Техника - молодёжи 1987-11, страница 13

НА ПЕРЕДНЕМ КРАЕ НАУКИ

ми голографии: ведь объемное изображение позволяет получить информацию обо всем объеме камеры, легко разделить пути, по которым идут разные частицы.

Пока требовалось изучать небольшие участки траекторий, существующие дифракционные решетки всех устраивали, но как только нужно было рассмотреть путь побольше... К тому же приходилось точнейшим образом устанавливать приборы при экспериментах, исследовать пучки гамма-излучений. И везде нужна точность, точность. А существующие датчики перемещений либо не давали необходимой точности, либо были слишком дороги... Нет, не на пустом месте проснулась мысль и появилась идея сшивания решеток.

Если есть мелкие кусочки, каждый скажет: нужно склеить, вот и будет длинная линейка. Но склеивать решетки все равно что подгонять друг к другу тончайшие волоски. Малейший перекос при соединении, изменение расстояния между штрихами, да и возникающий при склеивании рубец — все это сводит на нет затею. Так что до изобретения Турухано такая задача казалась невыполнимой.

Назвал он его так: «Устройство для фазированного соединения голографических решеток». Первоначально устройство это состояло из совсем малого числа компонентов: лазер, несколько линз и зеркал, два фотодатчика и метровая стеклянная заготовка, покрытая фотоэмульсией (эмульсия заменила слой металла).

СТОП-КАДР. МЕТРОВАЯ ЛИНЕЙКА. Дифракционную решетку наносили на заготовку участок за участком, передвигая линейку под лучом лазера. При этом каждый раз сравнивали: совпали интерференционные картины на соседних участках или нет. Ведь если сложить под небольшим углом две дифракционные решетки, то можно увидеть темные полосы, перпендику

Схема сшивания маленьких ДГР.

лярные штрихам — это известный муаровый эффект. Если же решетки параллельны, но штрихи их не совпали, то видны будут сгущения темноты возле штрихов. То есть саму тончайшую дифракционную решетку разглядеть невозможно, а рассогласование (ошибку) при наложении двух решеток можно легко увидеть и запомнить с помощью фотодатчика. Но ведь, как только луч осветил эмульсию, картина зафиксировалась. Нужен был «черновик». Такими черновиками стали соединенные друг с другом нефазированные решетки, которые подклеили с одного края заготовки. Фотодатчики же всегда следили за интерференционной картиной, располагаясь в крайней левой и крайней правой ее частях.

Сначала накладывали картину на самый первый черновик, и первый фотодатчик запоминал ошибку от несовпадения. Затем экспонировали крайний участок будущей линейки. Далее заготовку сдвигали на половину длины маленькой решетки-черновика. Теперь луч освещал место соединения двух черновиков, а фотодатчики оказывались по разные стороны границы раздела. Линейку слегка перемещали, чтобы восстановить полученную на крайнем участке картину и чтобы первый датчик «узнал» ошибку, которую запомнил раньше. А когда узнавал, второй фотодатчик запоминал новую ошибку от несовпадения новой картины и второго черновика. Теперь оставалось еще раз сдвинуть заготовку, добиться, чтобы второй датчик «узнал» ошибку, и экспонировать второй участок линейки — можно быть уверенным: картины совпали, участки сшиты точно, штрих в штрих, ведь, как известно, «минус на минус (ошибка на ошибку) дает плюс».

Потом процесс повторялся по всей длине линейки. Турухано назвал его сшиванием, потому что он очень тонок и осторожен — стежок за стежком. Но, пожалуй, можно сравнить его и с игрой в кубики, когда из разрезанной на части и наклеенной на кубики картин

ЗАСВЕЧИВАЕМЫИ УЧАСТПОК

здготовки

ЭАГОТПОВКД

С/-

7-7"

/

7 7"

ч(/шшш mmmmmmmmmm/mmi/mmm/mmn

;.-,-. - г ..у.: -i.■.^■i.^Xfk •• - ...-.

ПЕРВЫЙ ФОТПОДАШЧИК

второй оэотодАтчик

„ЧЕРНОВИКИ"

ки ребенок собирает целого слоника, котенка или крокодила.

Впервые получив дифракционную голографическую решетку необычной длины, Турухано понял, что возможности ее применения очень широки. Работа над совершенствованием установки и уточнением способа получения линейки стала одной из важнейших тем лаборатории, которую со временем возглавил Борис Ганьевич.

Выше мы описали упрощенный опыт, который показывает общий принцип сшивания. Сейчас в лаборатории стоит несколько мощных лазеров, измерительная аппаратура «Камак», связанная с ЭВМ, и множество других чувствительных приборов. Это только вначале решетки сшивали «вручную». Сейчас процесс почти полностью автоматизирован: машина обрабатывает информацию от фотодатчиков, посылает сигнал для передвижения (подстройки) линейки. Но, собственно, с подобными сложностями делают только линейку-матрицу. А копии получают совсем просто — накладывают матрицу на новую линейку, покрытую фотоэмульсией, и проводят лучом лазера по всей длине — вот и получается новый негатив.

— Точные измерения при научных исследованиях — это одно...— рассказывает Борис Ганьевич.— Но современный человек не должен видеть сложности только лишь вокруг себя, он должен ощущать потребности окружающего мира. Сотрудники лаборатории понимали: точность все более и более нужна промышленности. Ведь сколько металла тратится зря из-за плохих измерительных устройств, как дороги прецизионные станки, когда на них устанавливают купленные на валюту дифракционные решетки!

И вот в лаборатории стоит станок, и на нем — новый датчик линейных перемещений.

СТОП-КАДР. ДАТЧИК НА СТАНКЕ. На станке установлена дифракционная голографическая решетка метровой длины и под небольшим углом к ней еще одна маленькая решетка, которая может перемещаться вместе с деталью. Следить за движением будут: небольшой лазер, который пошлет луч на участок перемещения, и фотопреобразователь. Как только вы слегка повернете рукоятку и край детали пересечет несколько невидимых делений на линейке, по совмещенной с ней пластинке побегут уже знакомые вам муаровые полосы. Фотопреобразователь зафиксирует их количество, превратит световой сигнал в электрический, и на установленном здесь же счетчике с цифровой индикацией появится величина перемещения — несколько микрон. Сигнал может быть передан и к ЧПУ.

Здесь же установлен и микроскоп, очень точный и дорогой. На его экране можно увидеть, как край детали пересек те же самые несколько делений.

1 1