Байки из НИИ. Свет мой, зеркальце...

Дело было в середине 80-х, в ЦНИИМорфизприборе. Поставили нам почти нереальную задачу - создать плоское зеркало диаметром 20 мкм.

Да и то сказать - кому еще поручать такую задачу, если не нам - научно-исследовательскому технологическому сектору, созданному для того, чтобы делать то, что не просто нельзя, а совсем-совсем нельзя, но очень хочется.

Сектор был уникален: ведущие инженеры до 30 лет (только двое постарше) составляли половину штатного расписания. Механики, оптики, химики, умевшие всё - и чертеж создать, и технологию написать, и исследовательскую работу провести; часто с хорошим знанием электроники, выпускники лучших ленинградских технических ВУЗов. Своя специалистка-патентовед, которой не приходилось сидеть без дела: десяток заявок на изобретения в год от сектора было обычным делом, мы имели свою патентную картотеку.

Но тут даже мы в какой-то момент засомневались. Дело в том, что при полировке стекла только краевой дефект - свал материала подложки на краю детали - получается не менее 0,1 мм, или 100 мкм. Какой уж тут диаметр зеркала 20 микрон, если дефектная зона в пять раз больше!

Но потом порылись в патентах и нашли старый метод получения реплик дифракционных решеток: на решетку напылялся тончайший, в доли микрона, разделительный слой, потом отражающий слой - алюминий. Потом простая плоская стеклянная болванка смазывалась эпоксидным клеем и накладывалась на решетку. После отверждения сложнопрофильное отражающее покрытие просто отрывалось вместе с болванкой, точно повторяя структуру дифракционной решетки.

Попробовали вакуумно пылить алюминий на подложку по-холодному (он тогда непрочно держится) и сажать на него каплю эпоксида. После застывания и подрезки алюминия по периметру удалось снять приличное маленькое круглое зеркало диаметром в пару миллиметров, потом в миллиметр диаметром. И что важно - с идеальной отражающей поверхностью даже на кромке. Получается!
Оставалось уменьшить размеры. И тут началось...

Ну, во-первых - вы пробовали поставить на поверхность правильную точку эпоксидки диаметром в три раза меньше человеческого волоса (и, соответственно, в 9 раз меньше по площади, чем торец волоса)?
Для сравнения: диаметр женского волоса у брюнетки или шатенки 60 мкм (у блондинок - до 50 мкм). Это мы уже для другого НИРа проверяли.
Но этот вопрос мы все же решили. Как - говорить не буду, пусть останется нашим ноу-хау.

Во-вторых - вы пробовали отделить такое "зеркало" от подложки?
Ну, подрезку алюминиевого отражающего слоя мы вели (под микроскопом, конечно!) заточенным на копье в плавиковой кислоте оптическим волокном.
Этакая острая кварцевая игла с диаметром 125 мкм в самой толстой части.
Ее изготовление потребовало отдельной технологической разработки, но это тоже мелочи.
Главное - в малых объемах материалы начинают вести себя совершенно иначе, чем в обычной жизни. Самая твердая эпоксидка под такой иглой начинает дышать, как холодец на тарелке под нажимом вилки. Стекло, которое слегка надрезают алмазом, дает красивую сливную стружку - завитушку, как будто рубанком по липовой доске проходятся. Так что снять с подложки  20-микронное зеркало из эпоксидки нам так и не удалось, наш минимум - 60 мкм.
Правда, выход нашли и тут, и даже запатентовали, но он уже лежал за пределами технологических возможностей нашего сектора.

И, наконец, в третьих: естественно, что стеклянная подложка и эпоксид, как диэлектрики, несут на себе какой-то статический заряд. Чем это грозит, мы поняли, когда начали пытаться отделять зеркало от подложки. Соединенные, они имеют одинаковый знак заряда. Одноименные заряды, как известно отталкиваются, а гравитация здесь почти не действует, она гораздо слабее взаимодействия зарядов. Первые зеркала мы даже найти не могли: отделенные, они вылетали за поле зрения микроскопа; а вы пытались когда-нибудь на столе или на полу найти пылинку размером 0,06 мм?
Но потом заземлением решили и этот вопрос.

Как раз к тому времени, когда разработчики сказали, что они нашли другое решение, и мы можем свернуть работу...

Обидно? Еще бы! Найти технологическое решение, которого до нас не находил никто в мире - и выбросить его в корзину!

Но большее разочарование ожидало меня лет через пять, когда я решил дать короткую статейку об этом способе в журнале "Оптическо-механическая промышленность" - выпускался такой в ГОИ (сейчас, кажется, "Оптический журнал").
На авторское свидетельство ссылаться не стал, поскольку весь объем статей в разделе "Краткие сообщения" - всего пара абзацев. Название, номер а.с., год публикации, авторы - и по сути темы уже ничего не вместится.

Рецензент обрушился на предложенную статью с критикой, заявляя, что автор даже не удосужился просмотреть японский патент номер 12345..., в котором до мелочей описан этот способ. Но столь низкий плагиат в их достойном журнале никогда не пройдет, автор может забрать ворованную статью и использовать ее для... и т.д. и т.п.
Открыл я патент - и точно: заявка японцами подана сразу после появления нашего описания в Журнале рефератов, и описана в тех же выражениях и даже с теми же параметрами. На ходу подметки рвут, азиаты ушлые!

Хотел я поругаться с рецензентом, поучить его поглубже вести патентный поиск и верить своим инженерам, а не заморским самураям, но передумал.
Сейчас думаю - зря. Вот такие, за бугор смотрящие, и втянули нас в страшные 90-е...