Статья: Микрокриогенные системы Стирлинга в интегральном исполнении с повышенным ресурсом работы (2010)

Предложен мультиспектральный тепловизор с фильтрующим устройством на основе наклонного интерферометра. Проведены расчеты возможных параметров мультиспектрального тепловизора. Ожидается, что подобные устройства могут быть пригодны для получения пространственной и спектральной информации о быстро протекающих явлениях, например взрывных.

Разработан метод расчета фотоэлектрических параметров ИК матричного фотоприемного устройства (МФПУ) на основе фотодиодов, работающих в режиме накопления, с использованием характеристик, экспериментально измеряемых на фоточувствительных сборках МФЧЭ—мультиплексор. В качестве исходных характеристик фоточувствительных элементов (ФЧЭ) использованы размеры ax, by, темновой ток Id, накопительная емкость Cac, квантовая эффективность п, спектральный диапазон чувствительности λ1, λ2, напряжение перезарядки емкости накопления Е0. Выведены аналитические выражения для расчета максимального времени накопления τmax, токовой чувствительности Si, ограниченной шумом облученности (NEI) и мощности (NEP), удельной обнаружительной способности D*, динамического диапазона и ограниченной шумом разности температур (NETD). Из выведенных аналитических выражений можно строить зависимости указанных параметров от измеряемых характеристик и температуры внешней среды.

Рассмотрена модель солнечного элемента на основе p+-i-n+-Si-структуры, включающей слои квантовых точек Ge в собственной области. Для определения эффективности преобразования солнечного элемента проведен расчет фототока в рассматриваемой p+-i-n+‐структуре. В результате расчета дана оценка степени влияния квантовых точек на эффективность преобразования солнечной энергии фотопреобразователя.

Быстрый прогресс нанотехнологий позволяет полагать, что в ближайшем будущем будут разработаны эффективные приемные устройства инфракрасного (ИК) и видимого диапазонов на основе антенных решеток. Обсуждены возможные принципы построения подобных устройств.

Приведены результаты теоретического анализа и экспериментального подтверждения возможности создания модулируемых цезиевых источников излучения мощностью до 3 кВт. Показана эффективность увеличения электрической мощности лампы и радиуса разрядного канала в целях повышения пиковой силы излучения в среднем ИК‐диапазоне.

Рассмотрены принципы работы электро- и магнитокалорических охладителей и современное состояние этих методов охлаждения. Исследованы термодинамические характеристики нового типа электрокалорического охладителя, работающего без тепловых ключей. Показано, что при определенных условиях теоретический холодильный коэффициент может достигать холодильного коэффициента цикла Карно.

Метод диагностики PIN-фотодиодов с охранным кольцом, основанный на анализе вольт‐амперных характеристик и дифференциальных m- и n-параметров, был разработан для установления механизмов деградации при испытаниях на длительную наработку (life time) и контроля надежности “идеальных” и “неидеальных” фотодиодов с дефектами, приводящими к параметрическим отказам.

На основе точного решения уравнения Ланжевена рассчитана зависимость спектральной плотности флуктуаций (СПФ) диффузионного тока и фототока р+-п-перехода с базой конечной длины от приложенного напряжения для случая омического и блокирующего контактов к базе. Показано, что ширина частотного диапазона, в котором СПФ диффузионного тока р+-п-перехода с короткой базой и блокирующим контактом имеет меньшее значение, чем СПФ диффузионного тока аналогичного р+-п-перехода с длинной базой, зависит от величины и знака смещения на р-п-переходе.

Лазеры, источники когерентного ультрафиолетового (УФ) и вакуумного УФ (ВУФ) излучения, плазмохимические реакторы, реакторы для очистки загрязненных газов и т. д. можно отнести к классу устройств, рабочей средой которых является плазма, образованная в результате взаимодействия сильноточного релятивистского электронного пучка (СРЭП) с газом. Эффективность этих устройств, объединенных под общим названием “системы инжекционной газовой электроники” (СИГЭ), в основном зависит от эффективности передачи энергии пучка газу (ng = Wg / Wb) и эффективности преобразования переданной газу энергии Wg в энергию конечного продукта Win (nin = Win / Wg). Рассмотрен экспериментальный стенд-лазер как частный случай СИГЭ, на котором предполагается реализовать новый эффективный способ накачки в целях оптимизации энерговклада ng и полезного выхода nin

Проведено моделирование распределенно‐резонансных систем клистронов с распределенным взаимодействием коротковолновой части миллиметрового диапазона. Выполнены расчеты схем взаимодействия электронного пучка с ВЧ‐полями распределенных резонаторов. Найдены схемы взаимодействия клистронов трехмиллиметрового диапазона, в которых обеспечивается выходная ВЧ‐мощность 120—190 Вт, усиление 25—32 дБ и полоса частот 150—210 МГц при анодном напряжении 14 кВ и токе пучка 0,16—0,20 А. Показана возможность расширения полосы частот до 310 МГц.

Приведены результаты расчета тепловых потоков переизлучения лазерной плазмы, образованной в результате воздействия мощного лазерного излучения с интенсивностью промодулированной СВЧ‐частотой. В рассматриваемом случае режима световой детонации результаты расчетов представлены в аналитическом виде. Показано, что возникающие в плазме вследствие поглощения лазерного излучения осцилляции газодинамических параметров приводят к возникновению осцилляций спектральной и интегральной яркости наблюдаемого с плазмы теплового переизлучения.

Рассмотрена изолированная система произвольного числа магнитоактивных объектов, каждый из которых выполнен как сверхпроводящий короткозамкнутый электрический контур. Показано, что взаимодействие таких объектов приводит к образованию устойчивых пространственных конфигураций при конечных и не равных нулю расстояниях между ними. Получены общие условия устойчивости равновесных конфигураций, соответствующих минимуму энергии системы таких контуров.

Момент сил Ампера, действующий на незамкнутую систему, равен моменту сил Био-Савара, действующему на ту же систему, плюс момент сил самодействия Био‐Савара, с которым система действует сама на себя. Поскольку для сил Ампера справедливо правило равенства и коллинеарности действия и противодействия, то полный момент тех и других сил в замкнутой системе равен нулю.

Для проверки гипотезы о левитации шаровой молнии над поверхностью проводника благодаря индуцируемым в нем вихревым токам проведены эксперименты по измерению величины силы, отталкивающей от медной пластины катушку диаметром 5,2 см, запитанную переменным током частотой 440 кГц и мощностью 4,6 кВт. Найдено, что на расстоянии 3 см эта сила не превышает 0,1 Н и резко уменьшается при удалении пластины от катушки. Это исключает вихревые токи как причину парения шаровой молнии. Предложена новая гипотеза, согласно которой левитация шаровой молнии может быть объяснена существованием коронного разряда на ее поверхности.

Представлен механизм образования объемной вязкости за счет релаксационного процесса перехода энергии ультразвуковой волны молекулам элементарных ячеек. Приведен вывод зависимости объемной вязкости от температуры для неполярных жидкостей.

Предложена модель теплопроводности пространственно армированной пенопластмассы (ПП). Показано, что на основе полученных уравнений можно определить градиенты температур и тепловые потоки во всех фазах композиции, используя известное осредненное поле температур в композите. Проведено сравнение расчетных значений эффективных коэффициентов теплопроводности однонаправлено и пространственно армированных ПП.