Образцы монокристаллов получены выращиванием из разработанного расплава-растворителя Li6Gd(BO_3)_3+Gd2O3+Eu2O3 на затравку кристаллика C-Gd2O3 при температуре 1145oС. Наноструктурированый порошковый образец был получен золь-гель методом из водных растворов Gd(NO_3)3 и Eu(NO)3 с осадителем Na(OH) при дисперсном распылении этих прекурсоров. Полученные образцы C-Gd2O3 : Eu3+ исследованы методом рентгеновской дифрактометрии для подтверждения образования кубической фазы C-Gd2O3, для определения размеров нанокристаллитов (59 nm) и их деформационных напряжений (0.06%). Сравнительный анализ спектров фотолюминесценции и диффузного отражения монокристаллического и нанокристаллического образцов показал, что при изменении энергии возбуждения фотолюминесценции (ФЛ) по ряду 250, 280 и 300 nm низкоэнергетические полосы ФЛ 620 и 710 nm уменьшаются по интенсивности относительно основной полосы ФЛ 611 nm для обоих видов образцов. Для низкоэнергетической линии возбуждения ФЛ 300 nm высокоэнергетические полосы ФЛ 595, 550, 480, 470 и 420 nm монокристалла увеличиваются по интенсивности относительно полосы 611 nm. Исследование спектров диффузного отражения показало, что переносы зарядов через энергетическую щель при формировании ФЛ непрямые и осуществляются с участием фононов энергией 0.29 eV для объемной части монокристалла при Eg0=3.97 eV и для его нарушенного поверхностного слоя 0.26 eV при Eg0=3.59 eV. Еще большая энергия фононов 0.49 eV наблюдается для нанокристаллического образца прн Eg0=2.00 eV, что связано с большой удельной площадью границ раздела кристаллитов для нанокристаллического образца.
Получены и проанализированы спектры кристаллической решетки политетрафторэтилена при температурах близких к твердотельному фазовому переходу (ФП) в этом частично кристаллическом полимере. Повышенная чувствительность спектральных параметров полос внешних трансляционных и вращательных мод этих спектров к кристаллическим эффектам позволила связать ФП при 292К (190С) не только со структурной реорганизацией, но и с последующим ориентационным разупорядочением кристаллической решетки при 304К.
Экспериментально продемонстрировано, что совместное действие СВЧ- и ОВЧ-модуляции тока инжекции диодного лазера с внешним резонатором приводит к многочастотному режиму, когда интервал между соответствующими компонентами структуры на боковых полосах спектра определяется частотой СВЧ-модуляции. Обнаружено также влияние мощности ОВЧ-модуляции на оптическую частоту излучения лазера.
Теоретически исследовано прохождение униполярного полуциклового импульса через слой неравновесной трехуровневой резонансной среды с разными схемами уровней энергии. Показано, что в такой системе исходный униполярный импульс постепенно трансформируется в биполярный за счет образования осциллирующих хвостов на заднем фронте импульса. В то же время в зависимости от конкретной схемы уровней энергии среды может происходить как усиление, так и затухание основного полуциклового всплеска поля с пройденным расстоянием в среде. При этом во всех случаях выполняется правило сохранения электрической площади, но степень униполярности импульса всегда уменьшается по мере распространения в слое среды. Ключевые слова: предельно короткие импульсы, электрическая площадь импульса, униполярные импульсы, взаимодействие излучения с веществом.
Предложено для измерения реакции зрачка глаза на изменение освещенности использовать инфракрасную подсветку, что позволяет разделить функции воздействия на глаз и регистрации его реакции. Создана соответствующая установка, позволяющая измерять диаметр и интегральную площадь зрачка, а также скорость его сужения. Представлены результаты тестирования установки, свидетельствующие о ее технических возможностях. Ключевые слова: оптические измерения, зрение человека, зрачковая реакция глаза.
Микроскопия на основе эффекта твердотельной иммерсии - это метод ближнепольной визуализации, который позволяет преодолеть дифракционный предел Аббе за счет фокусировки светового пучка на малом расстоянии за линзой с высоким показателем преломления. Он обеспечивает высокую энергетическую эффективность благодаря отсутствию каких-либо субволновых зондов или диафрагм в оптическом тракте. Выгодное сочетание сверхразрешения и высокой энергетической эффективности открывает широкие возможности применения данного метода в различных областях науки и техники. Пространственное разрешение микроскопии на основе эффекта твердотельной иммерсии в основном ограничено значением показателя преломления линзы, при этом более оптически плотные линзы обеспечивают более высокое разрешение. В настоящей работе объемный кристалл рутила (TiO2) впервые используется в качестве материала для иммерсионной линзы, которая обеспечивает впечатляющий показатель преломления ~10 в терагерцовом диапазоне. Это самое высокое значение показателя преломления, когда-либо использовавшееся в микроскопии на основе эффекта твердотельной иммерсии. Для создания микроскопа использовались лавинно-пролетный диод в качестве источника непрерывного излучения на частоте 0.2 THz (длина волны λ=1.5 mm) и детектор Голея. Экспериментальные исследования показали, что пространственное разрешение разработанного микроскопа находится в пределах 0.06-0.11λ. Это самое высокое разрешение, когда-либо зарегистрированное для любой оптической системы на основе эффекта твердотельной иммерсии. Ключевые слова: терагерцовые технологии, терагерцовые оптические материалы, рутил, высокий показатель преломления, ближнепольная микроскопия, микроскопия на основе эффекта твердотельной иммерсии, сверхразрешение.
Рассмотрены два метода анализа изображений, полученных с помощью оптической когерентной томографии (ОКТ): анализ коэффициента ослабления и спекл-структур изображений применительно к дифференциации интактных тканей и опухолей головного мозга крыс. Использована модель глиомы 101.8. Для извлечения информации из спекл-структур был применен метод вейвлетного анализа ОКТ-изображений и посчитана мощность локальных флуктуаций яркости в спеклах. При помощи линейного дискриминантного анализа оценивалась эффективность разработанного подхода, состоящего из двух методов, на основе значений чувствительности, специфичности и точности при дифференциации модели глиомы и интактных тканей. Результаты исследования показали преимущества разработанного метода анализа ОКТ-изображений для нейрохирургии. Ключевые слова: оптический когерентный томограф, глиома, вейвлетный анализ, линейный дискриминант Фишера, спекл-структуры, коэффициент ослабления.
Представлены результаты исследования по оценке состава разных форм аллогенного коллагенсодержащего материала (гидрогеля) в качестве потенциального компонента биочернил в перспективном направлении тканевой инженерии с помощью оптических методов (рамановской и ИК спектроскопии). В результате проведенных исследований с помощью метода спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) установлено, что в негидролизованной форме коллагена относительное содержание пролина и гидроксипролина меньше, чем в гидролизованной форме, что может говорить о нарушениях структурной организации коллагенсодержащего материала (по спектральным особенностям пролина и гидроксипролина). На основе дисперсионного анализа был разработан алгоритм идентификации разных форм аллогенного коллагенсодержащего материала с помощью дерева решений. Установлено, что с помощью методов рамановской и ИК спектроскопии можно проводить экспресс-анализ состава и типов коллагеновых материалов, а также контролировать степень денатурации коллагена при разработке биочернил. Ключевые слова: рамановская спектроскопия, ИК спектроскопия, алгоритм идентификации коллагенов, гидрогель, биочернила, коллагенсодержащий материал, дисперсионный анализ.
В горнодобывающих работах на открытых карьерах активно используются взрывные технологии. При этом появляется задача оценки качества взрывных работ, которая определяется размерами фрагментов горной породы, полученных в результате взрывов. В связи с этим возникает задача оценки числа фрагментов горной породы и их размеров (задача фрагментации). В настоящее время популярны подходы к решению таких задач на основе систем компьютерного зрения с использованием нейронных сетей семантической или экземплярной сегментации. При этом оказывается, что для их работы требуется существенное привлечение компьютерных ресурсов. В связи с этим использование альтернатив – алгоритмов быстрого обнаружения объектов на цифровых изображениях взорванной породы является актуальным. В статье изучены особенности использования нейронных сетей глубокого обучения с архитектурой YOLO, которая, как ожидалось, будет иметь более высокую скорость обработки видеоинформации. На основе проведённого исследования обоснован выбор в качестве базовой архитектуры использовать YOLOv7x. Для обучения нейронных сетей выбранной архитектуры был использован размеченный авторами набор данных, составленный из цифровых фотографий фрагментов горной породы, образовавшихся в результате взрыва в открытом карьере. Полученные результаты позволили обосновать выбор в качестве метрики оценки качества взрывных работ геометрические размеры описанного прямоугольника вокруг выделенного на изображении фрагмента породы.
В связи с малым количеством размеченных наборов данных радиолокационных изображений перспективным представляется использование оптических изображений для обучения нейронных сетей, предназначенных для обнаружения объектов на радиолокационных изображениях. Однако оптические изображения имеют ряд существенных отличий от радиолокационных изображений, что приводит к необходимости более глубокого экспериментального исследования вопроса. В работе была исследована применимость такого подхода и показано, что в случае задачи обнаружения кораблей достижимы высокие результаты. Кроме того, показано, что предварительная фильтрация спекл-шума позволяет дополнительно улучшить ситуацию.