Техника - молодёжи 1964-04, страница 41

' OMOOTb

^нуде о

Действительный член АН Молдавии А. В. АБЛОВ: Сегодняшняя нванто-вая химия — мощный рычаг научно-технического прогресса. Получение сверхчистых веществ, извлечение металлов из руд, синтез новых полимеров — где только не используются теоретические исследования советских кваитовиков! Не исилючена возможность, что именно с помощью •той науии, все полнее раскрывающей тайны атома и молеиулы, будет впоследствии побеждена такая болезнь, кан ран, осуществлена передача энергии на большие расстояния с помощью светового луча, создано множество новых веществ, необходимых для сверхдальних полетов в носмос.

ТВЕРЖЕ АЛМАЗА

Однажды луч мощного лазера направили на алмаз в 0,4 г весом. Кристалл, еще ничему и никогда не уступавший в твердости, сопротивлялся на этот раз всего тысячную долю секунды, а затем был аккуратно разрезан пополам. Так нож режет сливочное масло.

Тот же лазер за то же самое время «просверлил» в вольфраме отверстие диаметром в полсантиметра. Справился он и с нержавеющей сталью и с углем. Испепеляющая сила мощного лазерного луча такова, что любой материал моментально плавится или испаряется, будь то алмаэ или сталь.

Сейчас во многих странах разрабатываются когерентные устройства для сварки, резки, сверления металлов и различных тугоплавких материалов. Недавние эксперименты показали, что лазерный луч без труда «сваривает» даже кирпичи: еще одна возможная профессия квантовых генераторов.

«РАДИО» И «СВЕТО»

А связь? Нет, не космическая, а наша, земная? Радиовещание, радиотелефония, радиотелеграфия. Когда «радио» заменится в этих словах на «свето»? Конечно, радиоволны будут применяться и в будущем, но их арсенал иссякает. Ведь давно уже специалисты говорят о тесноте в эфире. Возможности света и еще более коротких волн практически неисчерпаемы. Правда, таких идеальных условий для распространения света, как в космосе, у нас на Земле нет: пыль и влага рассеивают, ослабляют световые волны, но ведь в крайнем случае можно воспользоваться волноводами, теми же свето-проводящими волокнами.

Недавно одна американская фирма провела эксперимент по телефонной связи с помощью газового лазера мощностью в 125 микроватт. Когерентное излучение модулировалось частотой 28,62 мгц, которая, в свою очередь, модулировалась телефонным сигналом.

Лазер был установлен на горе на расстоянии около 200 км от приемника. Основой приемника были телескоп и фотоумножитель, преобразующий оптические сигналы в электрические. Во время двух ночных сеансов связи был передан текст из 300 слов, содержащий сведения об эксперименте.

В оптическом диапазоне можно без труда разместить миллионы каналов релейной связи и телевидения. Но прежде нужно окончательно решить важную проблему модуляции когерентных колебаний широкополосным полезным сигналом. Однако, не дожидаясь окончательного решения этой пробгемы, давайте немного пофантазируем.

...Над холмами, лесами и полями взметнулись ажурные вышки. На их верхушках — острые, как иглы, лучи, прорезающие вечернее небо яркими росчерками. Красные, зеленые, оранжевые, синие...

36

Если вспомнить теперь, что недавние опытные передачи телевизионных сигналов н стереофонического звука в оптическом диапазоне прошли успешно, то... не так уж смела наша фантазия.

ЛАЗЕР ПОЖАЛОВАЛ В ВОЕННЫЕ ЛАБОРАТОРИИ

ь

Английские военные специалисты нашли, что луч лазеров можно сфокусировать до плотности в 10'⁴ квт/см². Это значит, что за тысячную долю секунды луч совершит работу, равную той, которую производят за целый день все турбины Волжской ГЭС. Огромная энергия, освобожденная на крошечном пятачке в квадратный сантиметр! Молниеносный росчерк такого луча — и с ракетой противника покончено?

Сейчас трудно точно ответить на этот вопрос. Сообщения зарубежной прессы противоречивы и путанны. Но еот вполне достоверное сообщение: луч лазера свободно прожигает стальной лист толщиной в 1,27 см, находящийся, правда, на близком расстоянии от прибора. Оптические локаторы сравнительно «мирное» оружие. Но тоже оружие.

Один из действующих зарубежных артиллерийских дальномеров измеряет расстояния порядка нескольких километров с точностью 1,5 м. Проектируется оптическая система, определяющая дальность и размеры целей в космосе на расстоянии тысяч километров.

Радиолокация недавнего прошлого использовала электромагнитные волны длиной не менее нескольких сантиметров. При этом по изображению на экране радара можно судить лишь о наличии цели, например самолета, в данной точке пространства. Не только форму, но и тип и размеры самолета уже нельзя определить по электронной метке на обычном радиолокационном индикаторе. С переходом к более коротким волнам отчетливость радиолокационного изображения повышается. Когерентные световые волны позволяют буквально видеть предметы и цели на огромных расстояниях.

История создания лазеров — прекрасный пример не только того, как важно изучение самых, казалось бы, абстрактных, далеких от практики физических явлений. Она показывает, что в наши дни время между созданием прибора в лаборатории и его широким применением в практике сократилось до минимума.

Первый рубиновый лазер был создан всего около четырех лет назад. А сейчас в десятках лабораторий в разных странах ведется интенсивная разработка этого устройства. И уже сегодня можно сказать, что в течение блнжайших пяти-ше-сти лет мы будем свидетелями возникновения «лазерной промышленности и технологии».

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА

Из расплава медленно вытягивается кристалл арсеннда галлия чуть толще карандаша. Посторонних примесей в нем должно быть не больше двух тысячных долей процента. «Карандаш» режется на ломтики — галеты. Каждая галета тщательно полируется с одной стороны. Эта сторона — опорная плоскость, по ней равняют потом остальные грани галеты. Методом диффузии из паров цинка на всех гранях галеты создают полупроводниновые зоны с «дырочной» проводимостью.

Толщина зон — неснольно десятков микрон. Нижняя часть галеты отрезается. Получается полупроводник п-типа. покрытый своеобразной шапкой из свежеприготовленного р-полупроводнииа. Такой бутерброд разрезается ультразвуком на цилиндрики. Стороны их полируются. Теперь н ци-линдрииам можно подсоединять контакты. Партия полупроводниковых лазеров готова

ЭФФЕКТЫ НЕЛИНЕЙНОЙ ОПТИКИ

Лазеры привели к появлению нового раздела фнзикн — нелинейной оптини. Дело в том, что при высоких интен-сивностях лазерного пучна днэлентрическая постоянная прозрачных изоляторов начинает зависеть от величины злектричесного поля. Взгляните, что происходит с красным лучом рубинового лазера, проходящего через кристалл кварца: вместо красного входящего луча иварц излучает пучок синих лучей, частота которых ровно вдвое больше частоты исходного луча. А вот другой эффект — комби-иациоиное рассеяние света на молекулах бензола. Частота световых колебаний прошедшего пучна сдвинута в обе стороны от основной частоты лаэера -из-за комбинирования ее с частотами колебаний молекул бензола.

Сдвиг е длинноволновую сторону дает частоты е инфра-ирасной части спектра. Сдвнг в коротковолновую сторону приводит к появлению красного, оранжевого, желтого и зеленого колец.