лауреаты премии ленинсного комсомола

С созданием телескопа и микроскопа в XVII веке родилась новая научная дисциплина — оптика. Ее развитие было связано с необходимостью совершенствовать технологию изготовления линз и призм. Изучением свойств стекла занимались и занимаются многие специалисты разных стран. Этому замечательному материалу посвящены целые тома научных трудов. Казалось, о стекле мы уже знаем все. И вдруг загадка его оптического пробоя... Впрочем, новое явление не обнаружили бы, не будь в распоряжении ученых лазера.

Хотя этот прибор был изобретен сравнительно недавно, он уже основательно занял свое место в арсенале современной науки и техники.

И все же главную свою роль ему еще предстоит совершить. Например, особое значение приобретает реализация управляемой термоядерной реакции. И как один из перспективных вариантов решения этой злободневной проблемы — лазерный термояд, основанный на том, что плазма сжимается и подкачивается лучевыми пучками. А для этого годятся только мощные лазеры с импульсами порядка 10—⁷ секунды. Нужны такие генераторы и в других областях техники.

И вот, когда такие лазеры были созданы, ученые столкнулись с необычным явлением. Элементы оптической системы и сами рубиновые стержни — детали, стоящие десятки тысяч рублей, почему-то стали выходить из строя.

Как известно, от фундаментальных научных работ не требуют практического эффекта. Более того, сами ученые затрудняются порой указать область применения их открытий. Так великий Фарадей, показывавший свою лабораторию премьер-министру Англии Гладсто-ну, на вопрос последнего, какое практическое значение имеет открытие электромагнитной индукции, пожав плечами, ответил: «Вы можете обложить ее налогом...» Фарадей знал, что говорил: ныне невозможно представить себе развитие отрасли техники, не использующей его открытие. Вспоминается и другое крылатое выражение, когда думаешь о большой стоимости лазерной оптики: «Самое практичное — это хорошая теория». Действительно, теоретическое решение проблемы оптического пробоя — а именно так был назван загадочный дефект, появляющийся в линзах и призмах, — имеет большое практическое и, следовательно, экономическое значение для науки и народного хозяйства.

Как внешне проявляется явление пробоя? Вроде бы лазер работает нормально. Но вот на выходе неожиданно теряется фокусировка лу-

ВЗРЫВ

БЕЗ ГРОХОТА И ДЫМА

ЛЕВ ЛАЗАРЕВ, инженер

t<t

КРИТ

t>t

КРИТ.

№ Ы

На рисунке*

Последовательность развития оптического пробоя стекла лазерным лучом. Тепловой микровзрыв начинается с того момента, когда температура я зоне нагрева поевышает критическую. По мере роста дефек та взрывы становятся все сильней и наконец приводят и образованию трещин, заметных простым глазом.

ча. Оказывается, что на одном из элементов оптики, внутри или на поверхности, возникает крохотная точка, не видимая или едва заметная простым главом, ее размер может быть порядка микрона. Прибор вообще иногда перестает генерировать свет — значит, в теле рубинового стержня тоже возник пробой. Это крохотная бульбочка стержня или затемненный мизерный пузырек в стекле. Возникновение таких дефектов стало серьезным препятствием в создании мощных лазеров.

Но чтобы решить проблему, необходимо было объединить уеилия молодых ученых разных специальностей и из разных исследовательских учреждений. К работе подключились Игорь Алешин, Владимир Комолов и Валерий Салядинов из Государственного оптического института. Другая тройка — фианов-цы. Александр Епифанов, Андрей Виноградов и Валерий Ковалев — представляет флагман советской физики — Физический институт имени Лебедева АН СССР. И наконец, еще трое — Владимир Нечитайло, Михаил Трибельский из НИИ органических полупродуктов и красителей и сотрудник НИИ ядерной физики МГУ Владимир Радченко. Начиная с 1970 года эта девятка приступила к поиску решения проблемы.

Необходимо было разобраться в механизме разрушения, возникающего в стекле, и на этой основе дать соответствующие рекомендации конструкторам, технологам, создающим лазерную технику.

На протяжении ряда лет были проведены десятки тысяч сложных измерений в процессе экспериментов.

В результате исследований выяснилось, что причина оптического пробоя — инородные микровключения в стекле. Хотя кристаллические стержни лазера выращиваются в тиглях из платины, отличающейся минимальной химической активностью и способствующей созданию стерильных условий, все же в них попадают мельчайшие частицы этого металла размером во много раз меньше микрона. Механизм загрязнения стекла примесями аналогичный. Что же происходит, например, с линзой, в которую попала такая частица? Когда луч большой мощности попадает в нее, то она начинает поглощать лучистую энергию в силу своей непрозрачности. При этом лучистая энергия переходит в тепловую и частица начинает передавать тепло в окружающую ее зону. Однако зачастую отвод тепла не поспевает за нагревом, происходит своеобразный тепловой взрыв. Здесь можно провести аналогию с порохом. Если его насыпать на противень и зажечь, то он спокойно

12