Статья: Перспективы разработки и применения вакуумных электронных приборов в силовой электронике и энергетике (2012)

Представлена оптическая система тепловизионного прибора для работы в широком диапазоне температур окружающей среды (от -50 до +50 °С). Рассмотрены способы термокомпенсации, приводятся основные параметры и характеристики оптической системы, а также оценка качества изображения.

Дано описание результатов лабораторных испытаний по воздействию потоков высокоскоростных частиц на различные многослойные элементы конструкции космического аппарата: конденсаторные датчики, терморегулирующие покрытия, тепловые трубы, оптические стекла с напылением и солнечные батареи. Рассмотрены методы проведения экспериментов с использованием лазерного, электростатического и взрывного ускорителя.

В России появились первые экземпляры накопительных камер типа EM-CCD, которые с 2007 г. стали производиться для CCTV-систем. Специальная астрофизическая обсерватория РАН в настоящее время располагает двумя EM-CCD-камерами, которые стали неотъемлемой частью наблюдательных комплексов на крупнейшем российском оптическом телескопе БТА. В данной статье приводятся результаты исследования одной из первых EM-CCD CCTV-камер по небесным объектам. Проводится сравнение с российскими серийными накопительными CCD CCTV-камерами.

Предложены ступенчатые режимы включения и выключения термоэлектрических охладителей, позволяющие как оптимизировать условия эксплуатации фотоприемников в составе оптико-электронной аппаратуры, так и существенно повысить надежностные характеристики рассматриваемого класса изделий, поскольку доказано, что при существующих традиционных режимах электропитания охладителей фотоприемников — циклы on-off — на фоточувствительные элементы в процессе эксплуатации изделий действуют аномально жесткие, неоднократно повторяющиеся термоудары, которые негативно влияют на фотоэлектрические параметры фотоприемников.

Рассмотрены методы упрочняющих антифрикционных покрытий, способы их формирования применительно к деталям трения микрокриогенных систем Стирлинга.

Дано описание нового метода измерения отношения сигнал—шум электронно-оптических преобразователей со встроенной электронно-чувствительной матрицей. Принятый для ЭОП с люминесцентным экраном метод измерений этой величины в данном случае технически неприменим. Предложенный метод основан на цифровой обработке тестового сигнала, поступающего на электронно-чувствительную матрицу. В работе представлен вычислительный алгоритм и схема функционирования измерительной системы. Кроме этого оценка эффективности предложенного метода указывает на то, что его практическое применение позволяет существенно (в 5—10 раз) снизить трудоемкость процесса измерений отношения сигнал—шум ЭОП по сравнению с измерениями, принятыми для аналогичных приборов c люминесцентным экраном

Представлены результаты исследований нового типа СВЧ-прибора, а именно, предельно-волноводного магнетрона с реверсной магнитной системой, который имеет при импульсной мощности более 100 МВт в S-диапазоне массогабаритные характеристики на порядок лучше, чем традиционные конструкции магнетронов

Представлен программный комплекс ELIS, предназначенный для моделирования процессов первичного формирования и ускорения пучка в аксиально-симметричных электроннооптических системах плазменных источников электронов, который позволяет проводить сравнительный анализ формирования электронного пучка в различных физических условиях, в том числе при условии неподвижной поверхности эмиттера. Рассмотрена архитектура разработанного программного комплекса.

Рассмотрены некоторые способы описания краевых полей конденсаторов. Траектории частиц находятся путем численного интегрирования дифференциальных уравнений Лагранжа, в которых в качестве обобщенных координат используются электростатический потенциал ф и силовая функция %. Показано, что краевые поля увеличивают отклонение и улучшают фокусировку моноэнергетического пучка заряженных частиц. Рассматриваются возможности использования плоского и цилиндрического конденсаторов для масс- и энергоанализа

Представлены результаты численного трехмерного моделирования электроннооптических систем для ряда мощных импульсных ЛБВ, формирующих однолучевые электронные потоки цилиндрической формы с микропервеансом 3—8 мкА/В3/2. Предложены пути улучшения характеристик электронных пушек с тремя сетками и ЭОС в целом, позволившие увеличить на 8—15 % общий ток пучка, улучшить его фокусировку и в 3—4 раза уменьшить токооседание на стенки пролетного канала.

Представлен расчет электронно-оптической схемы электростатического энергоанализатора потоков заряженных частиц с применением приближенно-аналитического метода расчета траекторий и посредством численной программы “Фокус” моделирования осесимметричных электронно-оптических схем с произвольной конфигурацией электродов. Рассмотрен энергоанализатор с гексапольно-цилиндрическим полем.

Представлен алгоритм моделирования установления плазменной границы, основу которого составляет метод декомпозиции расчетной области. Предложенный метод расчета положения и формы эмитирующей поверхности нашел применение в задаче моделирования формирования электронного пучка в плазменных источниках электронов.

Представлены результаты экспериментального исследования процесса ионно-лучевой обработки с целью полировки поверхности оптического ситалла. Облучение образцов проводили ионами Ar+ с энергиями 10—30 кэВ. Топографию поверхности исследовали с помощью зондового микроскопа FemtoScan. Показано, что азимутальное вращение облучаемого образца подавляет развитие волнообразного рельефа и дает эффект полировки — шероховатость поверхности уменьшается от исходного уровня Ra ~ 1 нм до 0,5 нм.

Представлен метод расчета поправки на поглощение рентгеновского характеристического излучения при количественном рентгеноспектральном микроанализе, основанный на новом методе расчета функции распределения по глубине рентгеновского характеристического излучении φ(ρz).

Обнаружено фундаментальное проективное свойство гауссовых изображений в оптических системах с поворотной осью, названное биполярно проективным соответствием (ВРС). Введена концепция оптических полюсов, обеспечивающих ВРС. Доказано их существование и рассмотрен вопрос их местоположения. Доказано, что оптические полюсы расположены на специфических прямых, названных фоктрисами, которые проходят через фокусы оптической системы параллельно ее плечам. Позиции оптических полюсов сопряжены оптическим уравнением Ньютона

Проведен анализ тематики и докладов 10-го Всероссийского семинара по проблемам теоретической и прикладной электронной и ионной оптики, который состоялся в Москве 24—26 мая 2011 г.

Методами импульсной оптической тенеграфии, рентгеновского обскурографирования и времяпролетных измерений получены экспериментальные свидетельства реализации явления “убегания” электронов в приосевой области Z-пинчевого разряда в среде тяжелых элементов

Представлен анализ взаимодействия заряженных частиц с электрическим полем, имеющим прыгающую фазу. Показана возможность генерации потоков быстрых частиц в этом процессе с ростом их энергии на несколько порядков величины. Рассмотрена зависимость динамики ускорения от параметров стохастически прыгающей фазы электрического поля и определены оптимальные условия высокой эффективности данного взаимодействия с генерацией сверхтепловых заряженных частиц