9. Кванты и пузыри

               Как уже понял читатель, всё, процессы, которые предстояло изучить
               автору, протекают очень быстро. Насколько быстро? Ну, как сказать…
               Свет за время, характерное для ОВФ в растворах красителей,
               успевает пробежать примерно десяток метров…      
             
Вы когда-нибудь вдыхали пары спирта?
Нет, то, что некоторые вдыхают во время застолий – мелочи по сравнению с концентрированными парами. Автор имел возможность в этом убедиться дважды, и в первый раз без связи с оптическими экспериментами, хотя сотрудники лаборатории в этом участвовали.
Заинтриговал? Сейчас поведаю.

Учения по гражданской обороне в институте проходили ежегодно и всегда ранней весной. Вот и в тот раз, когда ещё не сошёл снег, салаги – самые молодые сотрудники – собрались на площадке в близлежащем парке с противогазами на боках: нужно было сдавать нормативы на скорость одевания этого приспособления.

Было холодно. Но у нас с собой было – то, в чём растворяются органические красители: родамины, кумарины и прочая химия. Причём, высшей очистки и двойной перегонки – примеси отрицательно влияют на поведение сложных молекул в нашей области исследований. Вот чуток и погрелись втихаря, отойдя в сторонку.  А после сугреву мне пришла в голову хулиганская мысль: капнуть спирта в банку соседского противогаза.

Ну и капнул граммов двадцать, незаметно для него.
А через пять минут всех построили и дали команду – «Надеть противогазы!»
Надо сказать, что этот норматив мы одолевали без труда благодаря предварительным тренировкам. Но я никогда не видел, чтобы человек с такой скоростью снял противогаз, как это сделал Володька! Никто и глазом моргнуть не успел, как он сорвал маску и, размахивая «хоботом», стал грозить небесными карами «тому гаду, кто это сделал».

По правде говоря, меня такая реакция удивила – хотел же, как лучше, чтобы он ещё чуток покайфовал после приёма этого же самого вовнутрь. Дождавшись остывания коллеги до нормальной температуры, чтобы избежать обещанных экзекуций, я признался в содеянном и тут же получил предложение попробовать такой «кайф» самому.
Сразу даю совет – лучше не пробуйте, если у вас не огнеупорные дыхательные пути. Стресс и слёзы из глаз обеспечены.

Впрочем, в теме у нас – второй случай.
Мы уже говорили о том, что ОВФ позволяет корректировать искажения волнового фронта при прохождении  света через искажающую среду туда и обратно.
А если среда не замёрзшая, как стекло, а постоянно изменяет свои свойства – тот же самый показатель преломления или форму, или и то и другое вместе?

Разумеется, с учётом сказанного в предисловии, у экспериментаторов с самого начала была уверенность в том, что ОВФ «отработает» и такие изменения, но, как известно, критерием истины является практика, посему мы с коллегой и приступили с благословения шефа к практической проверке.

А для этого нужно было, ни много ни мало, собрать вот такую схему.
На рисунке вверху слева – уже знакомая нам схема лазера, только вместо рубинового активного элемента мы использовали алюмоиттриевый гранат, легированный неодимом. Его излучение лежит в инфракрасном диапазоне: длина волны 1,06 мкм, не видимая глазом. Зато в схему добавлен элемент, обозначенный «2х», это преобразователь частоты излучения во вторую гармонику. На выходе его мы имеем длину волны 0,532 мкм, а это уже зелёный свет, удобный для наблюдения.
Зеркало 31 направляет излучение лазера на светоделитель 32, он делится на два пучка, которые при помощи зеркал З3 и З4 направляются в ячейку с красителем навстречу друг другу. Называют их опорными пучками.
Зеркала З5 и З6 формируют так называемый сигнальный пучок, падающий в ячейку с красителем под некоторым углом к опорным пучкам.

И вот как раз на пути сигнального пучка мы поставили кювету с нестационарной средой, в качестве которой решили использовать жидкость с пузырьками. Использовать воздух для создания пузырьков было разумно, но под рукой не было подходящей воздушной помпы, а вот резисторов было сколько угодно.
Поэтому вместо продувки было запланировано кипение, а жидкость… нет, не вода, – решили экспериментаторы, у неё теплоёмкость велика, нальём-ка мы так доступного этанольчика.

Проверка идеи привела к вполне понятному результату: спирт скоренько закипел, и установку окутали пары, уже знакомые по манипуляции с противогазом!
Проветрив лабораторию и лёгкие, коллеги решили использовать что-нибудь более вязкое, и в ход пошёл глицерин в смеси с водой.

Результат оказался вполне ожидаемым.
Мы помним, что обращённый пучок, которая формируется в ячейке с красителем, имеет волновой фронт, «вывернутый» по отношению к фронту искажённого сигнального пучка, при его обратном прохождении через искажающую среду мы вновь получаем неискажённый, «правильный» пучок.   

Заметим, что за время действия нашего короткого лазерного импульса (около 20 наносекунд) пузырьки в кювете перемещались едва ли на размер одной молекулы. Значит, микролинзочки, которые они из себя представляли, для нашего зелёного импульса стояли на месте. Поэтому пучок, прошедший через кювету навстречу сигнальному, давал на экране ровное пятно.

Для сравнения при помощи зеркал З7 и З8 на тот же экран выводился пучок, прошедший через кювету в одном направлении, изрядно «размазанный» нашими пузырьками.

Лазер генерировал импульсы с частотой 25 раз в секунду, вследствие чего мы видели на экране «кино», один кадр которого я условно изобразил на рисунке.
В кадре справа была видна пляшущая хаотичная картинка – сечение пучка, прошедшего через искажающую среду один раз, а слева – слегка мерцающий правильный кружок – сечение пучка, исправленного с помощью обращения волнового фронта.

В результате этого эксперимента и появилась на свет первая публикация тезисов доклада на конференции молодых учёных.

Продолжение здесь:
http://stihi.ru/2021/03/02/6035