Так что ИК-спектроскопия становилась все более важным и мощным инструментом исследований. Причем пошла она у нас достаточно резво — этим занимались во всем мире не одно десятилетие, тема была совершенно не революционной и сначала пошла по разряду "всякое", благо методики снятия ИК-спектров были давно известны. Но вот применение фотоэлектронных умножителей вывело эту технологию на совершенно другой уровень — чувствительность повысилась на порядки, стало возможным различать совсем уж незначительные флуктуации и концентрации веществ — десять, а порой и двадцать девяток. Причем без проведения химических реакций, что особенно подкупало в спектрографии. Разве что все больше напрягала необходимость сканировать спектр — пока приборов было мало, приходилось последовательно просматривать датчиком нужные участки спектра, что, естественно, очень тормозило процесс, а иногда и вообще не позволяло получать достоверные результаты — реакция уже закончится, а мы снимем только небольшой диапазон частот. Уже начинали ставить и линейки датчиков, чтобы одновременно снимать сразу несколько диапазонов, но диаметр входных отверстий вакуумных фотоумножителей с отдельными электродами накладывал большие ограничения на точность каждого из измерений — в ФЭУ попадали сразу несколько полосок, и приходилось либо ставить на входе щелевой фильтр, чтобы вырезать поддиапазон, либо сильнее разносить сами спектральные полосы, что снижало их яркость. Проблема была именно в разрешающей способности приборов. И для того, чтобы повысить разрешающую способность спектрографов, физикам и потребовались фотоэлектронные умножители как можно меньшего размера.

Проблема была решена с появлением фотоэлектронного умножителя без электродов — в качестве электродов, из которых последовательно выбивались электроны, выступила освинцованная внутренняя поверхность стеклянной трубки. Соответственно, минимальное разрешение теперь ограничивалось внутренним диаметром трубки, а если смотреть по всему полю трубок — то расстояние между центрами соседних трубок. Сначала это были просто трубки наподобие тех, что применяли в химических лабораториях — их внутренний диаметр был уже не два-три сантиметра, а полмиллиметра. И борьба за разрешающую способность продолжалась. Этот диаметр пытались уменьшить, вытягивая трубки в нагретом состоянии, но их просветы непредсказуемо слипались, так что много трубок выходило "слепыми", без канала. Следующий шаг позволили сделать стекловолоконщики — они исследовали свойства волокон из двух сортов стекол, когда один сорт был сердцевиной, а другой — оболочкой стекловолокна. Тут уж я нацелили их на изготовление световодов, и они постепенно начинали применяться в медицине и технике. Но и физики уцепились за эту технологию — помимо того, что волокна уже сами по себе были тонкими, наличие сердцевины не давало стенкам слипнуться при вытягивании и спрессовывании блоков таких волокон, оставляя их целыми.

Причем сначала эти блоки применили в обычных ЭОП — там была проблема с фокусировкой и переносом электронов к экрану — электростатическая линза давала вогнутую поверхность четкого изображения, как и любая другая линза, поэтому наши придумали хитрый финт — стали делать вогнутой входную поверхность, на которую нанесен фотокатод — так линза "исправляла" кривизну фотокатода и в ее фокусе оказывалась вся пластина с люминофором, а не какая-то его часть. И просто сделать вогнутым входное стекло нельзя — тогда изображение будет искривляться прямо на входе. И плоским вход тоже не сделаешь — тогда получим на входе сразу оптическую линзу. А вот блок из световодов — с плоским срезом снаружи и вогнутым внутри, где фотокатод — доносил изображение до экрана без искажений, точнее, при переносе искажения, а точнее неравномерность потока электронов, исправлялась электростатической линзой.

Вот этот блок световодов и заинтересовал наших ученых — ведь по сути это стеклянная палочка, вставленная в очень тонкую трубку. Только надо как-то удалить сердцевину. Ее стали делать из боратно-бариевого стекла — оно растворяется в слабом растворе кислот, а оболочка из свинцово-силикатного — практически не растворяется, и после промывки от кислот и просушки останется только восстановить часть свинца из стекла в водородной печи — и получаем освинцованную внутреннюю поверхность очень тонких волокон. Затем — поместить полученную микроканальную пластину в ту же колбу, что и обычный ЭОП, вместо электростатической линзы подвести к ее плоскостям ускоряющее напряжение и — вуаля! — получаем усиление катодных электронов. Причем — сразу же в сотни, тысячи раз. При разрешении примерно сорок точек на миллиметр. Вот тут-то военные чуть было не наложили загребущую лапу на все приборы, что начали выходить из лабораторий, и только мой волюнтаризм, а также доводы типа "для вас же с их помощью будут разрабатываться новые технологии" позволили оставлять часть микроканальных ЭОП в науке.

Да, приборы стали получаться не сразу. Начинали с довольно толстых каналов — около десятой миллиметра, но уже и такие приборы давали вполне узнаваемую картинку. Гораздо сложнее было обеспечить стабильность изготовления. Поначалу мы складывали короткие и толстые — около миллиметра — трубки и вытягивали этот пакет в длину, а потом спрессовывали и разрезали. Проблемы шли косяком. Недопрессованность оставляла щели между канальными трубками — и если пластина разделяла вакуум и воздух, а не была полностью внутри вакуумной колбы, то соответственно вакуум быстро улетучивался, а то и вообще не создавался. Перепрессованность пережимала каналы — на изображении появлялись черные точки. Неаккуратность в укладке трубок или в результате неравномерного прессования приводила к изгибам каналов — изображение деформировалось, порой достаточно неравномерно — правда, эффекты порой были занятными, наподобие кривого зеркала. Степень вытяжки трубок плавала, соответственно каналы получались разного диаметра — и снова на экране появлялись незапланированные визуальные эффекты — некоторые даже напоминали мне те, что я видел на компьютерах. Тут и меньший размер какой-либо точки или группы точек изображения по сравнению с соседями, и меньшее, или наоборот большее усиление данного канала, дававшее изменение яркости данной конкретной точки, которого не было на исходном изображении — даже если внутренние диаметры были одинаковыми, степень металлизации внутренней поверхности каналов могла различаться от участка к участку, соответственно, сопротивление, а значит и падение напряжения вдоль канала или его отдельных участков — плавало, а раз падение напряжения различается, то будет различаться и степень ускорения первичных и вторичных электронов, значит, на очередном соударении электронов о стенки канала будет выбито больше или меньше вторичных электронов, в результате до электролюминисцентного слоя дойдет разное количество электронов и точка будет светиться с яркостью, не соответствующей яркости соседних точек с учетом исходного изображения — скажем, мы тестировали приборы на однотонных бумажных листах, так даже несмотря на одинаковую освещенность листа, на изображении мы зачастую видели пятна и разводы, темные или очень яркие точки — сказывались различия в характеристиках каналов, как отдельных, так и их группах — ведь та же металлизация, проходившая в водородной печи, требовала стабильности потоков водорода по всему полю обрабатываемой пластины, а если где-то водород пойдет через каналы сильнее, то там и восстановление свинца из стекла пойдет интенсивнее — вот и увеличенная проводимость по сравнению с соседними участками, где водорода оказалось меньше.

Забегая вперед, отмечу, что над однородностью восстановления свинца мы бились более двух лет, как и над однородностью волокон, хотя бы для одной партии микроканальных усилителей — для разных-то партий состав стекла в стекловолокнах все-равно плавал вокруг средней величины, поэтому требовалось подбирать под конкретную партию и параметры восстановления свинца — температуру и длительность — на основе измерений текущей проводимости каналов, так что схема аналоговой аппаратуры для управления печками за три года с начала разработок разрослась до двух шкафов. Ну а сам конвейер по изготовлению микроканальных ЭОП мы разрабатывали и отлаживали лет пять. Причем с одновременным совершенствованием самих приборов.

Так, по нашей первой технологии часть электронов, выбитых светом с фотокатода, попадала в перегородки между волокнами — то есть в их торцы — и терялась для изображения. Ввели "раззенковку" входных отверстий — более интенсивно растворяли их кислотой, так что стенки стачивались до клина. Прирост получился небольшим — хотя на расширенное отверстие теперь падало больше электронов, далеко не всем удавалось пройти внутрь канала — угол падения мог быть таким, что электрон просто отскакивал обратно или слишком вбок. Ввели покрытие входных отверстий каналов материалами с высоким коэффициентом вторичной эмиссии — оксидом магния или йодидом цезия. Стало существенно лучше. Особо умные типа меня тут же предложили покрывать этим веществом и каналы — ну а чего, свинцом ведь покрываем! — в ответ на что чуть не были покрыты русским матом, но потом народ подостыл и популярно объяснил, что не получится, потому что свинец восстанавливается из стекла — его окислов свинца. А оксид магния или йодид цезия — даже если их каким-то образом ввести в стекло и сохранить там при всех этих переплавках и вытяжках, то при восстановлении водородом они превратятся непойми во что. "Ну а если чистый магний… или цезий… или другой металл… может, они и будут работать в восстановленном виде?". В общем, народ обещал подумать, а я под это дело открыл новую тему — мало ли… Ну, ладно — количество электронов нарастили — так пошла засветка! Люминофор стал светить слишком ярко, этот свет возвращался обратно к фотокатоду через просветы микроканалов, выбивал электроны, которые снова с усилением шли к люминофору и так далее. Пришлось делать косые каналы — разрезать жгут стекловолокон на микроканальные пластины не точно поперек, а по диагонали, чтобы в итоге свет от экрана упирался бы в косые стенки каналов — а электронам ведь все-равно — ну пойдут по ускоряющему каналу, расположенному косо, а не под прямым углом к фотокатоду — невелика беда.

В общем, проблемы понемногу решали. Причем одно время казалось, что конкурирующие технологии себя еще покажут. Так, на одноколбовых ЭОП с комбинированной электростатической и магнитной фокусировками мы достигли уже отличных показателей по разрешающей способности — подбором напряжений, количества и формы электростатических линз и магнитных катушек. Вот только эксплуатировать такие системы было очень сложно — характеристики источников питания плавали, плавали характеристики линз и катушек — от тепловых эффектов — соответственно, чтобы получать четкое изображение, требовалось постоянно регулировать приборы. А еще надо учесть внешние поля — работающий рядом карбюраторный двигатель, если недостаточно заэкранировать его электрическую часть, сводил на нет все потуги как-то настроить четкое изображение — внешние поля постоянно и непредказуемо сбивали электроны с заданного настройками пути. Так что даже первые микроканальные ЭОП с разрешающей способностью одна точка на миллиметр были приняты очень тепло, а уже когда это разрешение было повышено в десять, двадцать, а потом и в пятьдесят раз — приборы просто полюбились и в войсках, и в лабораториях, и на заводах, и в медицинских учреждениях.