Техника - молодёжи 2008-08, страница 12
ЮДИ НАУКИ 2008 №08 ТМ Компактные метановые оптические часы — пионерская разработка учёных и инженеров ФИАНа. «Маятником», задающим ход, служит монохроматич-ное излучение гелий-неонового лазера, частота которого стабилизирована по узкой спектральной линии молекулы метана; аппаратно это реализовано в блоке, называемом Метановым оптическим стандартом частоты. Роль «шестеренки», переносящей высокую частоту «маятника» в радиодиапазон, выполняет компактный волоконный эрбиевый лазер (центральная частота 192 ТГц, длина волны 1550 нм), излучающий непрерывную последовательность импульсов фемтосекундной (фс) длительности, что даёт широкую гребёнку спектральных компонент в области 1000—2000 нм. Для связи излучения «стандарта» с гребенчатым спектром фс-лазера используется блок нелинейного кристалла, и в результате стабильность оптического стандарта переносится на частоту повторения импульсов фс-лазера, равную ~100 МГц, — а такую частоту уже можно передавать по радио потребителю. На фотографии: блоки системы на рабочем стенде, ещё без корпусов. Слева -Метановый оптический стандарт частоты (88 ТГц, длина волны 3390 нм); он же в корпусе - на левой врезке. Справа - фемтосекундный лазер. На правой врезке - Нелинейный кристалл. Его фото дано в большем масштабе, чем фото Стандарта; размеры чёрного термостабилизированного корпуса Кристалла всего ~5x5x5 см (размеры корпуса Стандарта - 300x200x120 мм) в чём. Длительность периода оптических колебаний очень мала, поэтому в одном отрезке времени может уместиться большое количество полных периодов колебаний. А чем их больше, тем меньше будет суммарная ошибка. Время одного периода колебаний мы всегда измеряем с большей погрешностью, чем десяти, а уже тем более - тысяч и миллионов. В оптике одно колебание длится 10_1S с, то есть одну десятимиллионную миллиардной доли секунды - даже трудно произнести. Так что точность в итоге получается весьма высокая. Это направление у нас развивается весьма успешно, мы не отстаём от ведущих мировых центров точного времени. В апреле текущего года мы создали очень интересную замкнутую систему, которая состоит из генератора, выдающего частоту оптического диапазона, период которой известен нам с точностью 10~1S секунды, преобразователя оптических колебаний в радиочастотные с сохранением исходной точности и передатчика для трансляции этих сигналов в службу времени. Наше ноу-хау заключено в устройстве преобразователя, решённом весьма оригинально и очень остроумно. - Недавно вы, Олег Николаевич, публично высказали мысль о возможном «скрещивании» рентгеновского излучения и голографии. Не могли бы вы пояснить суть этого предложения? - Использование рентгеновского излучения основано на том, что оно способно проникать внутрь объектов, в том числе и человеческого тела. Только вот разобраться в обычной рентгенограмме, интерпретировать её очень сложно. Даже специалисты порой спорят, что означает та или иная бледная тень на фотопленке. Голография же даёт наглядное, объёмное изображение. Но обычный свет, на котором строится голограмма, не обладает проникающим свойством рентгена. Я предложил совместить достоинства этих двух технологий. Сделать это, на мой взгляд, довольно просто: надо использовать принцип, который работает в радиотелефонии. Акустические колебания, которые мы генерируем при разговоре, распространяются на весьма ограниченное расстояние, а радиоволны способны обогнуть земной шар или выйти в космическое пространство. Радиоволну модулируют акустическими колебаниями, а когда она достигает пункта приёма, производят обратную операцию - детектирование акустического сигнала. Если промодулировать рентгеновское излучение оптическим сигналом, то «на гребне рентгена» он приобретет способность проникать внутрь объектов; следующий шаг - используя такие сигналы, создать рентгеновскую голограмму, а затем понять, какое действие в этом случае аналогично детектированию, осуществить его и выделить наглядное изображение внутренних структур. Думаю, нынешняя техника вполне способна осуществить такую операцию. Надо только помудрить тут немного, поэкспериментировать... - Одна из ваших работ касается воздействия на торнадо с помощью ядерного взрыва. Оценивали ли вы, насколько эффективно и безопасно такое воздействие? Ставились ли какие-то опыты? Ведь многое в природе торнадо ещё непонятно... - Неясна лишь первая стадия зарождения торнадо. В ней много всяких случайностей. Основная же причина явления состоит в перемещении воздушных потоков снизу вверх. Нижняя часть атмосферы перегрета, вверху холодно. Горячий воздух легче, и он начинает подниматься. А дальше начинается вот что. Ввиду неравномерности нагрева поверхности в структуре возникают и горизонтальные потоки. Причём горизонтальный поток идёт не обязательно в направлении оси будущего торнадо. Возникает спиралевидное движение, которое приводит к тому, что вся система начинает сжиматься и раскручиваться. Так возникает торнадо, который далее ползёт по поверхности воды. Вода нагрета, она всё время подпитывает вихрь энергией, поэтому торнадо существует продолжительное время. Воздействие надо производить на сформировавшуюся структуру, когда 10 |
