Прикладная физика

Исследовано влияние аномальных по спектральной плотности мощности шума (СПМШ) ВЗН-каналов на вероятность обнаружения малоразмерных объектов сканирующими многорядными фотоприемными устройствами (ФПУ). Сгенерированы серии выходных изображений ФПУ, имитирующих сигналы ВЗН-каналов с 4 основными типами СПМШ, рассчитана вероятность обнаружения малоразмерного объекта и произведена оценка эффективности применения различных комбинаций линейных фильтров, применяемых во внутрикадровой обработке. Установлено, что ВЗН-каналы с низкочастотным шумом наиболее значительно влияют на вероятность обнаружения малоразмерного объекта, а последовательное применение адаптивного рекурсивного фильтра и квазисогласованного с сигналом оконного фильтра увеличивает её на 22 % даже при наличии 6 % аномальных ВЗН-каналов в ФПУ.

Проведен расчет температурной зависимости темнового тока фотодиодов на основе тройного раствора InAs1-хSbх, детектирующих излучение в средневолновой инфракрасной (ИК) области спектра. По рассчитанным значениям темнового и фототока проведена оценка отношения сигнал/шум. Прогнозируемое отношение сигнал/шум составило ~103 при Т = 150 К, что подтверждает возможность достижения высоких фотоэлектрических параметров фотодиодов на основе тройных растворов InAs1-xSbx и пригодность их использования в высокотемпературных применениях.

Представлены результаты разделения полидисперсной смеси заряженных диэлектрических микрочастиц с помощью линейной электродинамической квадрупольной ловушки в воздухе при атмосферном давлении. Экспериментально показано, что размеры удерживаемых ловушкой микрочастиц в сильной степени зависят от величины напряжения на линейных электродах.

Проведены экспериментальные исследования разряда с жидким электролитным катодом в диапазоне токов 50–100 мА при межэлектродном расстоянии в пределах 3–4 мм. В качестве катода использован водный раствор хлорида натрия с молярной концентрацией 0,15 моль/л. Зафиксировано возникновение пульсаций тока, которые исследованы в предположении капельного переноса вещества и зарядов из водного раствора в плазму разряда. На основе анализа осциллограмм тока оценены размеры образующихся капель.

Разработан инструментарий для сравнительной теоретической оценки главного показателя эффективности перспективных емкостных систем зажигания с однополярными разрядными импульсами. Определены характеристики воспламеняющей способности по заданным фиксированным параметрам проектируемых и оцениваемых систем зажигания на основе критериев воспламеняющей способности применительно к неподвижной и движущейся топливовоздушным смесям в камерах сгорания газотурбинных двигателей. Получены расчетные выражения для параметров однополярных искровых разрядов в полупроводниковых свечах – энергии, длительности разрядного тока, которые могут использоваться для анализа физических процессов на стадиях проектирования и исследования эффективности систем зажигания.

Представлены результаты экспериментальных исследований на установке с жидким анодом при плазменном распылении различных металлов. Исследован процесс плазменного распыления металлического катода, представляющего собой металлическую проволоку или стружку из различных металлов (нержавеющая сталь, железо, оцинкованное железо, титан, вольфрам, никель-хромовый сплав, медь, олово, алюминий, цирконий). Для некоторых материалов получен порошок идеальной сферической формы микрочастиц, что может представлять интерес для различных технологий.

Установлено, что давление и температура плазмы излучающей дуги могут быть определены по измеренным значениям напряжения на плазменном столбе, разрядного тока и фототока, обусловленного потоком излучения всего объёма плазмы на фотоприёмник. Для случая аксиально-симметричной однородной дуговой плазмы, находящейся в состоянии локального термодинамического равновесия, сформулированы уравнения, связывающие значения параметров плазмы с результатами измерений. Уравнение для фототока получено на основе решения уравнения переноса излучения в плазме дуги произвольной оптической плотности. Рассмотрены случаи отражающих и поглощающих электромагнитное излучение поверхностей электродов. Показано, что задача определения параметров плазмы дуги сводится к решению системы двух нелинейных относительно давления и температуры уравнений. Описанный метод использован для определения параметров плазмы сильноточной вакуумной дуги на этапе анодной активности. На примере плазмы вакуумной дуги показана устойчивость метода по отношению к погрешностям исходных данных.

Представлено исследование зависимости динамики оптического отклика быстродействующего жидкокристаллического модулятора света на основе p-ячейки от длины волны модулируемого излучения. Для решения этой задачи применялся метод компьютерного моделирования электрооптических характеристик жидкокристаллических модуляторов. Установлено, что полные времена срабатывания модулятора при одинаковых абсолютных значениях управляющего напряжения имеют отличающиеся значения для различных областей модулируемого излучения. Показано, что значение напряжения оптического порога, в отличие от напряжения деформационного порога, зависит от длины волны модулируемого излучения. Установлено, что значение полного времени срабатывания такого устройства зависит от спектра источника модулируемого излучения. Показано, что для монохромных жидкокристаллических модуляторов для достижения минимальных значений полных времен срабатывания при выборе величин управляющих напряжений необходимо учитывать спектральный состав модулируемого излучения.

Впервые создан плазменный мазер, работающий по принципу СВЧ-генератора на линии с магнитной самоизоляцией (magnetically insulated transmission line oscillator, MILO). Для получения одиночных импульсов напряжения 550 кВ и длительностью 3 нс использовался генератор с импедансом 33 Ом. Малая длительность импульса определяла режим работы мазера – сверхширокополосное усиление шума в полосе частот от 0,6 до 5 ГГц. Максимальное измеренное электрическое поле волны соответствовало мощности излучения свыше 500 МВт.

Пористые слои полупроводниковых оксидных материалов привлекают все большее внимание как потенциальные материалы для использования в различных приложениях, требующих большой удельной поверхности (катализаторы, датчики, суперконденсаторы, фотоэлектрохимические преобразователи энергии и др.). В работе пред-ложен двухстадийный способ формирования микропористых слоев ZnO, заключающийся в предварительном формировании композитных слоев ZnO–Zn и последующем их вакуумном отжиге. На основании данных рентгеновской дифракции, растровой электронной микроскопии, рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии показано, что часовой вакуумный отжиг композитных слоев при 400 оC приводит к полному удалению избыточного цинка, в результате чего формируются слои ZnO с микропористой структурой.

Описаны результаты эксперимента по осаждению тонкопленочного магнито-диэлектрического покрытия при последовательном электронно-лучевом испарении в гелии и кислороде форвакуумного диапазона давлений (5 Па) мишени из стали и алюмооксидной керамики. Методом ферромагнитного резонанса продемонстрировано наличие у покрытия магнитных свойств, рентгенографическое исследование под-твердило наличие в покрытии магнитного оксида Fe3O4, а измеренные оптическим профилометром толщины покрытий составили 3–6 мкм.

Исследованы температурные зависимости удельной электропроводности и на основе уравнений Максвелла проведена оценка вклада образующихся новых фаз в общую про-водимость полученных сплавов в диапазоне температур 460–720 К. Обнаружено, что в сплавах с примесями от 5 мол. % до 10 мол. % Еа не меняется и составляет 0,11 эВ. Также получено значение энергии активации проводимости PbTe при комнатной температуре, Еа = 0,36 эВ, которое хорошо согласуется с литературными данными.