В феврале 1979 года ему через тайник была передана фотокамера, но он неудачно с ней работал, и большая часть сделанных им снимков, кассеты с которыми он передал кураторам в апреле и июне 1979 года, не читалась. Он попросил другую камеру со штативом, и уже в октябре и декабре 1979 года он передал в ЦРУ 150 кассет высококачественных снимков. Через год работы с Толкачёвым ЦРУ решило, что ему можно доверить более современную спецтехнику — миниатюрные однокассетные фотокамеры на 50 снимков, закамуфлированные под бытовые предметы. Толкачёв фотографировал документы в туалете на работе, а также дома, куда он одно время имел возможность их приносить до тех пор, пока в институте не были ужесточены меры безопасности, введены ограничения в выдаче секретных документов, усилен пропускной режим. Толкачёв обратился с просьбой к американцам изготовить точную копию его пропуска для беспрепятственного выноса документов из спецбиблиотеки, но долгое время образцы дубликатов не совпадали с цветом оригинала.
Осенью 1980 года для Толкачёва была изготовлена новая система радиосвязи SRAC, которую до него использовал Поляков. Это спецустройство второго поколения могло передавать полную машинописную страницу текста, снижая, таким образом, количество личных встреч и повышая безопасность работы с агентом. Система агентурной связи Толкачёва, названная DISCUS, состояла из двух одинаковых комплектов, один находился у куратора и другой у агента. Толкачёв получил DISCUS в 1981 году, однако из-за поломки прибора не смог им воспользоваться. Новый аппарат ему был передан лишь через несколько месяцев.
Весной 1982 года личные встречи с Толкачёвым были временно прекращены из-за возросшей активности наружного наблюдения, но после появления «Черта из табакерки» удалось восстановить прямой контакт с ним. (Сделал это сотрудник резидентуры Уильям Планкерт.) В марте и апреле 1983 года Толкачёв отснял и передал в ЦРУ более двух десятков кассет. Летом 1983 года отдел безопасности института ввел новые ограничения пользования секретными документами, и Толкачёв посчитал, что над ним нависла угроза разоблачения, связанная с утечкой информации. Толкачёв уничтожил часть имевшихся у него денежных средств, а устройство безличной радиосвязи SRAC, фотокамеру PENTAX и остатки сожженных документов были им выброшены из автомобиля на обочину дороги во время возвращения с дачи.