Разработано устройство для создания холодной неравновесной электронно-пучковой плазмы в сверхзвуковом потоке газа. Представлено описание и демонстрация возможностей способа конверсии природного и модельного попутного нефтяного газов с использованием этой плазмы для получения продуктов различного химического состава. На лабораторном оборудовании получены продукты различного химического состава в вариантах окислительной и бескислородной конверсии природного газа. Предложенный метод является перспективным для промышленной реализации.
Впервые создан широкополосный плазменный релятивистский СВЧ-генератор на основе гладкого волновода, в котором электронный поток осаждается на стенки волновода, а плазменный волновод располагался внутри этого потока. Такая конфигурация позволяет легко охлаждать систему, что важно для частотно-периодического режима работы. В используемых ранее плазменных мазерах электронный поток распространялся внутри плазменного волновода и осаждался на внутренние детали конструкции. В результате они перегревались, появлялись дополнительные молекулы газа и плазма. При коротких импульсах и в режиме генерации однократных импульсов последствия перегрева существенно не влияли на работу системы. В случае же частотно-периодического режима это делает невозможной нормальную работу генератора. В традиционных плазменных мазерах отвод тепла является трудоемкой задачей, существенно усложняющей конструкцию и приводящей к снижению эффективности генерации. Целью настоящей работы было проверить работоспособность плазменного мазера, в котором электронный поток распространяется снаружи от плазмы и осаждается на стенки волновода. В работе продемонстрирована возможность электронной перестройки частоты излучения от импульса к импульсу в диапазоне 3–9 ГГц при мощности 20 МВт. Тем самым доказана возможность построения плазменного мазера с широкой перестройкой частоты излучения в периодическом режиме следования импульсов с большой частотой повторения. Данная работа является началом исследования возможности построения высокоэффективного широкополосного генератора, который сможет работать в частотном режиме длительное время.
В последние годы активно развиваются исследование наноразмерных объектов, представляющий собой группу атомов или супрамолекулярную структуру, для которых понятие диэлектрической проницаемости имеет весьма условный смысл и, как правило, требует уточнения, а иногда и отдельного анализа. В настоящей работе проанализировано изменение интенсивности комбинационного рассеяния объектов, помещенных на плоскую подложку, и показаны некоторые ситуации, в которых рассеяние может изменяться более чем на порядок. В частности, на идеальной металлической подложке область пучности стоячей световой волны, образованной при отражении, не распространяется на приповерхностный слой, в котором находится слой графена, за счет чего рамановское (комбинационное) рассеяние может уменьшиться более чем на порядок. В случае прозрачных подложек рассматриваемый наноразмерный эффект может значительно проявиться при помещении рассеивателя в экспоненциально затухающую неоднородную волну в области полного внутреннего отражения, либо при использовании продольной по отношению к плоскости падения поляризации при зондировании волной, падающей на подложку под углом Брюстера.
В данной работе описана инновационная конструкция металлогибридного термоинтерфейса (МГТИ), представляющая собой металлический каркас, выполненный из двух тонких перфорированных пластин, между которыми размещена теплопроводящая паста. Приведены сравнительные результаты эффективности теплоотвода от нагреваемых в процессе эксплуатации различных компонентов и элементов для предлагаемого МГТИ, традиционных теплопроводящих паст и жидкого металла. Показаны преимущества нового термоинтерфейса перед традиционными теплопроводящими пастами, эластичными термопрокладками и жидким металлом.
Работа относится к технике ультразвуковых измерений в твердых телах. Описан разработанный цифровой ультразвуковой способ определения акустических параметров пьезоэлектрических кристаллов. Сущность способа заключается в автоматическом измерении временного интервала между отраженными импульсами и затухания продольных ультразвуковых волн (УЗВ), в исследуемом образце пьезокристалла, с выдачей информации в цифровом виде. Описывается техническое оснащение и функциональные особенности акустического и электронного блоков ультразвуковой системы. Разработанный способ может быть использован в заводских и научных лабораториях пьезоэлектрического приборостроения для получения экспресс информации о качестве исходных материалов изготовляемых изделий.
Разработана и апробирована резонансная диагностическая система, позволяющая проводить измерения давления газа в вакуумных системах и его динамики во времени при инжекции молекулярных пучков. Работа системы основана на измерении диэлектрической проницаемости газа, величина которой зависит от концентрации и дипольного момента его молекул. При известной температуре газа однозначно определяется его давление. Показано, что чувствительность диагностической системы порядка 0,6 Торр для гелия, 0,1 Торр для аргона и воздуха. Диапазон рабочих давлений от 10-1 Торр до 1 атм. Временной масштаб изменения давления, регистрируемый датчиком, порядка 10-7 с.
На многослойной полупроводниково-диэлектрической структуре Cu(Al)-SiO-AlGaAs-GaAs-Cu(Al), используемой в качестве мишени масс-спектрометра, проведено физическое моделирование ионных процессов с помощью электронных процессов на модели. Получено лучшее понимание процессов управления выходом вторичных ионов из мишени с помощью света и электрического поля. Описаны электронные свойства мишени, рассматриваемой в качестве полевого фототранзистора с p–n-переходом. Освещение производилось с помощью галогенной лампы накаливания, а электрическое смещение при моделировании осуществлялось электрическим источником, имитирующим автоматическое смещение, создаваемое на мишени током бомбардирующих ионов. Возможность двойного управления выходом вторичных (экзо-) ионов расширяет функциональные возможности мишени, которую можно рассматривать в качестве экзоионного фототранзистора – нового прибора оптоионики.
Экспериментально исследованы физические процессы в сверхтонкой газоразрядной ячейке с полупроводниковым электродом из кремния, легированного серой. Проделан теоретический расчет для предельной регистрируемой мощности излучения фотоприемника в газоразрядной ячейке с учетом параметров кремния, легированного серой. Экспериментально подтверждаются закономерности эффекта фотоэлектрического гистерезиса с фотоприемником из кремния, легированного серой, и обнаруженного ранее с фотоприемником из кремния, легированного платиной, в газоразрядной ячейке. На базе этих исследований создана высокочувствительная полупроводниковая фотографическая ионизационная камера (ПФИК).
В работе изложен метод фильтрации остаточной неоднородности и дефектов изображения в матричных тепловизорах на основе частотного разложения с использованием микросканирования. Метод не ухудшает пространственное разрешение и РТЭШ тепловизоров. Приведены результаты применения метода в тепловизионных каналах, использующих фотоприемники производства ИФП СОРАН трех типов: КРТ320256, КРТ384288, QWIP384288.
Рассмотрены резонаторы твердотельных лазеров, формирующие гауссов пучок с изменяемыми пространственными параметрами при неизменности энергетических параметров излучения. Разработана методика габаритного расчета таких резонаторов, учитывающая термооптические искажения твердотельных активных элементов (возникновение тепловой линзы) и стабильность параметров излучения к флуктуациям оптической силы тепловой линзы.