Статья: Области применения изделий твёрдотельной фотоэлектроники (обзор) (2015)

Представлены физические принципы работы сверхвысокочастотных (СВЧ) p–i–n-фотодиодов на основе полупроводниковых соединений А3B5, а также проведен анализ физических явлений, ограничивающих их характеристики. Рассмотрены конструкции СВЧ-фотодетекторов, разрабатываемых для линий аналоговой оптоволоконной связи и систем радиофотоники для радиолокации.

Анализируются варианты построения БИС считывания для сканирующих ИК ФПУ с цифровым режимом ВЗН. Накопление и обработка фотосигнала в цифровом виде позволяют существенно повысить количество каскадов ВЗН и, соответственно, улучшить отношение сигнал-шум на выходе БИС считывания. Рассмотрены две основные архитектуры БИС считывания с цифровым режимом ВЗН: шинно-адресная и конвейерная. Приведены варианты построения однобитных АЦП: преобразователь «фототокчастота», преобразователь «фототок-временной интервал». Отмечены преимущества конвейерной архитектуры: меньшая занимаемая площадь в сочетании с пониженной потребляемой мощностью.

Проведены экспериментальные исследования сильного локального взаимодействия импульсных микроплазменных разрядов с образцами из стали-45 при возбуждении в разрядах импульсных электрических токов с амплитудами от 100 А до 650 А. В результате микроплазменной обработки на поверхности образцов формируется сплошной переплавленный слой на глубину до 20 мкм с развитым микрорельефом, который характеризуется сильно измененными физическими, микрогеометрическими и триботехническими свойствами металла. Созданный в результате воздействия микроплазменных разрядов на поверхности образцов микрорельеф обладает прочностными свойствами, существенно превосходящими соответствующие свойства стальных образцов, подвергнутых стандартной термической объёмной закалке.

Разряд в смеси газов обладает рядом особенностей, которые могут проявляться в экспериментах с пылевой плазмой. Например, при большом отличии атомных весов ионов и атомов, имеет место сильная анизотропия функции распределения ионов по скоростям, что в свою очередь может вызывать значительное изменение свойств пылевых структур. В работе выполнен анализ экспериментов по исследованию пылевых образований в газовом разряде смеси легкого и тяжелого газов — гелия и аргона, и представлены результаты численного моделирования дрейфа ионов и электронов в смеси этих газов, а также процессов зарядки пылевых частиц.

Представлена вторая часть обзора по спектральной диагностике возбужденных частиц в водородной низкотемпературной плазме (первая часть опубликована в журнале «Успехи прикладной физики» в 2014 г., Т. 2, № 6). Описаны результаты определения поступательной температуры и функций распределения по колебательным и вращательным уровням молекулы водорода в основном и возбужденных состояниях методами лазерной, эмиссионной и абсорбционной спектроскопии в газовых разрядах в водороде. На основе обзора создана база данных по поступательным температурам, функциям распределения молекул водорода по вращательным и колебательным уровням в основном и возбужденных состояниях.

На основе двумерной температурной модели анизотропного термоэлектрического холодильника, работающего на основе поперечного эффекта Пельтье, создана теория, с помощью которой при наличии соответствующей компьютерной программы, можно оптимизировать максимальное снижение температуры. В работе приведена иллюстрация схемы этих расчетов.

В первом борновском приближении найдены и проанализированы сечения тормозного излучения электронов, проходящих через упорядоченную структуру кулоновых центров и ускоряемых однородным электрическим полем в широком интервале его значений. Определены условия применимости сечений, полученных аналитически ранее в литературе. Показано, что ранее полученные сечения, соответствующие частоте фотона 10-2, совпадают с результатами настоящей работы при напряжении поля более 10-4 (атомных единиц).

На основе принципа Гюйгенса получено аналитическое выражение для ЭПР неоднородного плазменного цилиндра в случае ракурсного рассеяния радиоволн. Проанализировано влияние длины цилиндра и азимутального угла приемника на интенсивность рассеянного радиосигнала.