Жизнь и мечта - Ощепков Павел Кондратьевич - Страница 50

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.

203

Если говорить о голографии в общепринятом ее значении, то следует сказать, что ее главные успехи стали возможными именно с появлением лазерной техники оптического диапазона, это она дала толчок для бурного развития голографии.

Что касается техники голографирования, то следует прежде всего сказать, что в ее основе лежит принцип использования не одного, а двух монохроматических лучей, которые во взаимном сочетании и дают возможность фиксировать не только амплитуду, но и фазы излучения.

Именно это лежит в основе голографического метода приема и фиксации многоэлементной информации о наблюдаемом объекте. Еще раз подчеркну, что при этом методе наблюдения обязательно должно использоваться два луча, причем оба эти луча обязательно должны исходить от одного и того же источника. В этом случае автоматически обеспечивается фазовое смещение в месте приема прямого (опорного) и любого другого отраженного луча.

Фотографическая аппаратура в ее обычном исполнении для осуществления голографических съемок непригодна.

Для этого нужна принципиально новая техника.

Разработка такой аппаратуры во многих странах мира уже ведется, и можно быть абсолютно уверенным в том, что аппаратура для голографической фотографии очень скоро появится в широком ассортименте, ибо будущее фиксации светоинформации, безусловно, за голографическим методом.

Но принципы голографии применимы не только в области световых волн. Они в равной степени могут быть использованы и при других видах излучений. В микроволновой и дециметровой технике радиоизлучений они откроют большие возможности получения пространственного отображения внутренних свойств диэлектриков, керамики и строительных материалов. Они могут быть использованы также и для исследования рельефа грунта под ледовым покровом, и для более детального отображения обстановки в районах морских портов и аэродромов. Ультразвуковая и акустическая голография откроют невиданные возможности исследования внутри твердых и жидких тел. Переоценки здесь быть не может, так как все мы заинтересованы в получении более полной информации о внутренних областях как живого организма, так и неорганических сред. Много интересного принесет голография и в длинноволновом тепловом излучении, и в рентгеновских лучах.

204

Голография сама по себе представляет захватывающе интересную область науки и техники. А сочетание ее с методами и средствами интроскопии откроет необозримые просторы для творческой инициативы. Не случайно поэтому в ряде зарубежных источников появился уже термин «голоинтровижен», или «голоинтроскопия».