В работе представлена модель расчёта геометрии ракурсных контуров на земной поверхности, характеризующих рассеяние коротких радиоволн передатчика мелкомасштабными магнитно-ориентированными неоднородностями электронной концентрации, искусственно созданных в верхней ионосфере в результате работы нагревного стенда. Модель основана на решении системы дифференциальных уравнений, описывающих лучевую траекторию распространения радиоволны в трёхмерно-неоднородной ионосфере. Проведено сравнение результатов, полученных расчётным путём при использовании разработанной модели, с данными, полученными в результате экспериментальных исследований по ракурсному рассеянию декаметровых радиоволн с линейной частотной модуляцией, проведённых на отечественном стационарном среднеширотном нагревном стенде Сура в период 09-14 сентября 2013 г.
Разработана модель для прогноза поглощенных доз в низкоатомной среде при облучении нейтронами высоких энергий. Она основана на обыкновенных дифференциальных уравнениях первого порядка. Их решениями аппроксимированы распределения этих доз в объеме среды. Параметры решений определены по данным измерений. По этим распределениям рассчитаны изодозные карты. На их основе спрогнозированы соответствующие распределения доз. При этом трудоемкая задача расчета и визуализации изодозных распределений сведена к численному решению системы алгебраических уравнений. Для заданных условий результаты моделирования сравнены с результатами измерений. Они хорошо совпадают. Модель найдет применение в радиационной физике и дозиметрии нейтронного излучения.
В работе показана возможность определения стехиометрического состава твердых растворов (1-x)BiFeO3–xPbFe1/2Nb1/2O3 методом рентгенофлуоресцентного анализа на спектрометре РФС-001 с полным внешним отражением рентгеновского излучения (TXRF). Исследовался элементный состав 15 образцов керамики с изменением стехиометрического коэффициента x в диапазоне значений от 0,25 до 0,95. Исследуемая проба представляла из себя мелкодисперсный порошок массой порядка нескольких мг. Описаны ключевые этапы синтеза твердых растворов (1-x)BiFeO3–xPbFe1/2Nb1/2O3. Перечислены основные характеристики TXRF спектрометра РФС-001. Описана подготовка проб к анализу и методика определения стехиометрического коэффициента x на TXRF- спектрометре. Приводится формула расчета стехиометрического коэффициента x по экспериментальным данным значений интенсивностей L-серий рентгеновской флуоресценции висмута и свинца. Проведено сопоставление экспериментально полученных методом рентгенофлуоресцентного анализа коэффициентов х с их значениями, закладываемыми при синтезе твердых растворов. Показано, что метод рентгенофлуоресцентного анализа на TXRF-спектрометре позволяет с высокой точностью контролировать элементный состав, определяющий уникальные электрофизические, магнитные и магнитодиэлектрические свойства высокотемпературных мультиферроиков. Данная методика позволяет уйти от сложной пробоподготовки, необходимой при традиционном рентгеновском флуоресцентном анализе, что уменьшает время анализа и удешевляет процесс контроля качества синтезируемых материалов.
Предложен метод неразрушающего контроля газовых потоков активной среды кольцевого лазера, обусловленных неоднородным тепловым полем в кольцевом резонаторе. Скорость потока определяется через измеряемые величины: эффективную частоту возбуждения электрическим полем, эффективную частоту теплового ухода возбуждённых атомов на стенки разрядной трубки, температуру внешней стенки активной среды и среднюю температуру в корпусе кольцевого лазера. Предлагаемая физическая модель нагрева среды позволяет повысить точность лазерного гироскопа.
Рассматривается задача о распространении в диспергирующей и поглощающей среде импульса, формируемого с помощью параболического рефлектора. Для описания пространственно-временной эволюции импульса используется метод параболического уравнения. Разработанный метод позволяет оценить для ближней и дальней зоны поле импульса в параксиальной области с учетом влияния эффекта дифракции и свойств среды. Получено аналитическое выражение для поля импульса на оси рефлектора. Показано, что для электромагнитного импульса в вакууме это выражение согласуется с известным результатом, что во временной области сигнал в зоне Фраунгофера соответствует производной исходного импульса. Проанализировано влияние поглощения на искажение акустического импульса. Рассмотрена модельная задача о компрессии электромагнитного импульса в холодной плазме без столкновений.
В трехмерной постановке разработана модель для описания распространении низкочастотного излучения в волноводе земля-ионосфера. Построена аналитическая модель. Получены закономерности для электромагнитных полей от расположенного в волноводе или в нижней ионосфере СНЧ-источника. Рассматриваются поля в волноводе, ионосфере и подстилающей поверхности земли. Под поверхностью земли решается задача о рассеянии этого излучения на заглубленной сферической неоднородности. Получены аналитические оценки для пустотной и неоднородности с высокой проводимостью. Для рассеянного излучения исследована структура электромагнитного поля над поверхностью земли. Получено сопоставление начального и рассеянного полей в волноводе в зависимости от исходных характеристик СНЧ-источника, глубины залегания и электромагнитных свойств неоднородности и земли. Результаты расчетов сопоставлены с уровнем естественных шумов в волноводе. Сделаны выводы о возможности зондирования слабо заглубленных объектов. Полученный уровень возмущения начального поля оказывается относительно слабым для проведения аэроразведки, но оставляет возможности для идентификации заглубленного объекта с поверхности земли.
Предметом исследования являются краевые поля электронных спектрографов с однородными по Эйлеру электрическими полями. Большинство рассмотренных ранее оптических схем используют приближение идеального скачка электрического поля для краевой области, что на практике приводит к дополнительным краевым полям, разрушающим идеальные спектрографические свойства исходной оптической схемы. В данной работе показано, как можно организовывать строго однородные по Эйлеру трёхмерные электростатические поля, которые сохранят идеальные спектрографические свойства и обеспечат бессеточный ввод и вывод частиц.
Функция передачи модуляции (MTF) широко используется в медицинских рентгенологических исследованиях как один из эффективных критериев для сравнения детектирующих систем. В настоящей статье анализируется поведение функции MTF в зависимости от уровня и характера шума при больших пространственных частотах. Описан алгоритм вычисления MTF. Проведено моделирование различных типов пространственных шумов: белый шум, красный, синий, фиолетовый, сверточный шум и шум вида «соль перец». Отмечено, что в случае определенного распределения шумов возникает ситуация, что MTF становится чувствительной к спектру и уровню шума. Путем сравнения экспериментальных данных и данных, смоделированных для различных типов шумов, авторы пришли к выводу, что для практически важной части диапазона параметров существует возможность различения отдельных типов шумов, что впоследствии может быть использовано для идентификации источников шума.
Настоящая работа посвящена численному и экспериментальному исследованию влияния элементов конструкции энергоанализатора на разрешающую способность прибора при измерении функции распределения ионов по энергии, ускоренных в приэлектродном слое высокочастотного емкостного разряда. С помощью трехмерного численного моделирования движения заряженных частиц показано, что аппаратная функция прибора сильно зависит от взаимной ориентации ячеек сеток. Показано, что уширение энергетического спектра заряженных частиц в энергоанализаторе в большой мере зависит от величины провисания потенциала в ячейках анализирующей сетки. Приведены формулы для количественной оценки уширения энергетического спектра заряженных частиц для энергоанализаторов, в которых используются сетки с квадратными или шестиугольными ячейками.
Обсуждаются возможности управления модовой структурой полупроводниковых лазеров различного типа и конструкции, в том числе в следующих условиях: подавление генерации на возбужденном оптическом переходе в лазерах на основе квантовых точек за счет модулированного p-легирования; стабилизация генерации на основной поперечной моде лазеров полосковой конструкции с оптически связанными волноводами; возможность реализации низкопороговой лазерной генерации на модах шепчущей галереи в инжекционных микролазерах дисковой геометрии с активной областью на основе квантовых точек, включая микродисковые лазеры, изготовленные из материалов А3В5, синтезированных на кремниевых подложках; управление выводом излучения и характером его пространственного распределения в микродисковых лазерах с помощью резонансных суб-волновых рассеивателей, например, таких как кремниевые наносферы.
Проведено рентгеновское исследование структуры оксида иттрия после облучения ионами ксенона с энергиями 140 и 300 кэВ. Обнаружено, что облучение ионами ксенона приводит к изменению химического состава оксида иттрия и увеличению отражательной интенсивности рентгеновских линий основной структуры оксида. Рентгеновским методом определена концентрация ионов ксенона, растворенная по глубине образца, в зависимости от энергии облучения. Обнаружено, что концентрация ионов ксенона влияет на изменение интенсивности рентгеновских отражений и уменьшение параметров элементарной ячейки оксида иттрия в зависимости от энергии облучения. Показана структурная модель растворения ионов ксенона в решетке оксида иттрия, которая объясняет образование ионной связи ксенона с атомами иттрия, кислорода и анионными вакансиями. Ионная связь атомов оксида иттрия с ионами ксенона возникает при торможении их по глубине образца оксида иттрия и приводит к образованию твердого раствора внедрения на основе оксида иттрия. Приведена математическая модель, которая объясняет увеличение отражательной рентгеновской интенсивности линий оксида иттрия.
В работе приведены результаты исследований воздействия различных способов травления на поверхность монокристаллического кремния ориентации (100) для получения фигур травления заданной конфигурации. Установлено что микроструктурирование поверхности высокоомного монокристаллического кремния в щелочных растворах целесообразно проводить электролитическими методами при температуре не менее 80 оС. Фигуры травления с более четкими боковыми гранями получаются в результате анизотропного травления при добавлении перекиси водорода.