В Соединенных Штатах иконоскоп (так называется эта трубка) изобрел инженер В. К. Зворыкин, один из учеников петербургского преподавателя Б. Л. Розинга. Еще в лаборатории Розинга молодой Зворыкин начал заниматься проблемами передачи изображений на расстояние. Незадолго до революции он эмигрировал в Америку, где стал ведущим специалистом в области телевидения. В этой книге мы еще встретимся со Зворыкиным.
Изобретатель советского иконоскопа — профессор С. И. Катаев. Он заведует кафедрой телевидения в Московском электротехническом институте связи.
Теперь — коротко о самой трубке. Если бы вам довелось увидеть, как стеклодув выдувает из расплавленного стекла баллон для иконоскопа, то вы решили бы, что он мастерит огромный прозрачный ковш с длинной полой ручкой. На дно такого ковша помещается тонкая слюдяная пластина, названная «мишенью». Одна из ее сторон покрыта миллионами микроскопических серебряных шариков, оболочка которых— окись цезия. Представьте себе чайное блюдце, усеянное миллионами изолированных капель! Невероятно сложная задача. Вот почему в начале тридцатых годов не нашлось завода для иконоскопов.
Ученые обнаружили, что окись металла цезия наиболее чувствительна к свету. Шарики на «мишени» — это, по существу, несколько миллионов мельчайших фотоэлементов. Фотоэлектрический эффект Столетова нашел новое применение.
Трубка работает так. Изображение передаваемой по телевидению сцены проектируется объективами на мозаичную мишень. На каждый участок пластины попадает определенный световой поток: малый — от темных мест изображения, большой — от светлых. Под действием света, электроны, вырвавшись из облученных шариков — фотоэлементиков, устремляются к аноду, расположенному неподалеку от мозаичной мишени. Потеряв электроны, серебряный шарик приобретает по отношению к пленке металла, которая специально наносится на другую сторону слюдяной пластины, положительный заряд. А так как число потерянных электронов пропорционально яркости передаваемого изображения, то на мозаике иконоскопа появится целое поле положительных зарядов, которые расположатся по закону освещенности изображения. Как говорят специалисты: на мишени появляется «электрическое изображение» передаваемой сцены. Остается «проявить» это скрытое, невидимое пока изображение.
В горловине иконоскопа, напоминающей ручку ковша, находится электронная пушка. Ее «снаряды» — стремительные электроны — выбивают из поверхности мишени своих собратьев, оставшихся после освещения. Выбитые пушкой электроны попадают на анод, а отсюда — в электрическую схему телевизионного передатчика. Теперь это уже электрический сигнал, который антенна излучает в эфир. Остается добавить, что электронная пушка «обстреливает» электрическое изображение на мишени строго последовательно, строка за строкой, как предлагал это сделать Бахметьев, как сделал Розинг.
Несмотря на солидный возраст, иконоскоп до недавнего времени был, пожалуй, самой распространенной трубкой на крупных телестудиях, где имелось яркое освещение, а также в телекинопроекторах. Но, обеспечивая высокое качество передачи, иконоскопы всё же сильно уступают в чувствительности существующим сейчас телевизионным трубкам. Поэтому-то, наверно, еще не успели появиться в журналах описания иконоскопа, а ученые, закатав рукава, уже изобретали новую, более чувствительную, передающую трубку.
Захватывающие репортажи с шумных городских улиц и площадей, из купе пригородного поезда и кают океанских кораблей, передачи из переполненных театров и забитых до отказа стадионов — вот чего ждали люди от телевидения. А мечты заглянуть в недра земли, в морские глубины, в заоблачные высоты? Мечты, которые уже столько лет не давали покоя людям...
Закончив серию опытов, Шмаков приступил к усовершенствованию механического телевидения. Начали с фотоэлемента. В этом небольшом стеклянном шарике происходили главные процессы всей телевизионной передачи — преобразование света в электрический ток.
Но фототок — еще не изображение. Это только направленное, порой едва заметное движение электронов. Нужен чуткий регистратор их количества. Ведь именно количеством электронов (величиной электрического тока) шифруется передаваемая картина. Сложность в том, чтобы во время передачи не потерять ни единого полутона. Иначе какое это телевидение! Выход только один: строго следить за равномерным усилением потока электронов. Однако всё сказанное — из области теории. А практически сотрудники лаборатории Шмакова решали задачу, которая требовала точности, понятной только ювелиру. Они разрабатывали сверхчувствительные усилители, чтобы из мизерного фототока добыть такой электрический сигнал, которым можно будет воздействовать на мощный радиопередатчик. Но чувствительный усилитель воспринимал и любую помеху.
Тогда попробовали поднять напряжение на фотоэлементе, надеясь увеличить эмиссию электронов. И это не помогло, — с некоторого момента напряжение переставало влиять на фотоэлемент.
Выручил телевизионщиков молодой инженер Леонид Александрович Кубецкий. Как раз в это время он изобрел вторичный электронный усилитель — фотоумножитель. В отличие от фотоэлемента, в умножителе не два, а несколько электродов (иногда их даже десятки). Как и в фотоэлементе, под действием света из катода фотоумножителя вылетают электроны. Но по пути к аноду они залетают и на другие электроды, имеющиеся в баллоне, — разумеется, предварительно «выселив» с его поверхности некоторое количество электронов-старожилов.
Выбитые электроны называются вторичными. Их гораздо больше, чем первичных. Процесс в фотоумножителе подобен цепной ядерной реакции. Происходит лавинообразное нарастание электрического потока— умножение числа электронов. Вот почему при-
бор, изобретенный Кубецким, получил название «фотоумножитель».
На основе изобретения Кубецкого в лаборатории Шмакова сконструировали фотоумножитель с сурьмяноцезиевыми электродами. Его ток при том же освещении фотокатодом по сравнению с фотоэлементом возрос в тысячу раз.
Умножитель поместили вместо фотоэлемента в передающую телевизионную систему. И словно ожил экран телевизора. Изображение стало сочным, четким. При этом инженерам удалось сильно упростить электрическую усилительную часть схемы.
Эксперименты можно было считать удавшимися на все сто процентов. Фотоумножитель практически доказал свое бесспорное превосходство над фотоэлементом. Теперь следовало думать над тем, как быстрее наладить массовый выпуск телевизоров.
Шмаков знал, что в научных кругах существует и иная точка зрения. Его позицию стали открыто называть примитивной. Механическое телевидение вызывало всё большее недоверие, которое подогревалось вестями из Америки о работах Зворыкина. Тучи сгущались. И вот грянул гром...
Шмакова вызвал к себе директор института. Всегда сдержанный и даже суховатый, на этот раз директор был необычно любезен. Он даже вышел из-за стола и сам усадил Шмакова в кресло.
— Как дела, Павел Васильевич? — приветливо улыбаясь, спросил директор, как будто только для того и вызывал.
— Всё в порядке.
— Это хорошо, что в порядке.
«Хитрит, — подумал Шмаков. — Что-то неладное».
Директор подошел к окну, оперся ладонями о подоконник и, не глядя на Шмакова, сказал:
— Павел Васильевич, есть мнение назвать вашу лабораторию лабораторией механического телевидения.
— Как?
— Механического телевидения, — повторил директор.
— Чье это мнение?
— Дирекции и специалистов.
— А мы?! А мои сотрудники?! — воскликнул Шмаков.
Директор прошел на свое место и сказал:
— Проблема не из серьезных, чтобы дискутировать. Название соответствует вашим работам.
— Позвольте, в моей лаборатории делают вакуумную приемную трубку,— возразил Шмаков.
— Вы говорите о трубке физика Сорокина? Но этого мало. Очень мало. — В голосе директора послышалось раздражение. — Всюду только и говорят, что «ВЭИ» — оплот механического телевидения. Так продолжаться не может. Мы откроем еще одну лабораторию и в ней сосредоточим электронику.
