Как делают линзы

Был на «Заводе оптических изделий» в Петербурге, видел волшебные линзы для космических спутников и военных кораблей. Точнее, просто некие линзы, ибо военные народ скрытный, и для чего им нужна оптика, они не говорят. «Сделайте вот по этому чертежу, допуски такие-то». А уж куда они будут эти линзы ставить, остаётся только догадываться.

http://optics.spb.ru/

Завод уютно разместился в старинном промышленном здании на Кондратьевском проспекте. В первом приближении рабочий цикл довольно прост, его сразу узнал бы и Бенедикт Спиноза, зарабатывавший себе на жизнь шлифовкой линз в Амстердаме.

Вначале завод закупает сырьё — куски кристаллов кварца, цинка, кремния, селена и более экзотических элементов, которые я, не будучи химиком, не рискну сейчас перечислять.



Некоторые материалы, — такие как германий, к примеру, — маленькие и дорогие. Другие, напротив, едва умещаются в больших коробках:



Я лично видел линзы в полметра диаметром. Не удивлюсь, если попадаются и более крупные образцы. Сам склад, впрочем, не так велик — вот, фотография значительной его части:



К сожалению, космические корабли ещё не бороздят массово ни просторы Млечного пути, ни хотя бы просторы Солнечной системы. Спрос на высокоточную оптику ограничен планетой Земля, то есть весьма невысок.

Возможно, вы уже обратили внимание, что некоторые материалы прозрачны, как мокрая бутылка из-под дорогой питьевой воды, в то время как другие или мутны, или отливают желтизной, или вовсе непрозрачны. Вот, сравните несколько характерных образцов:







Как мне объяснили, разные материалы лучше подходят для разных условий. Так, например, некоторые линзы вообще не должны быть прозрачными для наших глаз, так как они будут работать исключительно в инфракрасном диапазоне.

Вернёмся к производственному процессу. Полученный со склада материал рабочий помещает в обычный фрезерный станок и вытачивает там из него заготовку — то есть нечто в форме линзы, только пока ещё грубой формы. Хорошие станки служат долго, так что парк на заводе разновозрастный: я видел станки от 1973 до 2014 года. Станков там несколько десятков, изучал я далеко не все, так что, вероятно, диапазон ещё шире. Я знаю, среди читателей есть ценители жанра, вот вам несколько шильдиков:



Идём дальше. Вынутую из зажима фрезерного станка заготовку шлифуют и полируют. Для этого есть целые ряды специальных станков, однако иногда оказывается, что операцию быстрее сделать вручную:



Для сравнения, вот тем же процессом занимается автоматика:



Шлифовка и полировка — разные этапы, полировальные и шлифовальные станки отличаются друг от друга. Суть, впрочем, у происходящего одна: линзу купают в специальной грязи и долго трут, пока она не становится идеально гладкой.



Из любопытного: в процессе используется котелок с настоящей смолой. Смола подогревается, и ей залепляется поверхность линзы. Вот этот котелок. Вблизи он источает жар и пахнет смолой:



Вот фотографии нескольких почти готовых изделий. Вы можете видеть, что они удерживаются на месте именно смолой:



 

А вот ещё интересная штука, особенно для понимающих людей — часть лазера. К сожалению, нет никакой возможности догадаться, куда именно пойдёт этот лазер: военным, учёным или, может быть, врачам-онкологам. Это будет просто лазер, сделанный точно по чертежам.



Готовые линзы, как это принято на заводах, идут в ОТК, отдел технического контроля. Там контролёры испытывают линзы на специальных приборах, чтобы убедиться, что линзы имеют как минимум то качество, которое требовал заказчик.



В силу слабости своего оптического лексикона я пишу везде в тексте «линзы», однако, понятно, что одними только линзами продукция завода не ограничивается. На чёрном бархате лежат, к примеру, ещё и призмы. Где именно они используются, я сказать уже затрудняюсь:



Кстати, компьютерщики и фотографы знают слово «интерференция» и считают его ругательством. Это те самые характерные радужные волны, которые образуются на снимках, когда вы фотографируете монитор. Вот прямо сейчас попробуйте сфотографировать мобильником текст с монитора, и вы поймёте, о чём я говорю.

Так вот, оптики используют интерференцию для контроля качества линз. С её помощью можно быстро и удобно проверить, действительно ли линза получилась ровной: все изъяны сразу же вылезут наружу в виде неровных волн.

Пожалуй, я рассказал о заводе всё, что успел запомнить во время экскурсии, за которую, пользуясь случаем, благодарю Андрея, начальника производства. Вот вам, в виде небольшого довеска, ещё несколько моих бессистемных фотографий разных колоритных уголков:














 

Олег Макаренко