дней одного года», «Коллеги».

— Как вы оказались в Красноярске?

— Сначала решил поступать в госуниверситет Новосибирска. Набрал чемодан книг и поехал. Помню, иду по новосибирскому Академгородку, а рядом спокойно прогуливаются академики. Во мне всё ликовало! Но на экзаменах мне не хватило одного балла для поступления. Таких, как я, было немало. И за нами приехали «покупатели» из Омска, Томска, Красноярска. Наши баллы их устраивали! Среди «охотников за головами» была Галина Романовна БАЛУЕВА — в то время директор красноярского филиала Новосибирского госуниверситета. Она во всех красках, со свойственным ей темпераментом, расписала нам, какие знаменитые профессора работают в Красноярске: Иосиф ГИТЕЛЬЗОН, Иван ТЕРСКОВ и другие. Мол, у вас нет выхода — только к нам! Грело душу, что это всё-таки филиал Новосибирского госуниверситета. Так я оказался в Красноярске. С однокурсниками первого выпуска КГУ мы до сих пор созваниваемся, встречаемся.

После окончания КГУ в 1969 году С.Я. Ветров остался преподавать на кафедре оптики и спектроскопии, а через полгода его отправили в МГУ на полугодовую стажировку.

— Памятное время! Курировал нас Анатолий Александрович ВЛАСОВ, лауреат Ленинской премии. А лекции читала вся профессура МГУ. Следующая моя стажировка была в Ленинградский политехнический институт, где основу образования заложил отец советской физики, академик Абрам Фёдорович ИОФФЕ со своей командой.

В начале 90-х я получил должность декана инженерно-физического факультета КГТУ, созданного в своё время Анатолием Михайловичем СТАВЕРОМ, лауреатом Государственной премии РФ. Программы на нашем факультете были приближены к университетским. Все мои бывшие аспиранты вышли из Политеха, и наш элитный факультет был его лицом. Здесь получали образование, по уровню не уступавшее образованию в лучших физико-технических вузах России.

Первый основательный труд по оптике фотонных кристаллов на русском языке вышел именно в Сибири, в издательстве СО РАН в 2005 году. В числе соавторов — С.Я. Ветров. После этого учёные других городов России подхватили и стали развивать тему.

В январе 2020 года в рецензируемом журнале «Успехи физических наук» появился обзор, посвящённый новым возможностям управления свойствами фотонной структуры и путям их применения. В подготовке публикации наряду с академиком В.Ф. Шабановым принимал участие С.Я. Ветров, а также его ученик, заведующий молодёжной лабораторией фотоники молекулярных систем, доктор физико-математических наук Иван ТИМОФЕЕВ.

— Лаборатория открылась в 2018 году. Идея хорошая: дать молодёжи инициативу в руки, — говорит Степан Яковлевич. — Раньше мы только численным моделированием занимались, а сейчас мои молодые коллеги самые передовые теории в оптике реализуют экспериментально. Поэтому и работать стало интереснее, и результаты радуют.

Например, в лаборатории получают жидкие фотонные кристаллы, с ними экспериментируют, реализуют эффекты управления светом. Нобелевских премий ещё нет, но лаборатория к этому стремится, есть международные проекты и гранты. Прошлой зимой провели эксперимент вместе с учёными из Тайваня, которых Ветров называет кулибиными, потому что смекалка у них практическая и руки золотые, к тому же удивительно активны, по цитируемости и значимости работ — в лидерах.

— Когда жидкий кристалл стали внедрять в фотонный кристалл, именно Степан Яковлевич предложил сделать первый такой эксперимент в Красноярске, — сообщает завлаб Иван Тимофеев (Ветров был консультантом его докторской диссертации). — Совмещая слоистую среду фотонного кристалла, допустим, с металлическим слоем, можно найти принципиально новое состояние света. Жидкий фотонный кристалл может иметь спиральную структуру, похожую на молекулу ДНК. И эта спираль довольно чувствительна к внешним полям и очень подвижна. Её называют «мягкой материей», потому что одного вольта напряжения, одного градуса температуры хватает, чтобы изменить свойства. Например, цвет поменять в жидкокристаллических градусниках или в компьютерных дисплеях.

Лаборатория, которой заведует И.В. Тимофеев, укомплектована оборудованием, позволяющим получать и исследовать фотонные кристаллы, нанокомпозиты и другие наноматериалы. Имеются 3D-принтеры, установка вакуумного напыления, перестраиваемый лазер, спектрометры для различных длин волн и другое. На входе предлагают переобуться — здесь должно быть стерильно.

— Во времена моей молодости о такой роскоши мы и мечтать не могли! — замечает Степан Яковлевич. — Когда Леонид Васильевич КИРЕНСКИЙ начинал создавать Институт физики в Академгородке, тут были кустарные мастерские, установки делали в буквальном смысле из того, что валялось под ногами. Сначала занимались магнетизмом. Потом направление, связанное с оптикой и спектроскопией, стало одним из ведущих в институте.

В кабинете, где мы беседуем, на столе — баночка с бразильской водорослью, чудом оказавшейся в Енисее. Представьте себе: в этой зелёной массе тоже есть фотонные кристаллы! Биофизики изучают, откуда растение в нашу могучую реку попало, а физики под микроскопом мечтают рассмотреть, как у водоросли работают «оптические антеннки», улавливающие свет.

— Сейчас коллектив погружается в фотосинтез в рамках исследований солнечной энергетики, — поясняет профессор. — Это дерзкий вызов для молодого коллектива. Фотосинтез — глобальнейший процесс в природе, и пока что никто в мире до конца его не понимает. Если установить, что там происходит, то можно будет понять многое, в том числе работу мозга.

В этой работе хлоропласт (та часть растительной клетки, в которой происходит фотосинтез) исследуется как периодическая структура с дефектом. Первый скромный шажок. Первое признание в данной области на международном уровне. В числе авторов — сам С.Я. Ветров и его ученики — Павел ПАНКИН, Александр ШАБАНОВ, Иван ТИМОФЕЕВ.

— С молодёжью интересно. Ребята не замечают часов, и я тоже стараюсь, — признаётся Степан Яковлевич. — Ответственности научил ещё Коршунов, он любил повторять: если у докладчика спина не взмокла — семинар не удался. Он из ленинградской школы, оттуда и некоторые российские нобелевские лауреаты вышли. Этот запал важно и нам сохранить.

В свободное время профессор любит играть в шахматы или слушать рассказы Паустовского по мобильнику. Но времени для отдыха немного. Говорит, если бы мог отмотать жизнь назад, то перераспределил бы нагрузку: уменьшил учебную и больше уделял времени науке, ведь она, известно, не терпит суеты.

Единственная дочь Степана Яковлевича — выпускница математического факультета КГУ, но ученики Ветрова тоже считают себя его детьми.

— Степан Яковлевич у нас многодетный отец, — улыбается Иван Тимофеев. — Характеры, правда, у всех «детей» разные. Спорим часто, в науке без этого невозможно продвинуться. Но мы нацелены на результат.

— Успехи ребят — это и мои успехи, — добавляет на прощание Ветров.