Продолжаю рассказ об измерениях в прикладной голографии.
Прошло немного времени и все голографические установки в лаборатории и на производственном участке были оснащены фотодиодными измерителями. Настала пора спокойной и уверенной записи голограмм. Теперь, на прочном фундаменте повседневных измерений, назрела необходимость решения более сложной и важной задачи – поддержка объективными измерениями исследований по ОПТИМИЗАЦИИ записи и химобработки голограмм. Задача потребовала решения целого ряда нелегких вопросов, от разработки принципов функционирования сквозной измерительной цепочки, до изготовления отдельных элементов измерительной схемы. Опуская детали этой, просто захватывающей работы, которая длилась более двух лет, перейдем к ее результатам. В основу измерительной системы была положена схема записи тестовых отражающих голограмм через ОПТИЧЕСКИЙ КЛИН. Ведь самый важный вопрос, который встает при записи голограмм – какова оптимальная экспозиция при записи (для химобработки ситуация одним вопросом совершенно не ограничивается). Можно последовательно записать десять голограмм и, поочередно измеряя их ДЭ, выбрать наилучшую. Нудно и неинтересно. Но можно пустить записывающий пучок через оптический клин и на одной голограмме записать целый диапазон экспозиций. К тому же, в этом случае, сразу появляется возможность автоматизировать процесс измерения ДЭ. Легко сказать, трудно сделать. С одним только клином я провозился не один месяц. Достать, перешлифовать и переполировать для нужного диапазона плотности, просветлить для уменьшения переотражений, откалибровать на нескольких спектрофотометрах и просто под лазером – все это было крайне необходимо для повышения точности измерений. И вот, оправка для записи тестовых голограмм готова. Две толстые шлифованные и черненые металлические пластины с отверстиями, на одной закреплено алюминиевое зеркало, тоже тщательно измеренное и наклоненное на 4 градуса для увода отраженного от голограммы пучка, на другой – сам оптический клин. Фотопластинка зажимается между этими пластинами и на нее последовательно записываются две (для подстраховки) голограммы шириной 1 см и длиной 10 см.
А дальше – дальше гвоздь программы – сама измерительная установка на базе спектрально-вычислительного комплекса КСВУ-23.
Тестовая голограмма закреплялась в специальном устройстве для линейного перемещения по вертикали, сделанном на основе передней юстировочной головки от лазера ЛГ-38 (жаль, не сфотографировал). Этот лазер был оснащен системой автоподстройки мощности лазерного пучка. Система была не особо надежной, через пару месяцев люфты в шестеренках сводили на нет все ее усилия, но сами головки с низкооборотными моторами РД были хороши.
На голограмму направлялся хорошо коллимированный пучок из полуметрового коллиматора от ОСК шириной 3 мм. Восстановленный пучок заводился на входную щель великолепного монохроматора МДР-23, ключевого прибора комплекса (отсюда и цифра в названии комплекса). Регистрация сигнала производилась штатным ФЭУ комплекса, а вод вывод графика я доверил планшетному самописцу Н307 строящему график на миллиметровке или обычной бумаге, в те давние времена еще новинке и потому дефицитному.
Для избавления от плавания «нулей» во всей электронике системы и нейтрализации внешнего освещения, измерения проводились на переменном сигнале. Для чего в схему были добавлены модулятор пучка с частотой 520 Гц, сделанный на основе обтюратора от ИМО-2 и селективный усилитель У2-8, усиливающий сигнал только на заданной частоте.
Сквозную калибровку всей измерительной системы, я, не мудрствуя лукаво, проводил с помощью специально напыленного зеркала из кремния. Почему из кремния? Потому, что он имеет средний коэффициент отражения по спектру около 30%. Это как раз соответствовало средней ДЭ тестовых голограмм, что благоприятно сказывалось на точности измерения. В устройство перемещения вместо голограммы вставлялось зеркало и, регулируя усиление самописца, выставлялось показание из расчета 1% отражения на 1 мм графика. Предельно удобно. Координата X тоже калибровалась, исходя из данных по оптическому клину. Для разумной длины графика пришлось ввести логарифмический масштаб.
С измерением спектра восстановленного пучка все было гораздо проще, т. к. это было главной функцией комплекса. К нему прилагалась вычислительная машина Д3-28, по форме напоминающая очень большой калькулятор, с ручным вводом данных в регистры и прочими «прелестями» первых портативных ЭВМ (слово «компьютер» тогда было еще не в моде). Небольшой дисплей с зеленым экраном, разбитым на знакоместа – о графике тогда и не мечтали – казался верхом прогресса. Но главной фишкой было то, что в машине допускалась загрузка программ с магнитофонных кассет. Две таковых и прилагались, одна с программой управления записью спектра, а вот вторая - с будоражащей воображение программой «БЕЙСИК».
Вот где я оттянулся, забывая порой об основной работе, набивая сотни строчек разных программ, изумляясь холодной, просто бесчувственной точности вычислений, а довольно часто, закипая от срыва и зацикливания программ от пустяковой ошибки. До сих пор меня волнует необычность, нелогичность «этого странного выражения», как говорится в известной комедии: X = X + 1.
Это уже потом пошел поток «нормальных» машин - на работе ДВК-2 и ДВК-3, уже графическая, но все еще монохромная, первый домашний компьютер «РК» (16 Кб оперативной памяти, загрузка программ с аудиокассеты), графический «БК-1» с такой же (!!!) памятью и, наконец, великий и могучий (на самом деле, крохотный, с резиновыми клавишами) ZX Spectrum от Синклера с уникальным процессором Z80, 64 Кб памяти, цветной (8 бит) графикой и возможностью загрузки программ с 5-и дюймовых дискет. Это было верхом совершенства в то время. Страна стояла у подножия компьютерного прогресса. Пройдет еще немного времени и на города и веси хлынет волна XT-шек, AT-шек, 286-х, 386-х и т.д. и т.п. и мы забудем, что когда-то делали свои компьютеры. Впрочем, я опять отвлекся.
И, вот, после многих, многих месяцев трудов, работа над установкой закончена. Трудно описать свое состояние, когда одним включением тумблера начиналось одновременное движение голограммы и пера самописца, и за 20 секунд появлялся график зависимости ДЭ от экспозиции. Может, это было состояние удовлетворенности от проделанной работы, а может, просто наслаждение. Наслаждение от еще одной маленькой победы над бесконечными трудностями ЭКСПЕРИМЕНТА.
А дальше, дальше пошла, покатилась, бесконечная вереница испытаний, внешне, может быть, тусклых, но внутренне наполненных большой энергией, наполненных желанием оптимизировать процесс изготовления голограмм, ожиданием получения необычных результатов. Но об этом как-нибудь в следующий раз.