195

Схема преобразователя излучений

А если такой прибор предназначен для работы в подводных условиях и на большой глубине или в машинах высокого давления, то еще следует учесть и гидростатическое давление. На пьезоэлемент площадью всего 100 см2 будет приходиться давление в несколько сот килограммов! А так как толщина пьезоэлектрической пластины даже при низких мегагерцевых частотах составляет только доли миллиметра, то ни о какой механической прочности, об устойчивости ее указанному давлению говорить не приходится.

Это уже не техническое, а принципиальное препятствие, и преодолеть его нельзя даже самыми искусными технологическими приемами. Было время, когда создание электронно-акустического преобразователя считалось вообще невозможным.

И все же оказалось, что, несмотря на огромные трудности, решить задачу можно. Методологический анализ в сильной степени помог нам найти новый путь решения и преодолеть все перечисленные препятствия. Мы пришли к выводу, что прибор должен строиться не как акустический преобразователь, а как преобразователь внешнего электрического изображения — электрического рельефа, ибо при падении ультразвуковых волн на поверхность приемной пьезоэлектрической пластины кончается их существование как формы энергии. С обратной стороны пьезоэлектрической пластины мы имеем уже не ультразвук, а электрическое поле, и, следовательно, вся задача может быть сведена к преобразованию в видимое изображение именно этого электрического поля.

196

Такой подход к задаче коренным образом отличался от всех ранее известных подходов, и он дал возможность преодолеть как технологические, так и принципиальные трудности. Благодаря такому подходу к задаче дальнейшая практическая работа коллектива исследователей и разработчиков позволила решить проблему ультразвукового видения в инженерном смысле, и теперь мы можем сказать, что все, что 10—15 лет назад казалось непреодолимым на этом пути, решено. Внешний вид одного из таких преобразователей показан на вкладке.

Примечательно и то, что создание ультразвуковых преобразователей нового типа позволило найти способы преобразования и многих других видов излучения. Для ряда излучений роль пьезокерамики могут выполнять пироэлектрики.

В процессе постановки и развития проблемы интроскопии было найдено еще несколько новых оригинальных путей развития техники приема, преобразования и усиления распределенных потоков проникающих излучений.

На двух из них я хочу остановиться, так как они имеют принципиальное значение.

Перенесение фундаментальных принципов, успешно зарекомендовавших себя в какой-либо одной области знания, в другую, смежную ей область, всегда дает хорошие плоды. На синтезе двух дисциплин очень часто рождается принципиально новое.

Мы попытались проанализировать основные начала развития радиотехники — линейное электронное усиление радиотехнических сигналов, режим регенерации, принцип сверхрегенерации — и пришли к убеждению, что в любой системе, способной к самовозбуждению, эти начала могут быть также осуществлены. В светоэлектронике, в частности, систему самовозбуждения, как уже было сказано, можно осуществить путем сочетания фотокатода и флюоресцирующего экрана с внешней или внутренней обратной связью.

Такие предположения вполне оправдались, и в настоящее время опытным путем доказано, что в области светоэлектронных явлений вполне осуществимы принципы, аналогичные указанным радиотехническим. При детальном исследовании этих явлений обнаружилось, что они совмещают в себе не только высокую чувствительность к слабым входным сигналам и возможность большого усиления их, как это имеет место в радиотехнике, но выявляют при этом и такое качество, которого нет в радиотехническом суперрегенераторе.

Принцип непрерывного электронного усиления

Светоэлектронный сверхгенератор позволяет не только принимать и усиливать слабый световой сигнал, но и отделять его от фона. Это очень важное свойство, и можно надеяться, что при дальнейшем развитии этого принципа на его основе будут получены важные инженерные решения многих новых технических задач.

198

Перенесение фундаментальных принципов радиотехники в светоэлектронику и их разработка применительно к проблеме интроскопии вызвали к жизни ряд новых и весьма перспективных методов усиления многоэлементной информации, т. е. изображений. Я имею в виду прежде всего создание одноканальных и многоканальных систем непрерывного электронного усиления.

В практике создания новых приборов и новых методов разработчики очень часто стремятся использовать какое-либо физическое явление в его максимально эффективном значении. Такое стремление вполне понятно, и в ряде случаев оно оказывается оправданным. Однако в наше время, когда любая задача в действительности решается комплексно, на основе многократного использования какого-либо физического явления, на одновременном использовании ряда явлений, такой подход не всегда является наилучшим. Попытаюсь показать это на простом примере.