Юный техник 1982-02, страница 27

дежду, пусть даже слабую, решить задачу проще, экономней, сколько лишнего труда было бы затрачено, как отдалилась бы главная цель!

На этом случайности закончились. (По крайней мере, счастливые случайности.) А работа была только в самом начале. Что мешает лазеру генерировать «метановую волну»? Стали искать причину. Способность лазера генерировать те или иные волны, как подсказывала теория, зависит от того, насколько хорошо та или иная волна в нем усиливается. Другими словами, из нескольких возможных длин волн генерация может возникнуть лишь на той, усиление которой больше. А коэффициент усиления тем выше, чем лучше отражательная способность находящихся в торцах газоразрядной трубки зеркал-резонаторов, между которыми мечутся световые кванты. Отсюда 'вывод: все дело в слабом отражении у прежних зеркал.

Новое зеркало, изготовленное в МИФИ, походило на слоеный пирог. На кварцевую основу поочередно напылили несколько тончайших слоев, отражающих свет веществ. Теперь фотоны, проскочившие первый слой, отражались вторым, третьим... В сумме отражение получалось более полным, и лазер удалось вывести на метановую длину волны.

Схема прибора, о которой мы говорили раньше, годится лишь для иллюстрации принципа ее работы. Лазер, фотоприемник, электронный блок обработки данных измерения — все подвержено влиянию температуры, влажности, времени. Даже простейшее сопротивление в электронной схеме может сильно изменять свою величину при колебаниях температуры. А, скажем, небольшой туман настолько мог бы ослабить лазерный луч, что показания прибора говорили бы о неслыханных заЛежах нефти, где ее и вовсе нет.

Прибор не должен реагировать ни на что, кроме исследуемого газа в воздухе. Значит, в полевых условиях в его показания необходимо постоянно вносить поправку. Ученые предложили следующее. Представьте, что прибор излучает не один, а два луча. Один из них измеряет только прозрачность воздуха, вовсе не реагируя на метан, другой — концентрацию метана и прозрачность воздуха вместе, суммарно. Электроника вычитает из показаний второго луча показания первого, а разность будет говорить уже только о концентрации метана. Итак, нужен луч-помощник, который бы не обращал на метан в воздухе никакого внимания. Второй лазер в приборе? Дороговато, да и конструкция усложнится, А нельзя ли сделать своего рода лазер-«хаме-леон», изменяющий, когда это нужно, окраску своего луча? (Вновь поиск экономного решения.)

Между газоразрядной трубкой и резонатором установили стеклянную вращающуюся кювету, разделенную по диаметру перегородкой на два равных отсека. В один отсек закачали метан, дру*ой оставили пустым. Допустим, на пути светового потока оказывается пустой отсек Прибор измеряет и метан и воздух. Кювета повернулась метановым отсеком. Как ведет себя лазер? Он уже не может генерировать метановую волну — она поглощена. Но теперь генерация возможна на соседней волне — 3,3912, и измерять прибор будет уже только степень прозрачности воздуха. Дальше — задача на вычитание для электронного блока.

Для работы в поле удобен, разумеется, максимально компактный прибор. Но как выполнить это требование? Чем больше расстояние от лазера до фотоприемника, тем больше метана встретится на пути луча, а значит, выше может быть точность .измерения, да и площадь можно за один

25