Статья: Влияние пространственных шумов на функцию передачи модуляции в цифровых рентгенологических системах (2017)

Настоящая работа посвящена численному и экспериментальному исследованию влияния элементов конструкции энергоанализатора на разрешающую способность прибора при измерении функции распределения ионов по энергии, ускоренных в приэлектродном слое высокочастотного емкостного разряда. С помощью трехмерного численного моделирования движения заряженных частиц показано, что аппаратная функция прибора сильно зависит от взаимной ориентации ячеек сеток. Показано, что уширение энергетического спектра заряженных частиц в энергоанализаторе в большой мере зависит от величины провисания потенциала в ячейках анализирующей сетки. Приведены формулы для количественной оценки уширения энергетического спектра заряженных частиц для энергоанализаторов, в которых используются сетки с квадратными или шестиугольными ячейками.

Обсуждаются возможности управления модовой структурой полупроводниковых лазеров различного типа и конструкции, в том числе в следующих условиях: подавление генерации на возбужденном оптическом переходе в лазерах на основе квантовых точек за счет модулированного p-легирования; стабилизация генерации на основной поперечной моде лазеров полосковой конструкции с оптически связанными волноводами; возможность реализации низкопороговой лазерной генерации на модах шепчущей галереи в инжекционных микролазерах дисковой геометрии с активной областью на основе квантовых точек, включая микродисковые лазеры, изготовленные из материалов А3В5, синтезированных на кремниевых подложках; управление выводом излучения и характером его пространственного распределения в микродисковых лазерах с помощью резонансных суб-волновых рассеивателей, например, таких как кремниевые наносферы.

Проведено рентгеновское исследование структуры оксида иттрия после облучения ионами ксенона с энергиями 140 и 300 кэВ. Обнаружено, что облучение ионами ксенона приводит к изменению химического состава оксида иттрия и увеличению отражательной интенсивности рентгеновских линий основной структуры оксида. Рентгеновским методом определена концентрация ионов ксенона, растворенная по глубине образца, в зависимости от энергии облучения. Обнаружено, что концентрация ионов ксенона влияет на изменение интенсивности рентгеновских отражений и уменьшение параметров элементарной ячейки оксида иттрия в зависимости от энергии облучения. Показана структурная модель растворения ионов ксенона в решетке оксида иттрия, которая объясняет образование ионной связи ксенона с атомами иттрия, кислорода и анионными вакансиями. Ионная связь атомов оксида иттрия с ионами ксенона возникает при торможении их по глубине образца оксида иттрия и приводит к образованию твердого раствора внедрения на основе оксида иттрия. Приведена математическая модель, которая объясняет увеличение отражательной рентгеновской интенсивности линий оксида иттрия.

В работе приведены результаты исследований воздействия различных способов травления на поверхность монокристаллического кремния ориентации (100) для получения фигур травления заданной конфигурации. Установлено что микроструктурирование поверхности высокоомного монокристаллического кремния в щелочных растворах целесообразно проводить электролитическими методами при температуре не менее 80 оС. Фигуры травления с более четкими боковыми гранями получаются в результате анизотропного травления при добавлении перекиси водорода.

В данной работе представлена классификация и проведен сравнительный анализ топологий матриц фоточувствительных элементов (МФЧЭ) многорядных матричных фотоприемных устройств (ФПУ) с режимом временной задержки и накопления (ВЗН) для инфракрасных (ИК) односпектральных оптико-электронных систем (ОЭС) с линейным однокоординатным сканированием. Предложен новый тип топологий МФЧЭ с «вложенными субматрицами», позволяющий снизить требования к юстировке ОЭС с одновременным обеспечением высоких пороговых характеристик. Рассчитаны требования к точности юстировки ОЭС со сканированием в зависимости от типа и параметров топологии МФЧЭ. Предложены топология МФЧЭ и новый способ комбинированного ВЗНсуммирования, позволяющие улучшить пороговые характеристики ОЭС на основе аналоговых КМОП-регистров ВЗН при сохранении суммарной емкости схемы ВЗН-суммирования. Предложен метод расчета требований к устройству, сканирующему ОЭС при использовании ФПУ с многосубматричной топологией МФЧЭ. Рассчитаны амплитуды сигналов на выходе ОЭС после процедуры согласованного суммирования в зависимости от степени рассинхронизации процессов сканирования и ВЗН-суммирования.

Фотоприемные устройства (ФПУ) второго поколения – это твердотельные многоэлементные фотоприемные устройства с большой интегральной схемой считывания (с топологией в виде матриц или линеек, работающих в режиме временной задержки накопления (ВЗН)). В настоящее время ФПУ второго поколения активно используются в различных отраслях техники и оптико-электронных приборах. В России проводятся работы по стандартизации методик измерения, которые приведут к созданию Государственного стандарта. В статье приведены предложения по организации стандарта измерения параметров ФПУ второго поколения и перечень методик, которые в него должны входить. Также приведены входные и выходные метрологические параметры для каждой методики измерения, которые должны быть нормированы. На основе этих входных и выходных параметров должен проводиться расчет погрешностей измерения.

Симметричный актуатор на диэлектрическом барьерном разряде создает плазменную струю, направленную перпендикулярно его поверхности. Тяга подобной струи, часто называемой синтетической, зависит от ряда геометрических и электрических параметров. Получена зависимость погонной тяги от расстояния между внешними электродами при различных напряжениях. Исследовано влияние материала электродов на величину погонной тяги. Проведено сравнение зависимостей погонной тяги от расстояния между внешними электродами для меди, алюминия, никеля и титана. Обнаружено, что геометрическая форма внешних электродов симметричного актуатора существенно влияет на величину погонной тяги.

Представлены результаты исследования вольт-амперной характеристики и оптических спектров тлеющего разряда атмосферного давления, функционирующего в воздушной струе с расходом до 1 л/мин. Показано, что в диапазоне токов до 100 мА и при средней мощности разряда до 50 Вт наблюдаются колебания напряжения и тока с периодом около 200 мкс, обусловленные перемещением по поверхностям электродов и изменением протяженности положительного столба разряда в потоке воздуха. В диапазоне токов от 100 до 200 мА, на фоне практически постоянного напряжения горения около 600 В, наблюдаются спонтанные переходы к режиму разряда с достаточно низким, на уровне 100 В, напряжением горения и временем жизни от нескольких сотен микросекунд, до нескольких секунд. Основной причиной появления и прекращения этого нестационарного низковольтного режима является нагрев локальных участков электродов разрядной системы в области катодного и анодного свечений до температуры плавления их материала и последующее охлаждение в результате его испарения. При токах разряда более 800 мА наблюдается появление катодных пятен и переход разряда в дуговую форму.

В работе кратко описано явление полного внешнего отражения (ПВО) потоков квазимонохроматического рентгеновского излучения на материальном интерфейсе, эффект волноводно-резонансного распространения этих потоков в наноразмерных протяженных щелевых зазорах, а также устройство, функционирующее на базе этого эффекта: плоский рентгеновский волновод-резонатор (ПРВР). Представлены экспериментальные данные по формированию потока рентгеновских лучей составным плоским волноводом-резонатором (СПРВР) и предложена модель, описывающая снижение угловой расходимости формируемого им потока без уменьшения его интегральной интенсивности. Модель основана на концепции явления частичного углового туннелирования радиационного потока в промежутке между двумя последовательно установленными и взаимно сьюстированными волноводами-резонаторами. Явление туннелирования реализуется вследствие взаимодействия интерференционных полей стоячих рентгеновских волн, возбужденных излучением, транспортируемым щелевыми зазорами этих волноводов-резонаторов.

Выполнено моделирование импульсно-периодического излучающего разряда высокого давления в цезии в рамках двухтемпературной многожидкостной радиационной газодинамики. Показано, что исследуемый разряд позволяет создавать плазму при значениях давления 200–800 Торр и температуры 6000 К, интенсивно излучающую свет с непрерывным спектром. Установлено, что для эффективной генерации видимого излучения газоразрядный объём должен быть заполнен однородной плазмой, оптическая толщина которой имеет значение порядка единицы. Выявлены механизмы формирования видимого спектра разряда. Выполнен расчёт баланса энергии разряда. Показано, что в оптимальных режимах разряд излучает до 95 % вложенной в него электрической энергии. При этом доля видимого излучения в спектре разряда достигает 58 %.