Прикладная физика

Произведено численное моделирование переходных режимов работы трёхфазного повышающего выпрямителя с коррекцией коэффициента мощности для генератора летательного аппарата. Посредством расчётной модели в программе LTSpice показано влияние сглаживающих конденсаторов нагрузки на функционирование устройства в переходных режимах работы.

Предлагается метод ультразвуковой трансмиссионной томографии воздуха для получения изображений температурных неоднородностей. Система излучателей и приёмников размещается на окружности, что позволяет зондировать на проход и на отражение неоднородности среды, находящиеся внутри окружности. Зондирование проводится с помощью широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией. Предлагается восстанавливать изображение неоднородностей температуры воздуха методом пространственно-согласованной фильтрации в приближении однократного рассеяния. Восстановление распределения температуры осуществляется на основе вычисления пространственного распределения скорости звука по фазовым задержкам проходящего ультразвукового поля. Разработана экспериментальная установка для ультразвуковой томографии воздуха, работающая в диапазоне частот от 38 до 43 кГц. Экспериментальные исследования показали возможность восстановления распределения температуры воздуха.

Приводятся результаты исследования влияния подслоя хрома на магнитные свойства (эффективную намагниченность насыщения) магнито-диэлектрических покрытий, состоящих из тонких (1,2–1,8 мкм) слоев магнитных металлов (никеля, железа) и алюмооксидной керамики, и получаемых при испарении мишеней электронным пучком в форвакуумном диапазоне (5–8 Па) давлений гелия. Обнаружено, что добавление подслоя хрома ухудшает магнитные свойства пленок, поэтому синтез магнито-диэлектрических покрытий в описанных условиях целесообразно осуществлять без такого подслоя.

Рассмотрены особенности генерации нейтронного излучения небольшими камерами плазменного фокуса при работе в составе субкилоджоульного нейтронного генератора с запасаемой энергией от 200 до 1000 Дж. Амплитуда разрядного тока через камеры составляла от 100 до 200 кА, при этом обеспечивается выход нейтронов с энергией 2,5 МэВ на уровне 105–107 нейтр./имп. Приведены экспериментальные исследования оптимальных режимов работы камер в составе субкилоджоульного генератора для обеспечения максимального уровня выхода нейтронов. Изучена стабильность генерации нейтронного излучения, в частности показано, что введение примеси Ar парциальным давлением 0,5¸0,8 Торр в объеме камеры приводит к снижению относительного среднего квадратического отклонения выхода нейтронов на камерах плазменного фокуса с дейтериевым наполнением.

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.

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.

Представлены исследования и анализ образцов с гетероэпитаксиальной структурой
на основе твердого раствора InGaAs, выращенных методом молекулярно-лучевой эпи-
таксии на подложке GaAs. Определены состав и толщины слоев структуры метода-
ми фотолюминесцентной спектроскопии при комнатной температуре и растровой
электронной микроскопии соответственно. Измерены спектры пропускания на ИК
Фурье-спектрометре. Разработана аналитическая модель спектральных характери-
стик исследуемых структур. Решением обратной задачи методом подгонки определе-
ны конструктивные параметры структуры и состав активного слоя InGaAs. Срав-
нительный анализ экспериментальных и теоретических данных показал небольшой
разброс значений для толщины (менее 65 нм) и состава поглощающего слоя
(менее 0,04). Показана корректность и быстродействие разработанного неразрушаю-
щего метода характеризации полупроводниковых структур.

Исследовано распределение и поток ультрафиолетового излучения в пространстве
вокруг напольных облучателей открытого типа с различным количеством и распо-
ложением ламп. Разработана расчётная модель облучателя, состоящего из газораз-
рядных амальгамных ламп низкого давления и непрозрачных элементов конструкции
круглого сечения, учитывающая точки расположения и размеры всех поглощающих
элементов конструкции. В результате экспериментов и компьютерного моделирова-
ния было показано, каким образом необходимо располагать газоразрядные лампы для
достижения наилучшего коэффициента использования бактерицидного потока.
Результаты расчётной модели совпадают с экспериментальными результатами.