Излагается и развивается альтернативный подход к теории фотоотсчетов. Исследуется механизм обострения электронной плотности при разлете многоэлектронных пакетов. Возникновение неоднородностей должно инициировать распад многоэлектронной системы на слаболокализованные одноэлектронные образования. Показано, что межэлектронное кулоновское взаимодействие приводит к обострению и локализации таких одноэлектронных образований. Показано, что при движении в однородном поле в вакуумных фотодетекторах размеры таких одноэлектронных пакетов должны быть порядка и больше 1 мк. Показано, что подобные локализованные заряды наводят резкие импульсы тока во внешней цепи фотодетектора. Обсуждаются вопросы связанные с определением параметров такого пакета по особенностям рассеяния на нем мощного лазерного импульса. Исследуется движение одноэлектронного волнового пакета в неоднородном поле отрицательно заряженного сферического электрода. Показано, что при рассеянии на таком электроде возможно расширение электронного пакета в поперечном направлении до макроскопических размеров. Предлагается эксперимент по наблюдению такого макроскопического пакета на экране покрытом люминофором.
На основе численной модели исследовано поведение электронных пакетов в субпикосекундных времяанализирующих ЭОП для различных начальных распределений фотоэлектронов по энергиям. Показано, что плотный неоднородный субпикосекундный электронный пакет, обладающий достаточно узким начальным энергетическим распределением, во время движения от эмиттера к отклоняющим пластинам или экрану стремится разделиться на два отдельных сгустка благодаря кулоновскому отталкиванию. Исследовано пространственное и временное уширение электронных пакетов, эмиттированных с фотокатода под воздействием сверхкоротких лазерных импульсов длительностью 60 фс, в зависимости от начальной плотности тока и энергетического разброса фотоэлектронов
В статье разработан алгоритм численного решения самосогласованной задачи расчета электронных пушек в прикатодной области методом итераций, свободный от каких-либо априорных предположений о характере формирования электронного пучка в прикатодной области. Разработанный алгоритм и построенная на его основе компьютерная программа обеспечивают устойчивое решение задачи для различных конфигураций катода (выпуклой, вогнутой и плоской) в различных режимах. В качестве теста получено хорошее соответствие между численными результатами и известным аналитическим решением для плоского одномерного диода. Исследованы особенности формирования электронного пучка вблизи краев эмиттера.
В последнее десятилетие получил развитие метод сверхбыстрой дифракции электронов, являющийся новым и перспективным методом исследования быстропротекающих фемтосекундных явлений. С точки зрения математического моделирования основной проблемой здесь являются расчет и обработка дифракционной картины, полученной от пикофемтосекундного электронного импульса, для чего необходимо решить прямую задачу дифракции реального фемтосекундного пучка на твердотельной и газообразной мишени
Математическое моделирование современных электронно-лучевых технологических установок, предназначенных для прецизионной обработки различных материалов электронным пучком высокой энергии, предполагает “сквозной просчет” электронного пучка с учетом всех элементов колонны, включая термоэмиссионную электронную пушку, электромагнитную фокусирующую и отклоняющую системы. В данной статье представлен новый пакет прикладных программ “CHARGE” и обсуждаются некоторые численные результаты математического моделирования электронной оптики ЭЛТУ
Третий Всероссийский семинар “Проблемы теоретической и прикладной электронной оптики” проходил 31 марта — 2 апреля 1998 года в пос. Отрадное Московской области. В работе семинара приняли участие 45 специалистов: научные сотрудники трех институтов Российской академии наук, шести научно-исследовательских институтов и государственных научных центров, представители Сумского производственного объединения “SELMI” и АО “Красногорский завод”, преподаватели и аспиранты восьми высших учебных заведений, а также известные специалисты из Сибирского отделения РАН, Нижегородского университета, Рязанского радиотехнического института.
На семинаре были представлены работы по трем научным направлениям:
теоретическая электронная оптика и компьютерное моделирование электронно-оптических систем;
электронно-оптические приборы, оборудование, электронно- и ионно-лучевые технологии;
физическая электроника
На основании большого количества экспериментальных данных по релаксационным свойствам (механических и диэлектрических) различных полимерных материалов и построения по ним дебаевских релаксационных спектрограмм проведен анализ влияния различных параметров модификации полимеров на степень их структурной неоднородности
Для коммуникации мощных импульсных высоковольтных источников энергии с токами до сотен килоампер длительностью несколько миллисекунд все большее применение находит сильноточный управляемый вакуумный разрядник с шести зазорной стержневой электродной системой, которая обеспечивает наиболее оптимальное использование объема вакуумной камеры. В настоящее работе исследованы вольтамперные характеристики такой электродной системы в зависимости от формы и материала электродов и величины межэлектродного зазора. Исследования выполнены при амплитуде тока разряда до 200 кА при скорости его нарастания до ~5x109 А/с. Отмечен ряд особенностей в динамике напряжения горения разряда в зависимости от величины и скорости нарастания тока разряда, а именно скачкообразное изменение напряжения в начальной фазе горения разряда и возбуждение высокочастотных осцилляций напряжения на фронте разряда. Длительность и интенсивность неустойчивой фазы горения разряда, сопровождаемой высокочастотными осцилляциями напряжения, сильно зависит от параметров электронной системы разрядника. Рассчитаны динамика рассеиваемой в разряднике мощности и полная диссипируемая энергия в зависимости от амплитуды коммутируемого тока. По результатам исследований разработана конструкция разрядника с минимальными энергетическими потерями и большим сроком службы, оцениваемым по величине переносимого заряда > 106 Кл.
C использованием концепции мультифрактального формализма разработана методика расчета мультифрактальных характеристик изображений исследуемых структур. Изображение сканируется с помощью сканера или цифровой видеокамеры и передается в компьютер в виде файла в графическом формате ВМР (256 оттенков серой шкалы). Далее изменением текущей палитры интерактивно подбирается пороговое значение уровня серого, при котором данное изображение переводится в монохромный формат. После этого образ изображения копируется с экрана в оперативную память, представляется в виде двоичного массива и моделируется набором взаимопроникающих фрактальных подмножеств, на основе которых рассчитываются две зависимости, описывающие исходное множество как мультифрахтал - спектр сингулярностей f(α) и спектр размерностей Реньи D(q)
Показано, что соотношения, полученные для стеклообразных полимеров, как для эвклидовых объектов, не совсем корректны, поскольку с их помощью описываются частные случаи ситуации предельных (крайних) размерностей. Представление структуры полимеров, как фрактальных объектов, открывает возможность для их характеристики однородными показателями - фрактальными размерностями, что приводит к более общим фундаментальным соотношениям между разными структурными уровнями и свойствами полимеров. Это и позволило предложить название новой концепции как неэвклидова физика полимеров