Павел Ощепков - Жизнь и мечта

Если несколько лет назад многих из нас спросили бы, можно ли видеть, например, через толщу металла, дерева, бетона и т. п., то, наверное, мы ответили бы, что это неосуществимо. Между тем уже сейчас такую задачу можно решить. На вкладке дано изображение стальной проволочной решетки, полученное через непрозрачную преграду.

200

Это изображение получено не теневым способом, как в рентгене, а в отраженных лучах, т. е. с той же стороны, откуда мы смотрим, это именно видение через толщу непрозрачного материала.

С помощью интроскопии можно видеть не только предмет за предметом, не только внутренние области непрозрачного тела, но и его электрическую неоднородность. С помощью методов интроскопии оказалось возможным, например, видеть непосредственно глазом границу дырочной и электронной проводимости в полупроводниках. Это также очень важный результат, ибо он позволяет сейчас более детально изучать электрические процессы на p-n переходах. На вкладке дано изображение p-n перехода в кремнии под напряжением 2 В.

Я глубоко уверен, что пройдет совсем немного времени и этот метод найдет широкое применение при изучении движения электрических зарядов на границе разнородных по структуре или по химической природе проводников.

Недалеко время, когда наши медики смогут изучать работу клапанов сердца и сердечных мышц непосредственно в живом организме, без вскрытия. С помощью интроскопии они будут лучше диагностировать болезни по ранним патологическим изменениям в живых тканях.

В промышленном применении методы интроскопии позволят улучшить средства дефектоскопии, а ряду производств они дадут возможность получить новые датчики для контроля и управления технологическими процессами. В гражданской авиации и радиоастрономии они позволят найти новые технические решения. Да если бы мы стали перечислять все области возможного применения средств и методов интроскопии, то, наверное, заняли бы десятки страниц. Так они многообразны.

Будущее покажет, насколько полно оправдается наш оптимистический прогноз. Но даже частичное претворение в жизнь этой мечты — мечты видеть в любой непрозрачной среде — будет огромным достижением.

Всякий, кто работает в этой области, получит глубокое удовлетворение и заслуженное признание, ибо он работает для человека и во имя человека.

Резюмируя изложенное в этой главе, следует сказать, что идея интроскопии в Советском Союзе возникла совершенно самостоятельно.

201

Она — логическое и закономерное развитие наших работ по радиообнаружению воздушных целей, по исследованию окружающего воздушного пространства с помощью электромагнитных волн. Именно распространение этого метода, использование различных излучений и полей для проникновения внутрь непрозрачных тел и сред и составляет сущность нового направления в исследованиях.

Конечно, техника интроскопии использовала еще далеко не все свои возможности, она находится только в начальной стадии развития. Но уже сейчас, т. е. при существующем арсенале проникающих излучений и полей, можно принципиально утверждать, что непрозрачных тел и сред в природе не существует. Все становится прозрачным, если правильно выбрать соответствующий вид и спектральный состав проникающего излучения. Понятие прозрачности условно, относительно, оно возникло вследствие недостаточной Чувствительности человеческого глаза.

Конечно, и для интроскопии есть пределы применимости и ограничения, вытекающие из основных законов оптики. Общеизвестно, например, что в оптике есть предельная разрешающая способность и предельная светосила приборов, во многих случаях ограничивающие смелые замыслы конструкторов и изобретателей.

Есть и другие ограничения. Нельзя, например, на одну и ту же фотопластинку сделать несколько снимков так, чтобы каждый из них занимал всю площадь пластинки и чтобы они не мешали друг другу. Известно также, что фотография дает только плоское изображение, лицо, запечатленное на фотокарточке, нельзя рассматривать с разных сторон, например анфас, справа, слева и т. д. Нельзя также, разбив пластинку с изображением, на любом из ее осколков вновь увидеть все изображение в целом, неразрушенном виде. До недавнего времени любой специалист сказал бы, что подобное требование невероятно. И такой ответ был безусловно правильным до 1948 г.— до того времени, когда английский ученый Д. Габор выступил с весьма оригинальной идеей.

Сущность его идеи состоит в том, что для получения необходимого изображения можно пользоваться не только регистрацией амплитуды световой волны (это делает современная фотография), но и регистрацией фазы этой волны.

202

Первоначально идея Габора казалась принципиально неосуществимой. Известно ведь, что белый свет coстоит из мириадов различных световых волн, и говорить здесь о какой-либо фазе одной волны просто не имеет смысла. Однако и невероятное стало осязаемой реальностью, когда появилась голография.

Через несколько лет после сообщения об идее Габора мир стал свидетелем одного очень важного открытия — лазерных источников света. Именно они сделали возможной реализацию идей Габора. Особенность этих источников излучения в том, что молекулы или атомы, излучающие свет, находятся в момент излучения на строго определенных расстояниях друг от друга, обеспечивающих взаимное сложение амплитуд квантов излучения. Если возбуждается масса атомов некоторых монокристаллов и они принудительно и быстро высвечиваются, то происходит сложение энергией квантов излучения: осуществляется концентрация энергии разрозненных квантов в энергию мощного кванта излучения. В результате процесса концентрации амплитуды излучаемых квантов могут достигать очень больших величин.

Линзы или сферические зеркала, как известно, тоже концентрируют в своем фокусе световую энергию. Но они концентрируют сумму разрозненных отдельных квантов излучения, а в лазерном источнике излучения происходит сосредоточение энергии разрозненных квантов излучения в энергию одного кванта излучения той же частоты. Именно благодаря этому амплитуды квантов излучения в лазерных, а точнее, в квантовых источниках излучения могут достигать огромных величин.

Эффект этот в квантовых источниках излучения проявляется весьма наглядно. А если учесть и то, что распространение лазерного луча в диэлектрических средах может влиять (три очень «больших интенсивностях) и на физические свойства этой среды (например, на величину ее диэлектрической постоянной), то это может привести даже к дальнейшему самопроизвольному сосредоточению лазерного луча. Может наступить такой момент, когда лазерный луч перестанет быть расходящимся, а станет сходящимся. Пока это явление еще очень мало изучено, но оно может привести к весьма важным и интересным открытиям. За ним большое будущее. Само собой разумеется, что достигнутые уже успехи в области лазерной техники оптического диапазона могут быть распространены и на многие другие виды излучений, например на ультразвуковые колебания, радиоволны, рентгеновские лучи и т. д.