O viskas prasidėjo taip. Šių eilučių autoriui teko įsitraukti į puslaidininkių fotolaidumo tyrimus 1959 m. 1960-aisiais buvo atrasta, kad puslaidininkių inertiškumas ryškiai mažėja, juos papildomai apšviečiant. Kai buvo pademonstruota, kad inertiškumas gali pasiekti mikrosekundes, katedros vedėjas, (tuo metu dar docentas Jurgis Viščakas, nuo 1970 m. – profesorius, nuo 1976 m. – akademikas) paskelbė, kad „galima priversti kompiuterį matyti“. Tai sulaukė Vilniaus skaičiavimo mašinų specialaus konstravimo biuro vadovo Laimučio Telksnio pritarimo, tam tikslui skirtas daugiakanalis fotoelektrinis prietaisas buvo sukurtas ir įdiegtas vadinamuosiuose skaitančiuose automatuose „Rūta 701“ ir „Rūta 702“.
Tačiau liko neaišku, kas lemia šį efektą – inercijos sumažėjimą tūkstantį kartų. Norint išsiaiškinti, reikėjo atlikti tyrimus, panaudojant trumpesnius už mikrosekundę šviesos impulsus. Buvo išbandyta keletas mechaninių moduliatorių, impulsinių lempų, kibirkštiklių, elektro-optinių užraktų, tačiau visa tai nedavė gerų rezultatų, nes impulsas būdavo arba per ilgas, arba per mažo šviesos intensyvumo. (Šie bandymai aprašyti šiemet išleistoje knygoje „Vilniaus universiteto Puslaidininkių fizikos katedros penkiasdešimtmetis ir dabartis“.)
Pradėjus eksperimentus su impulsine lempa, jau buvo atrastas būdas generuoti šviesos impulsus – sukurtas rubininis lazeris. Pamačius generuotą impulsą (laisvo režimo generacijos), lazeriu nusivilta, nes išskirto vieno laisvos generacijos impulso intensyvumas galėjo būti panašus į gaunamą, panaudojant impulsinę lempą. Kiek vėliau sužinojome apie naujo tipo lazerį – moduliuotos kokybės rubino lazerį. Tapo aišku, kad tai toks šviesos šaltinis, kuris vos ne idealiai tinka tiriamo puslaidininkio (CdSe) rekombinacijos procesams tirti. Pradėta ieškoti galimybių išbandyti tokį prietaisą.
Pažintis su N. Basovu
Pasirodė pirmosios publikacijos apie Maskvoje esančiame SSRS Mokslų akademijos Fizikos institute, N. Basovo laboratorijoje, vykdomus tokius darbus. Liko tik pasiekti tuos lazerius ir sužinoti, ar juos įmanoma pasigaminti savo laboratorijoje. Pagalbos sulaukiau visai netikėtai. Kalbantis su Radiofizikos katedros vyr. dėstytoju Ignu Gaška apie jo sukurto SAD metodo rezultatus, tiriant CdSe fotolaidumą, buvo atkreiptas dėmesys į lazerių galimybes, nors apie juos turėjome dar labai menką supratimą.
Pasakius, kad ieškau ryšių su tokių lazerių kūrėjais, I. Gaška pasiūlė pabandyti susisiekti su jo kurso draugu Olegu Krochinu, dirbančiu minėtame Fizikos institute (FIAN’e). Ignas padėdavo Olegui atrodyti moderniai apsirengusiam (pastarasis kostiumus siūdavosi Vilniuje). Kaip tik tuo metu Ignas rengėsi siųsti siuvėjo pataisytus rūbus į Maskvą. Jis man pasiūlė juos nuvežti, o susitikus pačiam sugalvoti, kaip įtikinti O. Krochiną, įsileisti į laboratoriją pas lazerių kūrėjus.
Kadangi reikalų Maskvoje buvo nuolat, tai išvykau, veždamas savo sėkmės laidą. Instituto direktoriaus pavaduotojas O. Krochinas priimė ir padėkojo. Tačiau aš drįsau kreitis pagalbos, o Olegas, dėmesingai išklausė ir iškart susisiekė su N. Basovu, nuvedė į Kvantinės radiofizikos laboratoriją, parodė lazerius ir paaiškino, kaip juos taiko medžiagų netiesinėms optinėms savybėms tirti. Po improvizuoto seminaro, išdėsčiau savo tikslus ir gavau N. Basovo pritarimą. Buvo operatyviai sutarta, kad jei bus atvežta aparatūra fotolaidumui matuoti, tai bus galima atlikti tyrimus. Tai įvyko 1964 m.
Tuo metu jau buvo sukurti ir puslaidininkiniai lazeriai, kurie taip pat sudomino. FIAN buvo gauti keli GaAs lazeriniai diodai. Tiesa, jie veikė tik skysto azoto temperatūroje ir tam reikėjo didelės srovės impulsų. Reikiamas impulsų generatorių schemas gavome iš Irenos Gulbinaitės, kuri kartu su A. Piskarsku ir E. Maldučiu buvo išvykusi į Maskvos valstybinį universitetą studijuoti radiofizikos. Visos šios pastangos nebuvo vainikuotos moksliniais rezultatais. Yra tik įrašai darbo žurnaluose, kad jie buvo išbandomi.
Vilniečių sukurta aparatūra – Maskvoje
1965 m. pradėtas įgyvendinti susitarimas su N. Basovu dėl tyrimų jo laboratorijoje. Dabar jau ir jo laboratorijos rangas pakilo, nes 1964 m. jam buvo suteikta Nobelio premija (kartu su A. Prochorovu, jo buvusiu moksliniu vadovu, ir JAV mokslininku Č. Taunsu). Mobilios aparatūros konstravimas užtruko metus. Nuvykęs į Maskvą buvau priimtas gana nedraugiškai, bet tik iki tol, kol manęs paklausė, kokius kristalus atsivežiau. Kadangi norėta tirti CdSe, tai visą mėnesį nuo ryto iki vėlyvo vakaro visi (Josifas Zubarevas, Vitia Katulinas, Arkadijus Grasiukas ir aš) dirbome kartu. Išaiškėjo, kad maskviečiams vyriausybė buvo pavedusi sukurti elektroniniu spinduliu kaupinamą CdSe lazerį kvantoskopui, ir jiems reikėjo žinoti, kokia yra krūvininkų gyvavimo trukmė. Jai matuoti ir buvo panaudota iš Vilniaus atvežta aparatūra.
Autoriaus archyvo nuotr.
Reikia priminti, kad tuo metu lazeris generavo pavienius impulsus, intensyvumą registravo kalorimetras, o fotosrovės kinetika buvo fotografuojama oscilografo ekrane. Juostų ryškinimas (specialiu kontrastiniu ryškalu, kurį reikėjo gamintis iš komponentų), kreivių perpiešimas ir tolesnė analizė buvo standartinė darbo procedūra. Gana dažnai tekdavo lazerį derinti (justiruoti), tai taip pat buvo atliekama panaudojant gana sudėtingą teleskopinę sistemą. Reikėjo saugotis, kad dirbant keliese, nebūtų įjungtas lazeris, kai jo veidrodžiai reguliuojami, vienas stebi, kitas sukioja reguliavimo varžtus, o trečias pasiruošęs tikrinti lazerio impulso galią kalorimetru. Tai buvo atliekama, ištraukus teleskopą iš lazerio spindulio kelio. Tada ne vienam per skubėjimą ar neapdairumą buvo išdegintos akys.
Lazeris – tai paprasta, bet…
Dirbant su lazeriu išaiškėjo, kad tai gana paprastas prietaisas, tik reikia… specialaus kristalo, tiksliosios mechanikos ir optikos elementų. Buvo akivaizdu, kad jį galime paleisti ir Vilniuje. Kadangi darbai vyko sėkmingai, N. Basovas mums padovanojo lazerio galvutę – eliptinį atspindėtuvą, įdėtą į impulsinės lempos laikiklį. Jis nurodė, kur galima įsigyti rubino kristalą, ir sutiko priimti stažuotėn trečiakursį studentą R. Baltramiejūną. Grįžęs iš stažuotės Maskvoje, jis pareiškė, kad „lazerį suderinti lengviau, negu tranzistorinį stiprintuvą“, ir ėmėsi darbo. Sunkiausia buvo surinkti Vilniuje reikiamos talpos kondensatorių bateriją, nes teko rinkti, naudojant net 0,1 mikrofarado kondensatorius. Tačiau tai pasitarnavo „viešinimui“, nes daug gamyklų ir institutų sužinojo, kad konstruojamas dar nematytas prietaisas.
Rubino kristalą nupirkome Aboviane, kur man teko savaitę laukti prie gamyklos durų, kad aš, o ne kas kitas, gautų „viršplaninės produkcijos vienetą“. Besisukančią prizmę ir kitus laikiklius sugebėjo pagaminti mūsų dirbtuvės, o trūkstamą pusiau skaidrų veidrodį gavome iš Olego. Krochino. Vos paleistas lazeris Vilniuje pradėjo duoti naujus rezultatus. Pirmieji tyrimai buvo atlikti su kristalais. Apie tai pranešėme Kijeve birželį įvykusiame puslaidininkinių junginių tyrimo simpoziume, susieję Maskvoje atliktus tyrimus su gautais Vilniuje rezultatais, dar panaudojant laisvos generacijos lazerį. Jau rugsėjį apie moduliuotos kokybės lazeriu tirtų polikristalinių sluoksnių rezultatus pranešėme Sąjunginėje elektrografijos konferencijoje Vilniuje. Tai leidžia skelbti, kad 1966 metai ir yra oficiali Lietuvoje pagaminto lazerio pritaikymo puslaidininkiams tirti data. Tai buvo ir lazerinės medžiagotyros Lietuvoje pradžia. Paskui prasivėrė įvairiausių tyrimų lavina. (Pabaiga – kitame numeryje)