авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 16 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ ...»

-- [ Страница 6 ] --
Тимофеев В связи с постоянным ростом конкуренции в строительной областиI =а также= ужесточения требований к качеству и скорости реализации проектов широкое применение= получили системы автоматизированного управления= EСАУF= для повышения общего= технического уровня строительных работ и их технологичностиK =Существуют приборы и= системы для позиционирования рабочих органов машинI= выполняющих земельные работыI= относительно базовой плоскостиK =Среди этих приборов достаточно эффективно может= применяется прибор с оптической равносигнальной зоной=EОРСЗFI=выполненный как насадка= на теодолит ПУЛ-Н= xN]K= Основное назначение ПУЛ-Н= –= автоматическая выработка команд= управления глубиной копания землеройными машинами при прокладке траншей по= заданному уклонуI= т.еK= дистанционного управления положением рабочих органов= землеройной машиныK= В структуре ПУЛ-Н можно выделить управляющую и приемную= частьI=закрепленную на исполнительном органе машиныI=положение которого относительно= заданного направления требуется определитьK= Для формирования требуемого распределения облученности в ОРСЗ одним из самых= выгодных источников являются полупроводниковые излучающие диодыI= работающие в= ближней инфракрасной области спектраK= Поэтому одним из способов модернизации и= повышения точности позиционирования ПУЛ-Н является применение более= высокоэффективных источников излучения с большей мощностью излучения в меньшем= угле расходимостиK= При анализе и расчете характеристик различных светодиодовI= был= выбран полупроводниковый излучающий диод= sish~y= TpAiRNMM= с мощностью излучения= meZNPM=мВт и углом излучения ZOMK== = NNS= = Изменение плотности воздухаI= вызванное малыми температурными градиентами в= атмосфереI= приводит к изменениям показателя преломления средыI= в результате чего= искривляются направления световых пучковK= При использовании приемника оптического= излучения=–= кремниевого фотодиода=eAMAMATpr=pNMM4P=Eплощадь фоточувствительного= элемента= EФЧЭF= pФЧЭZNMM=ммOI= максимальная фоточувствительность= pZMIO4=А/ВтF= и= источника оптического излучения= sish~y= TpAiRNMM= погрешность позиционирования от= температурного градиента воздушного тракта на дистанции= NMM= метров может достигать= величин более=R=ммK= По этой причине в дальнейшем предполагается продолжение модернизации системы в= направлении снижения погрешностиI= вызванной температурным градиентом за счет= использования полихроматической ОРСЗ=xO]K= = Литература NK= Джабиев А.НKI=Мусяков В.ЛKI=Панков Э.ДKI=Тимофеев А.НK=Оптико-электронные приборы= и системы с оптической равносигнальной зонойK= МонографияI= под общK= редK= Э.ДK= ПанковаK=–=СПбW=ИТМОI=NVVUK=–=OPU=сK= OK= Мараев А.АKI= Тимофеев А.НK= Исследование распределения энергетической= чувствительности в полихроматической оптической равносигнальной зоне= L= V=Международная конференция= «Прикладная оптика-OMNM»= L= Сборник трудов= Eтом= NI= чK=NF=СПбW=ГОИ имK=С.ИK=ВавиловаI=OMNMK=–=СK=O4N–O4RK= = = УДК=SUNKTUS= = ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ АВТОКОЛЛИМАТОР С ТРИЭДРИЧЕСКИМ КОНТРОЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ Н.С. Севостьянова Научный руководитель – д.т.н., профессор И.А. Коняхин Рассмотрен автоколлиматор с триэдрическим контрольным элементомI=который служит= для увеличения рабочей дистанцииI= поскольку контрольный элемент имеет коэффициент= преобразования меньше чем у плоского зеркалаK= УстановленоI= что такой контрольный= элемент может быть выполнен в виде трех отражающих плоскостей с двугранными углами= SMI=NOM=и=SM=градусовI=что позволяет реализовать коэффициент преобразования равный корню= из двухK= = Введение. В настоящее время Россией реализуется крупный проект по= полноповоротного радиотелескопа= EРТF= типа РТ-TM= миллиметрового диапазона на плато= Суффа= EУзбекистанFK= С параметрамиW= основное зеркало= EОЗF= –= осесимметричный фрагмент= параболоида с фокусным расстоянием=ON=метрI=диаметр=–=TM=метровK= Основной проблемой является= –= проблема обеспечения наведения оси зеркала РТ по= углу места с требуемой точностью из-за деформации угломестной осиK=Угловые деформации= до=NMD=при требуемой точности наведения=O"K= Современные цифровые автоколлиматоры широко используются для точных= измеренийK= Эти автоколлиматоры обладают одним общим недостатком= –= малой рабочей= дистанциейI= в то время как для измерения деформаций осей радиотелескопа необходимая= дистанция= –= U–NM= метровK= Одна из причин= –= значительное виньетирование отраженного= пучка на входном объективе при использовании обычного контрольного элемента=–=плоского= зеркала на дистанции большей чем=N–O=метра=xN]K= = Цель работы. Провести исследование триэдрического контрольного элемента для= = NNT= = оптико-электронного автоколлиматораK= Основные положения. Выполнен анализ метрологических параметров ряда моделей= автоколлиматоровW= NK= автоколлиматор цифровой двухкоординатный ОПТРО-АК-MNNX= OK= автоколлиматор цифровой двухкоординатный ОПТРО-АК-MNOX= PK= автоколлиматор цифровой двухкоординатный ОПТРО-АК-MN4K= Эти автоколлиматоры обеспечивают достаточную точность измеренияI= однако= реализуемая рабочая дистанция не превышает=O=метровI=что недостаточно для использования= при измерении деформаций радиотелескопаK= Это обстоятельство является следствием тогоI= что используемый типовой контрольный элемент= –=плоское зеркало обладает значительным= коэффициентом преобразованияI= равным двумI= что приводит к значительному= виньетированию отраженного пучка на входном объективеK= Для увеличения рабочей дистанции предлагается использовать контрольный элемент с= коэффициентом преобразованияI= меньшимI= чем у плоского зеркалаK= УстановленоI= что такой= контрольный элемент может быть выполнен в виде зеркального триэдра с углами=SMI=NOM=и=SM= градусов между отражающими поверхностямиK= В этом случае реализуется коэффициент= преобразования равный корню из двухK= Рассматриваемый автоколлиматор функционирует следующим образомK= Поток= оптического излучения от источникаI=проходя через светоделитель формируется объективом= в параллельный пучок лучейI= падающий на контрольный элементK= После трехкратного= отражения от зеркал триэдрического контрольного элемента пучок возвращается в объектив= и после светоделителя формирует изображение источника на чувствительной площадке ПЗС= матрицыK= Видеокадр с ПЗС матрицы после электронного блока обработки= Eпроходит= предварительный видеоусилитель ПУI=где происходит его фильтрацияI=и усиление до уровняI= необходимого для максимально эффективного использования всех разрядов аналогово цифрового преобразователя АЦПK= С АЦП видеосигналI= преобразованный в цифровой кодF= поступает в вычислительное устройство ВУI= где определяются координаты изображения на= площадке ПЗС-матрицыI=пропорциональная измеряемым углам поворотаK= При повороте КЭ= отраженный пучок отклоняется от исходного направленияI= что приводит к смещению= формируемого им изображения на ПЗСK= Величина смещения изображенияI= измеряемая= анализирующей системой определяет искомый угол поворота КЭ= xO]K= Численное= моделирование подтвердило увеличение рабочей дистанции автоколлиматора в= NIR= раза по= сравнению с типовым угломеромK= = Заключение. Доказана возможность реализации контрольного элемента для= автоколлимационных измерений в виде зеркального триэдраI=применение которого позволяет= значительно увеличить дистанцию измеренияK= = Исследования выполнены в рамках АВЦП= «Развитие научного потенциала высшей= школы=EOMMV–OMNM=годыF»=и ФЦП=«Научные и научно-педагогические кадры инновационной= России»=на=OMMV–OMNP=годыK= = Литература= NK= Высокоточные угловые измерения= L= Д.АK= АникстI= К.МK= КостантиновичI= И.ВK= МеськинI= Э.ДK=ПанковK=Под редK=Ю.ГK=ЯкушенковаK=–=МKW=МашиностроениеI=NVUTK=–=4UM=сK= OK= Пресс Ф.ПK=Фоточувствительные приборы с зарядовой связьюK=–=МKW=Радио и связьI=NVVNK= –=N44=сK= = = = NNU= = УДК=SOKPTU= = МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛНОГО СВЕТОВОГО ПОТОКА СВЕТОДИОДОВ А.А. Андреев, О.В. Круглов Научный руководитель – д.т.н., профессор Г.Г. Ишанин Повышенное внимание мирового сообщества к проблеме энергосохранения= использования электрической энергии не обошло стороной и нашу странуK= В период= OMMV– OMNP= годов ведущие страны= EАвстралияI= ВеликобританияI= ЕвросоюзI= Россия СШАF= полностью откажутся от ламп накаливанияK= Правительством РФ рассматривается также= возможность запрета с=OMNR=года компактных люминесцентных лампK= Наиболее перспективными энергосберегающими источниками являются= светоизлучающие диоды=EСИДFI=которые обладают рядом преимуществW= -= «экологичность»=Eотсутствие ртутиFX= -= большой срок эксплуатацииX= -= эффективная и высокая световая отдачаX= -= компактность и удобство монтажаX= -= широкий выбор оттенковX= -= низкий нагревX= -= электрическая безопасностьX= -= хорошая совместимость с сенсорными микропроцессорными системами управленияK= По утверждению специалистовI= в нашей стране производство светодиодного= освещения во много раз более развитоI= чем в других странахK= Так доля светодиодного= освещения в России в= OMMU= году составила= PIRB= от общего объема рынка осветительной= продукцииI= при среднегодовых темпах роста в= N4BI= что даже выше среднемировых= показателейK= Сейчас уже более= OMM= предприятий в нашей стране конкурируют на рынке= светодиодной продукцииK= В связи с темI=что СИД анонсируютI=как перспективный энергосберегающий источникI= основной характеристикой для них становится эффективностьK= Она определяется= отношением выдаваемого полного светового потока к потребляемой мощности СИДK= Значение этой величины зачастую является показателем достижений фирмы в светодиодной= промышленностиK= Именно поэтому световой поток является первой характеристикойI=на которую смотрят= при выборе СИДK= Целью работы является разработка лабораторной установкиI= при помощи которой= можно производить экспресс измерения полного светового потока светодиодовK= Существует два метода измерения полного светового потокаW= NK= гониометрический методX= OK= метод=«интегрирующей сферы»K= = Гониометрический метод. Суть этого метода основана на пошаговой фиксации= значений силы света светодиода при его повороте на известный уголK= Уменьшение= погрешности измерений и получение наиболее достоверного углового распределения= возможно при минимальном значении шага угла поворота светодиода относительно= фотометра=Eили наоборотFK= Современные гониофотометрические установки имеют шаг несколько угловых минутK= Одновременно выполняются измерения осевой силы света и ее пространственное= распределениеK=На основании этих данных рассчитывается световой потокK= Процесс измерения этим методом является наиболее перспективным с точки зрения= информативностиK= Метод используется почти всеми производителями при определении= = NNV= = параметров своей продукцииK= НоI= как показывают многочисленные исследованияI= этот= методI=может приводить к значительной погрешности в значении светового потокаI=особенно= у светодиодов с малым углом излученияK= = Метод «интегрирующей сферы». Этот метод подходит для реализации рабочего= средства измерения светового потокаK=Он является наиболее простымI=достаточно точным и= позволяет проводить измерения светового потока источника с произвольным= распределением излучения в окружающем пространстве на порядки быстрееI= чем= гониометрический методK= Для решения задачи построения установки для экспресс измерений полного светового= потока предлагается использовать прибор фирмы= «ТКА»= –= ТКА-ККI= использующий метод= интегрирующей сферы в сочетании с=«интегральным»=фотоприемным устройством=EФПУFK= = Рис.=1.=Прибор ТКА-КК= Фотоприемное устройство является основной частью для измерения оптического= излучения светодиодов в построения лабораторной установкиK= Оно должно отвечать ряду= энергетических и фотометрических требованийI= зависящих от области применения и= назначенияK= При разработке и производстве приборов для измерения параметров излучения= необходимо знание этих требованийI= их особенностейI= трудностей создания и путей их= преодоленияK= Фотоприемное устройство интегрального типа содержитI= как правилоI= три= частиI=показанные на структурной схеме ФПУ на рисK=OK= = Рис.=O.=Схема ФПУ ТКА-КК= ВыводW= данная установка позволяет производить экспресс измерения полного= светового потока светодиодов с минимальными погрешностямиK= = Литература NK= Круглов О.ВKI= диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наукK= «Разработка и исследование приборов для измерения оптических параметров и= характеристик светодиодов»K= = NOM= = OK= Ишанин Г.ГKI= Панков Э.ДKI= Челибанов В.ПK= Приемники излученияK=–=Изд-во ПапирусI= OMM4K=–=ROR=сK= = = УДК=SOKPTU= ОБНАРУЖЕНИЕ ОПАСНЫХ ИНГРЕДИЕНТОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПЛАСТМАССОВОЙ ПОСУДЫ МЕТОДОМ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА А.С. Антонов Научный руководитель – д.т.н., профессор Г.Г. Ишанин = В работе рассмотрена возможность обнаружения ингредиентов загрязнения в= пластмассовой посуде с помощью метода комбинационном рассеянии света=EКРСFK=Получены= спектры КРС контейнеров для хранения и приготовления пищиI= одноразовых стаканов и= тарелокI=так же сняты спектры колб и контейнеров для хранения технической и химической= продукцииK=Рассмотрены полученные спектры с целью выявления ингредиентов загрязнения= Производство изделий из пластмассы отличается простотой и низкой себестоимостьюI= но определенные виды пластмассы могут быть опасны для здоровья человекаK= В= соответствии с федеральным законом от= O= января= OMMM= года №=OV-ФЗI= «О качестве и= безопасности пищевых продуктов» индивидуальные предприниматели и юридические лица= обязаны предоставлять покупателям или потребителям достоверную информацию о качестве= и безопасности упаковочных материалов и посудыI= используемой для хранения пищи= xN]K= Существует=T=видов маркировок пластмассK= NK= ПолиэтилентерефталатK=Буквенная маркировка=mbTb=или=mbTK= OK= Полиэтилен высокой плотностиK=Буквенная маркировка=eamb=или=mb=eaK= PK= ПоливинилхлоридK=Буквенная маркировка=msC=или=sK= 4K= Полиэтилен низкой плотностиK=Буквенная маркировка=iamb=или=mbBaK= RK= ПолипропиленK=Буквенная маркировка=mmK= SK= ПолистиролK=Буквенная маркировка=mpK= TK= ПоликарбонатI= полиамид и другие виды пластмассK= Буквенная маркировка= l= или= lTeboK= Подавляющее число производителей корректно ставят маркировкуK= Если маркировка= отсутствуетI=то=«пластик»=с большой степенью вероятности может быть опасен для здоровьяK= Однако есть вероятностьI= что при производстве в пластмассе могут содержаться различные= ингредиенты загрязнения опасные для здоровья= xO]K= На основе данной возможности были= взяты различные образцы пластмассы и с использованием аналитической системы на основе= КРС получены их спектры комбинационного рассеянияK= В исследовании использовалась аналитическая система фирмы ЗАО=«ОПТЭК»=ОРТЕС TURНI= основанная на методе комбинационного рассеяния светаK= Структурная схема прибора= показана на рисK=NK== = Рис.=1.=Структурная схема аналитической системы ОРТЕС-T8R-Н= Аналитическая система состоит изW= персонального компьютера= NI= спектрометра= PI= = NON= = соединенного с компьютером кабелем= OI= контроллера= 4I= холодильника= RI= лазера с длиной= волны излучения= TUR=нмK= SK= Лазер и спектрометр соединены между собой оптико волоконными кабелями=T=с зондом=UK=Зонд подключен к электронному микроскопу=VK= Сравнение спектров комбинационного рассеяния пластмасс производилось по= соотнесению пиков комбинационных частотK= Факт наличия новых пиков или их отсутствия= позволяет говорить о том чтоI=пластмасса может содержать=Eлибо не содержатьF=ингредиенты= загрязненияK= Для примера на рисK=O= показаны спектры пластмасс= O-го вида маркировки с= дополнительными пиками комбинационных частот в диапазоне от=SRM=до=UOM=см-N и от=NRMM= до=NSMM=см-NK= = Рис.=O.=Пример спектров КРС= Идентификация по комбинационным частотам функциональных групп ингредиентов= загрязнения и их соотнесение к определенным веществам требует проведения= дополнительных исследований и анализа данныхK= В данной работе не ставилась задача= идентификации химических веществK=По этой причине мы ограничимся лишь качественным= соотнесением комбинационных полос спектраI=объединяя спектры в группы по наилучшему= совпадению и маркировки при этом выделяя отклонения в спектрахI=соответствующих группI= как ингредиенты загрязненияK= Анализ полученных нами спектров комбинационного рассеяния света от пластмасс= показалI= что при соответствующей маркировке пластика спектры могут иметь отличия по= пикам или полностью не совпадатьK= Такие отличия могут иметь возможные негативные= последствия на здоровье человека при их использованииK=Однозначное определение наличия= ингредиентов загрязнения в пластмассовой посуде целесообразно было бы выполнить с= применением спектральных баз спектров КРСI=доступных в аналитических лабораторияхK= В= случае отсутствия баз данных логичным представляется работа со спектральной базой= пластических массI= которые могли бы быть занесены в компьютерI= как государственные= стандартные образцы пластмассK= = Литература NK= Федеральный закон от=O=января=OMMM=года №=OV-ФЗ=«О качестве и безопасности пищевых= продуктов»I =ГЛАВА= fI =Статья= RK =Информация о качестве и безопасности пищевых= продуктовI=материалов и изделийK= OK= Сайт= ppr~vwdr~vKru= –= Большой Справочник ЗдоровьяI= статья= «Влияние пластмасс на= здоровье детей и взрослых»K= PK= Выпускная квалификационная работа= «Технология обработки спектров= комбинационного рассеяния света для аналитической системы идентификации= лекарственных средств»=L=Антонов А.СKI=Челибанов В.ПKI=OMNNK=–=СK=SM–U4K= = = = NOO= = УДК=SOKPTU= = РАСЧЕТ СПЕКТРОЗОНАЛЬНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ=ОСЛАБЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ АТМОСФЕРОЙ ИСХОДЯ ИЗ КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДЯНЫХ ПАРОВ Л.В. Полонская Научный руководитель – д.т.н., профессор Г.Г. Ишанин Многообразие возможных условий применения оптико-электронных приборов не= позволяет произвести точного учета влияния атмосферы на их работуI=поэтому используются= методы для ориентировочной оценки ослабления оптического излученияK= Водяной пар=Eконцентрация от=M=до=4BF=является наиболее поглощающим компонентомK= Его содержание в атмосфере может сильно меняться в зависимости от многих факторовW=от= температурыI= высотыI= времени годаI= широты и т.дK= Существуют понятия абсолютной и= относительной влажностиI= которые характеризуют содержащееся в атмосфере количество= паров водыK= Абсолютная влажность= aI= г/мP=–=количество граммов воды в= N=мP воздухаK= Относительная влажность= f= I= B= –= отношение фактической влажности к предельной при= данной температуреK=В таблK=N=приведена предельная абсолютная влажность=~=водяного пара= в зависимости от температуры при относительной влажности=f=Z=NMMBK= Таблица=1.=Предельная абсолютная влажность водяного пара== tI°C= –OM= –NR= –NM= –R= M= HR= HNM= HOM= HPM= H4M= HRM= aI=г/мP= NIMU= NIS= OIPR= PI4N= 4IUS= SIPO= VI4N= NTIP= PMI4= RNIN= UOIU= С высотой концентрация паров воды быстро убывает и может быть описана следующей= формулойW= аН=Z=aM·NM=–eLhI= ENF= где= аe= –= влажность на высоте= НX= aM=–=влажность на уровне моряX= Н= – =высота в метрахX =h=– коэффициент=Eh=Z=RMMMI=если=Н=–=в метрахFK= = Рисунок.=К расчету осажденного слоя воды= =·=p=·==Zp=·=i=·=f=·=a=I=Z=i·=f=·=a=L=EмFI= EOF= где= a=–= абсолютная влажность= Eконцентрация водяного параF=при относительной влажности= fZNMMBX= g =–=удельный вес водыX=i=–=дистанцияK= Величина=a зависит от температуры и убывает с высотойK= Эльдер и Стронг предложили следующую формулу для определения коэффициента= пропусканияW= n=Z=tM=–=hNlgI= EPF= где=tM=и=hN=–=коэффициентыI=зависящие от длины волныX==–=водность в миллиметрахK= Поскольку ошибка формулы для небольших дистанций великаI= формулу используют= для дистанции больше=O=кмK== Расчет n по этому методу возможен лишь для ближней ИК-областиI =поскольку= коэффициенты=tM и=hN определены экспериментально лишь для длин волн от=MIT=до=RIV=мкмK= = NOP= = Вся спектральная область разбивается на семь интерваловK=В таблK=O=приведены значения=tM и= hN для этих семи спектральных интерваловK= Таблица=O.=Коэффициенты для расчета== Спектральный= Интервалы= hN= tM = интервалI=мкм= f= MITM–MIVO= NRIN= NMSIP= ff= MIVO–NINM= NSIR= NMSIP= fff= NINM–NI4M= NTIN= VSIP= fs= NI4M–NIVM= NPIN= UN= s= NIVM–OITM= NPIN= TOIR= sf= OITM–4IPM= NOIR= TOIP= sff= 4IPM–RIVM= ONIO= RNIO= Примечание.

Величина осажденного слоя воды в миллиметрах подставляется в формулуK =В= связи с темI= что значения коэффициентов= tM и= hN различны для различных участков спектраI =расчет= следует вести с учетом спектральных характеристик источника и приемника оптического излученияK= При использовании достаточно узкого диапазона спектра возможно принимать некоторые средние= значения коэффициентов=tM и=h N K= Приведем порядок расчета по методу Эльдера и СтронгаK= Пусть задан источник= излучения с относительной спектральной плотностью энергетической светимости= MeK= Разбиваем весь диапазон от=MIT=до=RIV=мкм на семь интервалов в соответствии с таблK=OK=Для= каждого интервала находим среднее значение= MeсрI =и по формуле= EPF =определяем величину= liK =Энергетическую светимостьI =заключенную в интервале длин волн от= MIT =до= RIV =мкмI = можно представить формулойW= T T D M i = M el m el = D l i I= =M E4F= e m~x i ср i =N i =N где= mеср= –= среднее значение спектральной плотности энергетической светимости в= относительных величинахK= Аналогично для потока излученияI= прошедшего через слой= атмосферы с водностью I=можно записатьW= T T M et = DM ei t ni = M el m~x mel iср t ni Dl i K= ERF= i =N i =N СледовательноI=коэффициент пропускания при наличии поглощения будет равенW= T T Mt = E m e l i ср t ni D l i F LE m e l i ср D l i F K= =tn = ESF= MM i =N i =N Литература NK= Ишанин Г.ГKI= Козлов В.ВK= Источники оптического излученияK=–=СПбW= ПолитехникаI= OMMVK=–=4NR=сK== = = = NO4= = УДК=SOKPTU= = ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИЕМНИКА НА ТЕРМОУПРУГОМ ЭФФЕКТЕ Ю.О. Свинина Научный руководитель – д.т.н., профессор Г.Г. Ишанин Приемник оптического излучения на основе кристаллического кварца= EПТЭКF= разработан в Санкт-Петербургском институте точной механики и оптики на кафедре оптико электронных приборов и системK= Кристаллический кварц не является пироэлектрикомI= и= причина возникновения при облучении его нестационарным потоком излучения заключается= в термоупругом эффектеK= В качестве приемного элемента в ПТЭК используют= кристаллический кварц=–=материалI=характеризующийся хорошей стабильностью физических= свойств в широком динамическом диапазонеK= На рисK=N= изображен чувствительный элементK= К теплоотводящему демпферу= 4= приклеена тонкая пластинка кристаллического кварца= PK= Токопроводящее покрытие= O= и= покрытие= NI= поглощающее излучение в широком спектральном интервалеI= наносят на= переднюю поверхность кварцевой пластинкиK= Если приемную площадку= N= облучить= нестационарным потоком излученияI= то системаI= ранее находившаяся в механическом и= тепловом равновесииI= изменит свое состояниеK= Образующееся при облучении сложное= нестационарное поле в приемном элементе вызовет в кристаллическом кварце= нестационарные механические напряженияI= которые приведут к появлению разности= потенциалов на токопроводящем покрытии=O=и теплоотводящем демпфере=4=xN]K= = Рис.=1.=Устройство ПТЭК= Максимальные электрические заряды возникают при механическом воздействии на= концах полярной осиI= поэтому необходимо вырезать пластинку для приемника на= термоупругом эффекте согласно рисK=OI=а такI=чтобы пара плоскостей была перпендикулярная= к полярной осиI=а ребро=d=–=параллельно полярной оси=uK=Эта пластинка с так называемым=u= –= срезом= EрисK= OI=бFK= Ребро= b параллельно оптической оси= wI= l параллельно= vK= Ось= v= называется механической осьюK= = а= б= Рис.=O.=Ориентация термоупругого элемента относительно осей кварца=Eа)X=термоупругий= элемент приемника,=X,=Y,=Z=–=оси кристалла кварца=Eб)= ПластинкаI= показанная на рисK=OI=бI= обладает следующими эффектамиW= при сжатии в= направлении= u= на обеих нормальных к ней поверхностях= bl возникают соответственно= положительный и отрицательный электрические заряды= Eпрямой продольный пьезоэфектFX= = NOR= = это эффект и вносит основной вклад в появлении разности потенциалов в приемникеX= при= растяжении в первом случае и сжатии во втором заряды на поверхности=bl меняют свои знаки= на обратныеX=сжатие и растяжение по оси=w=не вызывают пьезоэлектрического эффектаK= Выражение для электрической разности потенциалов нагруженного ПТЭК с учетом= параметров входной цепи будет=xO]W= k kФ Rвх V Ew F = ТУ П а AEw F xВ] = h N + Rвх С O w O O где= kТУ = - O NM -V xА см/Вт] = –= коэффициент термоупругого преобразованияX= a=– амплитудное значение потока излучения= xВт]X= h= –= толщина пластинки из кристаллического= кварца= xсм]X= А(F=–=коэффициент амплитудных и фазовых искаженийX= =–=круговая частота= модуляции потока излучения= EZOfм= I ==fм=–=частота модуляцииFI= С = Спр + СвхKцепи = –= емкость= ПТЭК с учетом входной емкостиI= Rвх сопротивление входной цепиK= Выражение для вольтовой чувствительности нагруженного ПТЭК примет видW= V Ew F kТУ k ПФ Rвх AEw F pVa = = xВ/Вт] = Фa h N + Rвх С O w O O Литература NK= Ишанин Г.ГK= Приемники оптического излучения на основе термоупругого эффекта в= кристаллическом кварцеK= Диссертация на соискание ученой степени доктора= технических наукK=–=ЛKI=NVUUK=–=RNO=сK= OK= Ишанин Г.ГKI= Панков Э.ДKI= Челибанов В.ПK= Приемники оптического излученияK=–=СПбW= ПапирусI=OMMPK=–=ROT=сK= = = УДК=SNRKUVP= = РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СВАРОЧНЫХ СВЕТОФИЛЬТРОВ ДЛЯ ЩИТКОВ СВАРЩИКА А.А. Смирнов Научный руководитель – д.т.н., профессор Л.А. Конопелько Введение. В марте=NVVU=НТС Госстандарта РоссииI=исходя из задачи интеграции России= в мировую экономикуI= одобрил новую Концепцию национальной системы стандартизацииK= Это привело к необходимости создания новой нормативно-технической документацииI= следовательноI= новых испытательных лабораторий и укомплектования их новым= испытательным оборудованиемK= В=OMMT=году вступили в действия новые национальные стандарты на СИЗ глаз и лицаK= Одним из них был ГОСТ Р=NOK4KOPU-OMMT=«Средства индивидуальной защиты глаз и лица при= сварке и аналогичных процессах»K= Одним из важных показателей СИЗ глаз в соответствии с ГОСТ Р= NOK4KOPU-OMMT= является время переключения автоматический светофильтровK= До введения новых= национальных стандартовI= устанавливающих требования к этому параметруI= данный= показатель не проверялся при проведении сертификационных испытанийK= ОднакоI= несоответствие его установленным нормам может привести к неудобству пользователя во= время проведения работI=а также привести к получению различных травмK= = Целью работы было создание действующего макета установки для определения= времени переключения автоматических светофильтров иI= в дальнейшемI= его аттестацияK= Данная работа была проведена на базе испытательной лаборатории средств индивидуальной= защиты ФГУП=«ВНИИМ им Д.ИK=Менделеева»K= = NOS= = = Результаты работы. В результате проведенной научно-исследовательской и= конструкторской работы был спроектирован действующий макет установкиK= Структурная= схема установки приведена на рисункеK= = Рисунок.=Структурная схема установки= В качестве опорного и затемняющего источника излучения в данной установке= используется набор светодиодовK= Сигнал от источника опорного излучения определяет= значение коэффициента пропускания светофильтра в незатемненном состоянииK= Световой= поток от источника затемняющего излучения воздействует на чувствительный элемент= испытуемого светофильтраI= и он в свою очередь затемняется за счет поворота жидких= кристаллов в поляризующем слоеK=Таким образомI=за счет измерения интервала времениI= за= который светофильтр успеет затемниться до требуемого значенияI= контролируется параметр= времени переключенияK= В дальнейшем планируется разработать программу и методику аттестации данного= макета установкиK= = Литература NK= ГОСТ Р= NOK4KOPMKN-OMMT= «Система стандартов безопасности трудаK= Средства= индивидуальной защиты глазK=Общие технические требования»K= OK= ГОСТ Р= NOK4KOPMKO-OMMT= «Система стандартов безопасности трудаK= Средства= индивидуальной защиты глазK= Методы испытаний оптических и неоптических= параметров»K= PK= Ишанин Г.ГKI=Панков Э.ДK=Источники и приемники излученияK=–=СПбW=ПолитехникаI=NVVNK= = = УДК=SOKPTU= = МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЛУЧЕННОСТИ ОТ УФ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ= А.С. Ярыгин, В.В. Антонов Научный руководитель – д.т.н., профессор Г.Г. Ишанин В настоящее время в промышленности и в медицине широко используются источники= ультрафиолетового излученияK= Оно влияет на биологические процессы протекающие в= организме человека и применяется дляW= обеззараживания помещенийI= очистки водыI= предопределяет разные фотохимические реакции и разрыв химических связей для многих= химических веществI= используется в радиоэлектронной промышленности при производстве= печатных платK=Применение УФ излучения очень разнообразноI=а качество технологического= = NOT= = процесса зачастую зависит от спектрозональной облученности в узких спектральных= интервалахK= Вместе с тем УФ излучение может оказывать вредное влияние на человека и на= окружающую средуK= Международная Комиссия по освещению= EМКОF= в= NVSP= гK= предложила= разделить УФ излучение на три зоны со следующими границами между нимиW=УФ-А=–=от=POM= до=4MM=нмX=УФ-В=–=от=OUM=до=POM=нмX=УФ-С=–=от=OMM=до=OUM=нмK= Существуют санитарные нормыI= которые регламентируют безопасные значения УФ= облученности для человека по зонамK= В связи с этим возникает необходимость измерения= спектрозональной УФ облученности в этих спектральных интервалахK= Целью работы является разработка установки при помощи которой можно определить= спектрозональную облученность от УФ источника в любом заданном участке спектраK= Условно все современные УФ радиометры можно разделить на два классаW= спектрозональные и спектрофотометрическиеK= Несмотря на широкий выбор УФ= радиометровI= как отечественногоI= так и иностранного производстваI= большинство из= предлагаемых приборов имеют ряд существенных недостатковK= Так спектрозональные УФ= радиометры для измерения облученности в зонахI= АI= В и= C= имеют три фотометрические= головкиI= имеющие индивидуальные спектральные характеристики чувствительностиK= Спектрозональный метод обладает рядом преимуществ= Eпростота использованияI= скорость= получения результата и т.

пKF=и широко используется в промышленностиK=При этом идеальный= УФ радиометр в рабочем спектральной диапазоне должен обладать относительной= спектральной чувствительностью равной= NI= а вне границ она должна быть равна нулюK= Спектральная чувствительность идеального прибора показана на рисK=NK= Для работы в УФ= области спектральные характеристики приемников максимально приближают к заданной= эффективности или к П-образному видуK= = Рис.=1.=Относительная спектральная чувствительность идеального УФ радиометра= В УФ радиометрах спектрозонального типа коррекция спектральной чувствительности= приемника оптического излучения= EПОИF= осуществляется с помощью цветных= светофильтровK= Несоответствие спектральной чувствительности УФ радиометра= относительно идеальной приводит к значительным погрешностям в измерении= спектрозональной облученности от источников со сложным спектральным составомK= Существенным для спектрозональных УФ радиометров является большая погрешность= измерений и нецелесообразность их использования для измерения излучения УФ источников= с линейчатым спектром излученияI= так как для них погрешность измерения облученности= может достигать=NMMB=и болееK= При создании установки для измерения облученности от УФ источников был= использован прибор=«ТКА-УФ»=разработанный на основе спектрофотометрического методаI= представляющий собой полихроматор на основе вогнутой дифракционной решетки с= регистрацией разложенного излучения фотодиодной линейкой с микропроцессорным= управлениемI=выдающий цифровые данные на совместимый с ОС=tindows®=mC=компьютерK== Принцип действия данного прибора заключается в измерении спектра излучения УФ= источников в области= Eот= ONM= до= 4MM=нмF= с последующей математической обработкой= = NOU= = результатов измерения с помощью микропроцессорного устройстваK= Это дало возможность= отказаться от коррекции спектральной чувствительности фотоприемников цветными= стеклами и тем самым свести к минимуму суммарную погрешность измерения= спектрозональной облученностиK= Оптическая схема установки представлена на рисK= OK= Излучение от исследуемого УФ= источника= ENF= попадает кварцевую линзу= EOFI= которая фокусирует его на входную щель= EPFK= Спектральный коэффициент пропускания кварцевого стекла имеет крутой фронт и= начинается с= ONM=нмK= Это позволяет устранить влияние вторых порядковI= неизбежно= возникающих при работе с дифракционными решеткамиK= В качестве диспергирующего= элемента используется вогнутая дифракционная решетка= E4FI= которая фокусирует спектр на= гибридный многоэлементный ПОИ= ERFI= с которого снимается сигнал для последующей= обработки и вычисления измеряемых спектрозональных величин УФ излученияK= = Рис.=O.=Оптическая схема установки для измерения облученности от УФ источников= излучения,=где=E1)=это исследуемый УФ источник,=EO)=кварцевая линза,=EP)=входная щель= полихроматора,=E4)=дифракционная решетка,=ER)=ГМПОИ=–=гибридный многоэлементный= приемник оптического излучения= Установка на основе радиометра= «ТКА-УФ»= позволяет получать значения= спектрозональной облученности УФ источников излучения с относительно малой= погрешностью=O–RBK= = Литература NK= Антонов В.ВK= Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наукK= «Разработка и исследование малогабаритного спектрофотометрического УФ радиометра= для измерения спектрозональной облученности»K=–=СПбW=СПбГУ ИТМОI=OMNNK= OK= Ишанин Г.ГKI= Панков Э.ДKI= Челибанов В.ПK= Приемники излученияK=–=Изд-во ПапирусI= OMM4K=–=ROR=сK= = NOV= = ФОТОНИКА И ОПТОИНФОРМАТИКА = УДК=TTUKPU= = ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБЕСЦВЕЧИВАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛА «ДИФФЕН»

С.АK Диденко, А.ВK Обрезков Научный руководитель – к.фK-м.нK, ст.н.сK О.ВK Андреева = Краткое вступление, постановка проблемыK Полимерный регистрирующий материал= Диффен разработан для целей объемной голографии и имеет перспективу использования в= системах голографической оптической памятиI= элементах оптоволоконной оптики и= создании голограммных оптических элементовK= Регистрирующие средыI= к которым= относится материал ДиффенI= изготавливаются на основе органического красителя= фенантренхинона=EФХF=и полиметилметакрилата=EПММАFK=Получение голограмм на данном= материале происходит в три этапаW=записьI=проявлениеI=фиксированиеK=В процессе записи и в= ходе этапа фиксирования происходит обесцвечивание молекул ФХ при взаимодействии с= излучениемK= Понимание физических принципов и закономерностей лежащих в основе= процесса обесцвечивания при получении голограмм на материале Диффен важно для= получения заданных параметров голограммK= Процесс обесцвечивания материалов с ФХ= слабо изученK=Данная работа представляет новые результаты в этой областиK= Основная=цель работы заключается в изучении=закономерностей взаимодействия ФХ с= излучением на этапе записи и фиксирования голограммK= = Базовые положения исследованияK Перед авторами исследования стоят две основные= задачиK= Первая= –= это разработка соответствующей методики измеренияK= Вторая= –= создание= экспериментальной установкиI=позволяющей исследовать процесс обесцвечивания образцов= материала Диффен при разных длинах волн и диапазонах мощности излученияK= Было= намечено провести обесцвечивание образцовI= на которые не производилась запись= голограммI= используя светодиоды средней мощности= Eдо= PM=мВт/смOF =c =длинами волнI = попадающими в зону активного поглощения фенантренхинона= EZQTM=нм и ZQMR=нмFK= На= первом этапе работы ставилась задача выявить закономерности влияния изменения= плотности мощности на процесс обесцвечивания образцов для среднего диапазона плотности= мощности излучения=EO–NN=мВт/смOFK=Опираясь на анализ результатов этих измеренийI=были= даны рекомендации по созданию испытательного стенда для последующих этапов работыI=в= которых рассматриваются аналогичные зависимости для малого= Eменее= O=мВт/смOF= и= большого=EOM–PM=мВт/смOF=диапазонов плотности мощностиK= = Промежуточные результатыW NK Разработаны основные положения методики измеренияI= которые показали= возможность получения достоверных и воспроизводимых данныхK= OK Сформулированы рекомендации по условиям экспериментаI= технике и методике= измеренияK= PK Проанализированы результаты измерений при различных условиях эксперимента и= сделаны соответствующие выводы о влиянии этих условий на параметры материалаK= QK Были проанализированы закономерности пропускания образца материала Диффен= для двух стадий процесса обесцвечиванияW= …резкого изменения»= и= …стабильного= состояния»=для среднего диапазона плотности мощности излучения на длине волны= = NPM= = QTM=нмK=Было показаноI=что для обоих стадий переход ФХ в фотопродукт оказался= строго пропорционален плотности мощностиK== RK Намечен ход дальнейших экспериментов по исследованию влияния мощности= излучения на процесс обесцвечивания при различных длинах волн воздействующего= излучения и различных параметрах образцов материалаK= == Основной результатK В ходе работы разработана методика исследования процесса= обесцвечивания образцов материала ДиффенI= собран экспериментальный стенд для= проведения измерений при различных условиях эксперимента и модификациях материалаK= На основе выявленных закономерностей сделаны выводы о динамике наблюдаемого= фотохимического превращения в образцах материалаK= = = УДК=RPRKU= = ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ КВАНТОВОЙ РАССЫЛКИ КРИПТОГРАФИЧЕСКОГО КЛЮЧА НА ПОДНЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЕ МОДУЛИРОВАННОГО СВЕТА А.ЕK Иванова, С.МK Кынев, В.ИK Егоров, А.ВK Глейм, А.ВK Рупасов Научный руководитель – к.фK-м.нK, ст.н.сK С.АK Чивилихин = Краткое вступление, постановка проблемыK Технология квантовой рассылки ключа= на поднесущих частотах была предложена в работе= xNz= и развивалась в работах= xO–UzK= В= частностиI= была продемонстрирована система в существующей подземной волоконноJ оптической линии связи на расстояние до=QM=км с битовой скоростью=N=кГц=xSzK=В этом классе= систем используется следующий подход к получению квантового сигналаW= одиночные= фотоны не генерируются непосредственно или с помощью аттенюации лазерного излученияI= а выносятся на боковые частоты в результате частотно-фазовой модуляции= высокоинтенсивной несущейK= В работе представлено математическое моделирование такой= системыK= = Цель работыK Математическое моделирование узлов криптографической системы на= поднесущих частотах модулированного света=EКРКПЧFK= = Базовые положенияK Квантовая криптография= –= метод защиты коммуникаций на= фундаментальных законах квантовой физикиK= = Промежуточные результатыK В ходе работы смоделированы узлы основные= криптографической системы КРКПЧW= источникI= фазовые модуляторы Алисы и Боба и= частотный фильтрK= = Основной результатK Полученная математическая модель позволяет теоретически= исследовать квантовую рассылку криптографического ключаI= варьировать различные= параметры системыI=которые могут увеличить эффективность схемы КРКПЧI=сравнивать их с= экспериментальными результатамиK= = Литература NK Мазуренко Ю.ТKI= Меролла ЖKJМKI= Годжебюр ЖKJПK= Квантовая передача информации с= помощью поднесущей частотыK= Применение к квантовой криптографии= LL= Оптика и= спектроскопияI=NVVVK=–=ТK=USK=–=№=OK=–=СK=NUN–NUPK= = NPN= = OK oisk= tKmKI= _ethune= aKpK= nu~ntum= cryptogr~phy= using= ~utocompens~ting= fiberJoptic= interferometers=LL=lptics=C=mhotonics=kewsI=OMMOK=–=sK=T=–=РK=OS–POK= PK _loch= jKI= jci~ughlin= pKtKI= jeroll~= gKJjK= crequencyJcoded= qu~ntum= key= distribution= LL= lptics=iettersI=OMMTK=–=sK=POK=–=№=PK=–=РK=PMN–PMPK= QK duerre~u=lKiKI=jeroll~=gKJjKI=pouj~eff=AKI=m~tois=cKI=doedgebuer=gKJmKI=j~l~ssenet=cKgK=iongJ dist~nce= nha= tr~nsmission= using= singleJsideb~nd= detection= scheme= with= taj= synchroniz~tion=LL=pelected=qopics=in=nu~ntum=blectronicsI=OMMPK=–=sK=VK=–=РK=NRPPK= RK Рупасов А.

ВKI= Глейм А.ВKI= Егоров В.ИKI= Мазуренко Ю.ТK= Согласованная система= квантовой рассылки криптографического ключа на поднесущей частоте= модулированного света=LL=Научно-технический вестник СПбГУ ИТМОI=OMNNK=–=№MOETOFK= –=СK=VR–VVK= SK Егоров В.ИKI= Глейм А.ВKI= Рупасов А.ВK= Реализация системы квантовой рассылки= криптографического ключа на поднесущей частоте модулированного света= LL= Сборник= статей= ufs= Международной молодежной научной школы= …Когерентная оптика и= оптическая спектроскопия»I=OMNMK=–=СK=RP–RUK= TK Егоров В.ИKI= Глейм А.ВKI= Рупасов А.ВK= Система квантового распределения ключа на= поднесущих частотах модулированного излучения с компенсацией искажений сигнала=LL= Ученые записки Казанского университетаI=OMNNK= UK Патент Российской Федерации= …Устройство квантовой рассылки криптографического= ключа наподнесущей частоте модулированного излучения»= номер заявки= OMNMNQTVPSI= дата приоритета= OQKNNKOMNMI= авторы Мазуренко Ю.ТKI= Орлов В.ВKI= Рупасов А.ВKI= Глейм= А.ВKI=Егоров В.ИK= = = УДК=RPTKUTSKQP= = НЕЛИНЕЙНОЕ САМООТРАЖЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО КОРОТКОГО ФЕМТОСЕКУНДНОГО ИМПУЛЬСА ВЫСОКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ В ОПТИЧЕСКОМ ВОЛНОВОДЕ Л.СK Конев Научный руководитель – д.фK-м.нK, доцент Ю.АK Шполянский = Краткое вступление, постановка проблемыK Стандартные теоретические подходы к= проблеме моделирования распространения электромагнитных импульсов предполагают= использование приближения однонаправленного распространенияK= Это означаетI= что в= расчет берется только электромагнитная волнаI=распространяющая в прямом направленииI=а= волнойI= распространяющейся в обратном направленииI= пренебрегаютK= Однако обратная= волна возникает в ходе распространения импульсаI=даже если изначально она отсутствовалаK= В работе представлено моделирование распространения предельно коротких импульсов= высокой интенсивности в оптическом волноводе без применения приближения= однонаправленного распространенияK= = Цель работыK Моделирование распространения фемтосекундного импульса в среде без= применения приближения однонаправленного распространенияK= Оценка амплитуды= обратной волныK= = Базовые положенияK При представлении импульса в виде суммы двух волнI= энергетические потоки которых направлены в противоположных направленияхI= исходное= полное волновое уравнение второго порядка может быть сведено к системе уравнений= первого порядкаK= В работе проводилось численное решение этой системы уравненийK= При= расчетах учитывалось воздействие нелинейности и дисперсии средыK= Дисперсия вводилась= = NPO= = через феноменологическую зависимость показателя преломления от частотыI= нелинейное= воздействие описывалось кубической нелинейностью электронной природыK= = Промежуточные результатыK Реализован численный метод решения полного= волнового уравнения без применения приближения однонаправленного распространенияK= = Основной результатK Получена упрощенная система уравненийI= из которой выведена= аналитическая оценка амплитуды обратной волныI= совпадающая с результатами численных= расчетовK= В ходе эволюции импульса энергия обратной волны после ее образования не= возрастает ввиду отсутствия механизмовI= которые могли бы обеспечить такое возрастаниеI= поэтому полученную оценку можно использовать в качестве верхнего предела для амплитуды= обратной волныK= = = УДК=RPRKU= = МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ИСКАЖЕНИЙ КВАНТОВОГО СИГНАЛА В ВОЛОКНЕ С.МK Кынев, А.ЕK Иванова, В.ИK Егоров, А.ВK Глейм, А.ВK Рупасов Научный руководитель – к.фK-м.нK, ст.н.сK С.АK Чивилихин = Краткое вступление, постановка проблемыK На сегодняшний день практической= реализации систем квантовой криптографии препятствует ряд технических проблемI= вызванных существенным отличием реальных оптических устройств от их= идеализированного представления и зависящих от конкретной конфигурацииK=Тем не менееI= существуют задачиI= являющиеся общим местом для большинства систем квантовой= информатикиK= Одной из них является негативное воздействие двулучепреломления в= оптическом волокне и других элементах линии связиI=искажающее поляризацию квантового= сигнала и отрицательно сказывающееся на операционной скоростиI= эффективностиI= безопасностиI=универсальности и надежности исследуемых устройствK= Цель работыK Моделирование искажений сигнала в устройствах квантовой= информатики и предлагаемых механизмов компенсацииK= = Базовые положенияK Квантовая информатика в широком смысле включает в себя= вопросы квантовых вычислений и квантовых алгоритмовI= физику квантовых компьютеровI= квантовой криптографии и квантовой теории информацииK=Квантовая криптография=–=метод= защиты коммуникацийI= основанный на фундаментальных законах квантовой физикиK= Под= двулучепреломлением понимают эффект расщепления в анизотропных средах луча света на= две ортогональные составляющиеK= Двулучепреломление является причиной= поляризационно-модовой дисперсии сигнала в оптических линиях связиK== = Промежуточные результатыK В ходе работы произведено математическое описание= поляризационных искажений в волокнеI= были смоделированы узлы нескольких систем= квантовой криптографииK=Исследована компенсация поляризационных искажений в системах= квантовой рассылки ключа на поднесущих частотах модулированного света=EКРКПЧFK Полученные в ходе математического моделирования результаты были подтверждены= экспериментально в системе квантовой рассылки ключа на поднесущих частотах= модулированного светаK= Основной результатK Аналитическая модель двулучепреломления в волокне с= = NPP= = использованием матриц вращения и фазовой задержки была эффективно применена для= описания систем квантовой рассылки ключа нескольких типов и предлагаемого механизма= компенсации влияния двулучепреломленияK=Полученные экспериментальные данные хорошо= согласуются с теориейK= = = УДК=RPTKPNOX=RQQKRPT= = ЛОКАЛЬНАЯ ЛАЗЕРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ КВАРЦОИДНЫХ СТЕКОЛ А.ОK Молчанов, Р.АK Заколдаев (Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных= технологийI=механики и оптикиF= Научный руководитель – стK преподаватель Г.КK Костюк (Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных= технологийI=механики и оптикиF= Научный консультант – д.х.нK, доцент Т.ВK Антропова (Институт химии силикатов имени И.ВK=Гребенщикова РАНF= = В последние годы лазерные технологии широко используются для создания= микрообластей=EМОF=с оптическими характеристикамиI=отличными от характеристик стеклаI= на поверхности или в объеме которого они созданыK=МО подобного рода находят применение= в лазерной техникеI= фотонике и интегральной оптике в качестве полосковых и объемных= волноводовI=а также фокусирующих и рассеивающих излучение микрооптических элементовK= Использование стекла в качестве основного материала для создания МО не случайноI= так как стекло прозрачно от ближнего ультрафиолетового до среднего инфракрасного= диапазона длин волнI= химически и термически устойчиво и характеризуется высокой= однородностью структурыK= Особое место среди стекол занимает кварцевое стекло= –= материал с очень низким= коэффициентом термического расширения и очень высокой химической и термической= стойкостьюK= Для формирования МО на кварцевом стекле до последнего времени использовались= мощные пикоJ=и фемтосекундные лазеры=xN–PzI=плотность мощности которых могла привести= и приводила к нелинейному поглощению в кварцевом стекле и к его повреждениюK= Предварительная обработка пластин стекла в растворе кислоты позволила перейти от= импульсного излучения к непрерывному и существенно снизить используемые плотности= мощности=xQzK=Для дальнейшего снижения плотности мощности воздействующего излучения= необходимо использовать материалI=близкий по своим характеристикам к кварцевому стеклуI= но требующий меньших энергетических затрат при создании МОK= Таким материалом является кварцоидное стеклоI= получаемое путем нагревания= пористых стекол до температурI=вызывающих смыкание порI=усадку изделия и превращение= пористого стекла в прозрачное высококремнеземное стеклоI=близкое по свойствам и составу= к кварцевому стеклу=xRzK= Целью работы является определение условий формирования и сохранения в пластинах= кварцоидного стекла микрообластей с оптическими характеристикамиI= отличными от= пластиныI=и исследование этих областейK= Создание МО осуществлялось на кварцоидных пластинах на основе стекла= UВ-НТ= состава= MIOOk~Ol–QIOR_OlP–VRIRPpilO–YMINAlO lPK= Пластины предварительно подвергались= травлению в=PМ расворе соляной кислоты=EeClF=при температуре=NMMС в течение=T–NR=минK= Операция травления использовалась для создания пористого слоя на поверхности пластиныK= Затем осуществлялось формирование МО излучением непрерывного= kdWvAd= лазера на= длине волны ZNIMS=мкмK= Лазерное излучение фокусировалось на поверхность образца= = NPQ= = микрообъективом=EZNMI=fZMIMOR=мFK=Для определения условий формирования микрообластей= на поверхность образцов нанослись точки со временем экспозиции= PMM= с при мощности= излучения= PZN–P=ВтK= Для сохранения МО пластины подвергались отжигу в печи при= температуре=UTMС в течение=NM=минK= Образцы исследовались на микроскопе= Axio= fm~ger= ANm= с использованием= проходящего и поляризованного светаI= при увеличении= NMMI= OMMI= RMMK= Проводилось= изучение пластин как сразу после создания МОI= так и после термообработкиK= Воздействие= излучением с мощностью= PZO=Вт обеспечивало формирование МО с измененными= оптическими свойствамиK=Было выявлено сложное строение полученных МО и установленоI= что после термообработки сложное строение сохраняетсяK= = Литература NK hrol =aKjKI =Ch~n =gKtKI =euser =qKoKI =oisbud =pKeKI =e~yden =gKpK =csJl~ser =f~bric~tion =of =photonic = structures=in=gl~ssW=the=role=of=gl~ss=composition=LL=mrocess=of=pmfbI=OMMQK=–=sK=RSSOK=–=РK=PM– PVK= OK a~vis= hKjKI= juir~= hKI= pugimoto= kK= ~nd= eir~o= hK= triting= w~veguides= in= gl~ss= with= ~= femtosecond=l~ser=LL=lptics=iettersI=NVVSK=–=sK=ONK=–=РK=NTOV–NTPNK= PK ptreltsov= AKI= _orrelli= kK= ptudy= of= femtosecondJl~serJwritten= w~veguides= in= gl~ss= LL= lptic~l= society=of=Americ~I=OMMOK=–=sK=NVK=–=№=NMK=–=РK=OQVS–ORMQK= QK pikorsky=vKI=o~bl~u=CKI=aug~n=jKI=p~id=AKI=_~do=mKI=_eholz=iK=c~bric~tion=~nd=ch~r~cteriz~tion= of= microstructures= with= optic~l= qu~lity= surf~ces= in= fused= silic~= gl~ss= using= femtosecond= l~ser= pulses=~nd=chemic~l=etching=LL=Applied=opticsI=OMMSK=–=sK=QRK=–=№=OUK=–=РK=TRNV–TROPK= RK Алексеева З.

ДK =и дрK =Способ получения кварцоидного стекла= L =З.ДK =Алексеева= xи дрKz =LL = Авторское свидетельство=EСССРF=–=№K=SPNQTM=–=Бюллетень изобретенияI=NVTUK=–=№=QNK= = = УДК=RPVKOJMOOKRPO= = ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА И СОПРОВОЖДАЮЩИХ ЕГО ЦВЕТОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ А.ВK Пантелеев Научный руководитель – к.фK-м.нK, ст.н.сK С.АK Чивилихин = Золото= –= один из первых открытых человеком металловI= и история его изучения= насчитывает несколько тысяч летK=Первые сведения о коллоидном золоте=EКЗF=можно найти в= трактатах китайскихI=арабских и индийских ученыхI=которые уже в=s–fs=веках до нашей эры= получали КЗ и использовали его во многих целяхK= В данной работе рассматривается синтез наночастиц золота и исследуется зависимость= формы наночастиц от цвета раствора кислотыK= Для химического синтеза наночастиц золота= …мокрым способом»= мы применили= реакцию окисления-восстановленияW= AuPH=H=восстановитель =AuM==nAuM=EнанозолотоFK= При этом мы использовали цитратный методK= Отличительной особенностью этого= метода является тоI= что цитрат-анион одновременно выступает в роли стабилизатора и= восстановителяI= поэтому концентрация этого иона играет критическую рольW= ее изменение= одновременно влияет на скорость восстановления и на процессы роста частицK= Во время синтеза цвет реакционной смеси изменяетсяK= Первоначально слабо желтая= окраска иона= AuClQ-исчезаетI= раствор становится темно синимI= далее фиолетовым и= окончательно рубиново-красным=Eнаночастицы=AuFK=Изменение цвета раствора указывает на= структурные превращенияI=происходящие в системеK= По мере протекания процессаI= нанопроволоки увеличиваются в толщинеI= иI= когда их= = NPR= = диаметр приближается к= ~U=нмI= система становится нестабильной и начинает= фрагментироватьсяK=К этому времени концентрация ионов=AuClQ-истощаетсяI=и цитрат-ионы= оказываются доминирующимиK= Они покрывают наночастицыI= сообщая им отрицательный= зарядI= вызывающий сильный отталкивающий эффектI= способствующий раскалыванию= линейной структуры и образованию сферической формыK= = Литература NK Дыкман Л.АKI= Богатырев В.АKI= Щеголев С.ЮKI= Хлебцов Н.ГK= Золотые наночастицыW= синтезI=свойстваI=биомедицинское применениеK=–=МKW=НаукаI=OMMUK=–=PNV=сK= OK Евдокимов Ю.МK= Принципы создания наноконструкций с использованием молекул= нуклеиновых кислот в качестве строительных блоков= L =Ю.МK =ЕвдокимовI =В.ВK =Сычев= LL = Успехи химииI=OMMUK=–=ТK=TTK=–=№=OK=–=СK=NVQ–OMSK= PK Губин С.ПKI=Юрков Г.ЮKI=Катаева Н.АK=Наночастицы благородных металлов и материалы= на их основеK=–=МKW=ООО=…АзбукаJOMMM»I=OMMSK=–=NRS=сK= QK Золотые наноструктуры с плазмонным резонансом для биомедицинских исследований=L= Хлебцов Н.ГKI=Богатырев В.АKI=Дыкман Л.АKI=Хлебцов Б.НK=LL=Российские нанотехнологииI= OMMTK=–=ТK=OK=–=№=P–QK=–=СK=SV–USK= RK jyrphy=CKgKI=p~u=qK=hKI=dole=AKjKI=lrendorff=CKgKI=d~o=gKI=dou=iKI=euny~di=pKbKI=ii=qK=LL=mhysK= Chem=_KI=OMMRK=–=NMVK=–=РK=NPURT–NPUTMK= SK nu~nJyu=C~iI=pun=eee=himI=hiu=pil=ChoiI=poo=veon=himI=peung=g~e=_yunI=hyoung=too=himI= peong= eoon=m~rkI= peon=hw~n=guhngI= hwonJe~=voon=LL= fnvestK= o~diolI= OMMTK=–=QOK=–=РK=TVT– UMSK= = = УДК=RPTKPNOKROX=RQQKRPTX=SSSKNUVKOQO= = ЛОКАЛЬНАЯ МОДИФИКАЦИЯ В ОБЪЕМЕ ПЛАСТИНЫ ПОРИСТОГО СТЕКЛА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, СЛАБО ПОГЛОЩАЕМОГО СТЕКЛОМ М.МK Сергеев (Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных= технологийI=механики и оптикиF= Научный руководитель – стK преподаватель Г.КK Костюк (Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных= технологийI=механики и оптикиF= Научный консультант – д.х.нK, доцент Т.ВK Антропова (Институт химии силикатов имени И.ВK=Гребенщикова РАНF= = Одним из направлений в развитии современных лазерных технологий является= создание микрообластей=EМОF=с отличными от исходного стекла оптическими свойствами на= поверхности и в объемеK= Такие МО способны канализироватьI= фокусировать и рассеивать= падающее излучение= xN–PzK= Другим направлением локальной модификации оптически= прозрачных материалов является создание слоев и МОI= состоящих из лазерноJ индуцированных наночастиц= Eфотонных кристалловFI= оптические свойства которых= отличаются от окружающего материала= xQzK= Подобные МО находят широкое применение в= интегральной оптикеI=фотоникеI=лазерной технике и оптоэлектронике=xRzK= Одной из основных проблем в формировании подобных МО является возможность= создания сложных трехмерных структур в объеме стеклаK= При этом необходимоI= чтобы= лазерное излучение было прозрачно для материала и могло проникать на любую глубинуI=и в= тоже время оно должно локально изменять оптические свойства материала в области= максимальной плотности мощностиI= т.еK= в области фокусировки лазерного излученияK= Для= решения подобных проблем часто используют источники мощного лазерного излучения с= = NPS= = ультракороткой длительностью импульса= ENMJVNMJNR сFI= высокой частотой их следования= ENMNMM=kГцFI= с длиной волны оптического видимого диапазона= Eоколо= UMM= нмFI= которая= прозрачна для стекла= xNI= OI= QzK= Воздействие таким излучением приводит к нелинейному= поглощению и локальному нагревуI= приводящему к термическим изменениям структуры= стеклаK=Также применяются стекла сложного составаI=импрегнированные атомами=CuI=AgI=AuI= а также=pmI=qeI=d~=и дрK=Атомы металлов поглощают падающее излучение и выполняют роль= зародышей будущей кристаллизации в стекле=xSzK= Перспективным направлением развития подобных технологий становится уменьшение= мощности лазерного излученияI=в частностиI=переход к большей длительности импульса=ENMJ S NMJV сF= или к непрерывному излучениюI= либо поиск новых материалов с оптическими= характеристиками близкими к кварцуI= напримерI= применение боросиликатных и пористых= стекол=EПСFK= В настоящей работе представлены экспериментальные результаты локальной= модификации в объеме ПС под действием лазерного излученияI= слабо поглощаемого= пластиной ПСI= а также проявление и сохранение сформированных МО при спекании= пластины ПС с МО в печи до получения кварцоидаI= оптические характеристики которого= близки к кварцевому стеклуK= Цель работы заключается в определении условий формирования подобных МО с= оптическими свойствами отличными от пластины стеклаI= а также исследование оптических= свойств таких МО до и после спеканияK= В эксперименте использовались пластины нанопористого силикатного стекла с= пористостью MIORI= состоящие на= VQB= из= pilOK= На образцы ПС воздействовали лазерным= излучениемI= сфокусированным в объем стекла с помощью микрообъектива= ENMI= MIORFK= В= качестве непрерывного источника излучения использовался лазерный модуль с длиной волны= ZUMU=нмI= спектральной шириной ZN=нмI= средней мощностью РZNOM=мВт и линейной= поляризацией пучкаK= ТакжеI= в качестве импульсного источника излучения использовался= kdWvAd=лазер с длиной волны ZNMSQ=нмI=ZORM=нсI=fZOR=кГц и средней мощностью в пучкеI= изменяемую в пределах от= NRM= мВт до= N= ВтK= При этом длительность облучения во всех= экспериментах составляла от= OQM= до= QOM= сK= Полученные на поверхности и в объеме стекла= МО исследовались до и после спекания с помощью оптического микроскопа=C~rl=weiss=Axio= fm~ger= AN= в проходящем и поляризованном свете с увеличением= NMM–OMMK= Также были= получены спектры пропускания и отражения МО с помощью микроскопа-спектрофотометра= МСФУ-К ЮJPMKRQKMTOK= Размер сформированных МО варьируется от=QM=до=NNM=мкмK=По оптическим свойствам= МОI=последние можно условно разделить на две группыK= NK МО не проявляется сразу после облучения пластины ПСI= видимых изменений= оптических свойств стекла не наблюдаетсяK= Проявление МО происходит только= после спекания пластины ПС в печиI= при котором происходит уплотнение= кремнеземного каркасаK=Изменение оптических свойств в МО после спекания можно= заметить только в поляризованном светеK= OK МО проявляются сразу после облучения пластины ПСI= и представляют собой= модификацию стеклаI=отличную по своим оптическим характеристикам от пластиныK= После спекания такие МО сохраняютсяI= сохраняются и их основные оптические= свойстваK= Проявление МО первой группы после спекания обусловленоI=на наш взглядI=различной= усадкой пластины ПС и облученной областиK= Вторая группа МО является следствием структурно-фазового изменения стекла под= действием лазерного излученияI= которая не исчезает после спекания и сохраняет свои= характеристикиK= Работа выполнена при поддержке государственного контракта №= NNKRNVKNNKQMNTI= а= также проектов ПФИ ОХНМ и Президиума РАНK= = = NPT= = Литература NK kuk~g~=lK=i~ter~l=n~noJch~nnel=f~bric~ted=in=fused=silic~=by=femtosecond=l~ser=irr~di~tion=~nd= wet= etching= L= lK=kuk~g~= et= ~lK= LL= NQth= fntern~tion~l= Conference= on= jini~turized= pystems= for= Chemistry=~nd=iife=pciences=EP–T=lctober=OMNMI=droningenF=droningenI=OMNMK=–=mK=NNVV–NOMNK= OK _ellou~rd=vK= jonolithic= threeJdimension~l= integr~tion= of= microJfluidic= ch~nnels= ~nd= optic~l= w~veguides=in=fused=silic~=L=vK=_ellou~rd=et=~lK=LL=j~teri~ls=oese~rch=pocietyI=OMMQK=–=sK=TUOK=– =mK=APKOKN–APKOKSK= PK Костюк Г.КKI =Сергеев М.МKI =Антропова Т.ВKI =Яковлев Е.БKI =Анфимова И.НK =ЛазерноJ индуцированное локальное изменение оптических свойств в боросиликатных стеклах= LL= Физика и химия стеклаI=OMNOK=–=ТK=PUK=Eв печатиFK= QK qeng= vuK= Controll~ble= sp~ce= selective= precipit~tion= of= copper= n~nop~rticles= in= borosilic~te= gl~sses =using =ultr~f~st =l~ser =irr~di~tion =L =vu =qengI =gi~ji~ =whouI =c~ngf~ng =iuoI =deng =iinI = gi~nrong=niu=LL=gourn~l=of=konJCryst~lline=polidsI=OMNNK=–=sK=PRTK=–=mK=OPUM–OPUPK= RK m~risi=AK= fntegr~ted= lptic= purf~ce= ml~smon= oeson~nce= je~surements= in= ~= _orosilic~te= dl~ss= pubstr~te= L= Antonino= m~risiI= Alfonso= CK= CinoI= Aless~ndro= CK= _us~cc~I= j~tteo= Cherchi= ~nd= ptef~no=oiv~Jp~nseverino=LL=pensorsI=OMMUK=–=sK=UK=–=mK=TNNP–TNOQK= SK eonm~= qKI= _enino=vKI= cujiw~r~=qK= ~nd=hom~tsu=qK=qr~nsition=met~l=~tom=he~t= processing= for= writing=of=cryst~l=lines=in=gl~ss=LL=ApplK=mhysK=iettKI=OMMSK=–=sK=UUK=–=РK=OPNNMRK= = = УДК=RPTKPNOKROX=RQQKRPTX=SSSKNUVKOQO= = ЛОКАЛЬНАЯ МОДИФИКАЦИЯ ПОРИСТЫХ СТЕКОЛ ПОД ДЕЙСТВИЕМ МОЩНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, СЛАБО ПОГЛОЩАЕМОГО СТЕКЛОМ М.

МK Сергеев, Р.АK Заколдаев Научный руководитель – стK преподаватель Г.КK Костюк = Одной из наиболее перспективных областей применения лазерных технологий является= создание микрообластей=EМОF=с измененными оптическими свойствами на поверхности и в= объеме оптически прозрачных материаловI= в том числе стекол различного состава= xN–PzK= Данные МО находят широкое применение в интенсивно развивающихся областях фотоникиI= интегральной оптикиI= оптоэлектроникиK= Создание таких МО осуществляется путем= локальной модификации стекла с помощью лазерного излученияK= Полученные таким= образом МО представляют собой точечные источники преломленияI= отражения и= поглощенияK= Преимуществами использования лазерных технологий в структурно-фазовом= преобразовании стекла является возможность управления размерами и формой МО через= управление энергетическими характеристиками выходного излученияI= а также= бесконтактное воздействие на образец и высокая точностьK= До сих пор для создания МО на поверхности стекла в основном использовалось либо= излучение СОO лазера с длиной волны ZNMIS=мкмI= либо излучение эксимерных лазеров с= длиной волны YMIO=мкмI= для которых стекло оптически непрозрачноK= Основным= недостатком применения СОO лазеров является невозможность уменьшения размера МО до= размера менее ста мкмK= Применение эксимерных лазеров снимает ограничение на размер= МОI =но эксплуатация подобных лазеров высоко затратная и сопряжена с повышенными= требованиями безопасности по эксплуатацииK= Долгое время источники лазерного излучения= ближнего ИК и видимого диапазонов длин волн излучения не рассматривались как= перспективные для применения в обработке оптически прозрачных материаловI=из-за малого= поглощения излучения этими материалами= xQzK= ИзвестноI= что дефекты стекла= (микротрещиныI= сколыF= способны поглощать излучениеI= прозрачное для стеклянной= матрицыI= и нагревать окружающее стекло= xRzK= При плотности мощности= EORNMS Вт/смOF= лазерного излучения в области фокусировки возможно поглощение излучения на различных= дефектах поверхности присущих любому стеклу в том числе и пористомуK= = NPU= = В работе используется метод локальной модификации поверхности пористого стекла= (ПСF=основанный на поглощении лазерного излучения дефектами поверхности стекла=xSzK= Цель работы заключается в исследовании возможности формирования МО в= приповерхностном слое пористого стекла= EПСF= под действием лазерного излученияI= слабо= поглощаемого стекломI=а также возможности сохранения подобных областей после спекания= пластины ПС с МО в печиK= В эксперименте использовались пластины пористого силикатного стекла с пористостью= MIOR=смP/смPK= Образцы ПС были подвергнуты воздействию излучения мощного= волоконного лазера с длиной волны ZNIMSQ=мкмI= средняя мощность в пучке которогоI= варьировалась от= NM= до= OM=ВтI= с длительностью импульса порядка= NMM=нс и частотой= следования= NM–NMM=кГцK= С помощью микрообъектива= ENMI= kAZMIORF= фокусировка= производилась на поверхность ПСK=Размеры полученных МО варьируются от=RM=до=UM=мкмK= Полученные на поверхности стекла МО исследовались до и после спекания с помощью= оптического микроскопа=C~rl=weiss=Axio=fm~ger=AN=в проходящем и поляризованном свете с= увеличением= NMM–OMMI= а также с помощью микроскопа-спектрофотометра МСФУ-К ЮJ PMKRQKMTOK= = Литература NK ii= v~nI= nu= phiJli~ngK= c~bric~tion= of= spir~lJsh~ped= microuidic= ch~nnels= in= gl~ss= by= femtosecond=l~ser=L=v~n=iiI=phiJli~ng=nu=LL=j~teri~ls=iettersI=OMNMK=–=mK=NQOT–NQOVK= OK hom~tsu= qKI= fh~r~= oK= m~tterning= of= konJiine~r= lptic~l= Cryst~ls= in= dl~ss= by= i~serJfnduced= Cryst~lliz~tion =L =qK =hom~tsuI =oK =fh~r~I =qK =eonm~I =vK =_enino =LL =gourn~l =of =the =Americ~n = Cer~mic=pocietyI=OMMTK=–=sK=VMK=–=mK=SVV–TMRK= PK eonm~= qKI= eirok~w~= kK= jicroJ~rchitecture= of= nonline~r= optic~l=_~OqideOlU= cryst~l=dots=~nd= lines=L=qK=eonm~I=kK=eirok~w~I=qK=hom~tsu=LL=Applied=purf~ce=pcience=ORR=EOMMUF=PNOS–PNPNK= QK Антропова Т.ВK=Химия и технология наноструктурированных матриц=Eпористых стеколF= для элементов интегрально-оптических систем связи= L= Т.В Антропова= xи дрKz= LL= Тезисы= докладов Второго Международного форума по нанотехнологиям=…ousn~notech=OMMV»K= –= МKI=OMMVK=–=СK=RMT–RMVK= RK eonm~= qKI= _enino=vKI= cujiw~r~=qK= ~nd=hom~tsu=qK=qr~nsition=met~l=~tom=he~t= processing= for= writing=of=cryst~l=lines=in=gl~ss=LL=ApplK=mhysK=iettKI=OMMSK=–=sK=UUK=–=РK=OPNNMRK= SK Вейко В.ПK=Лазерное формирование микрооптических элементовK=–=СПбW=СПбГУ ИТМОI= OMMUK=–=NPP=сK= = = УДК=RPRKQO= = ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕФРАКЦИОННОГО АКСИКОНА ДЛЯ ОСТРОЙ ФОКУСИРОВКИ ВИХРЕВОГО ЛИНЕЙНО-ПОЛЯРИЗОВАННОГО ПУЧКА С.АK Дегтярев (Самарский государственный аэрокосмический университет имK=академика С.ПK=Королева= (национальный исследовательский университетFF= Научный руководитель – д.фK-м.нK, профессор С.НK Хонина (Институт систем обработки изображений РАНF= = В настоящее время остается актуальной проблема фокусировки света в пятно с= размерамиI= меньшими размера диска ЭйриK= Эта проблема называется преодолением= дифракционного предела или проблема острой фокусировкиK= Некоторые диэлектрические= оптические приборы позволяют преодолеть дифракционный пределK=Один из таких приборов= –= рефракционный аксикон= Eконусообразный оптический элементI= представленный на= рисункеFK= = NPV= = = Рисунок. Рефракционный аксикон в прямоугольной системе координат В работе автор исследовал возможность преодоления дифракционного предела с= помощью аксикона в ближней зоне дифракции=Eв области затухающих волнFK= Рассматривалась фокусировка светаI= проходящего через аксикон от основания к= вершинеK= Для моделирования процесса использовался конечно-разностный= caqaJметод= решения уравнений МаксвеллаK= Для анализа размера фокальных пятен использовалась= численная характеристика=ctej=Z=cull=tidth=~t=e~lf=j~ximum=Eширина по полуспадуFK= На степень фокусировки влияет как вид освещающего пучкаI= так и угол раскрыва= аксикона= Eугол между образующими конусаFK= В работе была исследована фокусировка трех= видов освещающих лазерных пучковW= - ГауссовW= rO b x (r I jI z = M ) = A exp - O I= ENF= s - Гауссов с вихревым фазовым множителемW= rO bx (rI jI z = M) = A exp - O exp(ij) I= EOF= s а также вихревой пучок видаW= rO bx (rI jI z = M) = Ar exp - O exp(ij) I= EPF= s где= (r I j ) =–=полярные координаты в плоскости= z = M =Eнепосредственно в плоскости основания= аксиконаFX= s =–=радиус гауссовского пучкаK= Фокусировка пучка вида= ENF= с помощью аксикона с высокой числовой апертурой не= позволяет преодолеть дифракционный предел из-за мощного вклада продольной компонентыK= В этом случае предельное значение= ctejZMITl= El= –= длина волныX= в проводимых= экспериментах= lZN= мкмFK= Картины распределения интенсивности в сечениях аксикона и= поперечных плоскостях на входе и выходе из аксикона представлены в таблицеK= = NQM= = Таблица. Картины распределения интенсивности Вид начального= Интенсивность= Интенсивность= Интенсивность= распределения= на входе в аксикон= в продольном= в фокальном пятне= сечении аксикона= на выходе аксикона= = = = r O exp - O = s = = = r O exp - O exp ( ij ) = s = = = rO r exp - O exp ( ij ) = s = = = Если на вход аксикона подается Гауссов пучок с вихревой фазовой структурой вида=EOFI= у которого в области сингулярности фазы присутствует ненулевая амплитудаI=тоI=несмотря на= перераспределение вклада поперечных и продольной компонент= Eт.еK= продольная= концентрируется в центреI= а поперечные располагаются на периферииFI= в результирующем= фокальном пятне мощные поперечные колебания на периферии сводят на нет острую= фокусировку продольной составляющейK=В этом случае=ctejZOlK= Для того чтобы уменьшить вклад поперечных составляющих в фокальном пятнеI =в= работе было предложено использовать вихревой лазерный пучок с кольцеобразной= структурой амплитуды вида= EPFI =т.еK =в области сингулярности фазы должна быть нулевая= амплитудаK= При этом основной вклад в энергию фокального пятна вносит= остросфокусированная продольная составляющаяI= что обуславливает острую фокусировку= лазерного пучка вида= EPF= микроаксикономK= При подаче на вход аксикона распределения= EPF= фокальное пятно имеет поперечный размер=ctejZMIPlK= Также было выясненоI= что угол раскрыва аксиконаI= позволяющий получить= остросфокусированное пятно с наибольшей интенсивностьюI= равен= US= градусам= Eдля пучка= вида=EPF=и показателя преломления аксикона=n=NIRFK= Таким образомI= в работе была показана возможность формирования компактного= фокального пятна с помощью конического микроаксикона при линейной поляризации= освещающего пучкаK=Для этого достаточно внести в пучок вихревую фазовую зависимость и= экранировать область сингулярности фазы=Eцентральной частиFK= = БлагодарностиK Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ=NMJMTJMMNMVJаI=NMJMTJ MMQPUJа и= NNJMTJNPNSQJофи-мI= а также государственных контрактов= MTKRNQKNNKQMSMI= MTKRNQKNNKQMRRK= = = NQN= = УДКJRPRKNPR= = ДИНАМИКА TM-ПОЛЯРИЗОВАННОГО ДВУМЕРНОГО НЕПАРАКСИАЛЬНОГО ВОЛНОВОГО ПАКЕТА ИЗ МАЛОГО ЧИСЛА КОЛЕБАНИЙ В НЕЛИНЕЙНОЙ СРЕДЕ С.ИK Гусев Научный руководитель – д.фK-м.нK, профессор С.АK Козлов = Постановка задачиK При теоретическом анализе распространения световых волн со= сверхширокими временными и пространственными спектрами удобно использовать= уравнения динамики не электромагнитных полейI= а их спектров= xNzK= В случае линейных= диэлектрических сред спектральные уравнения представляют собой алгебраические= уравненияI= намного более простыеI=нежели их полевые аналогиK= В случае нелинейных сред= спектральные уравнения удобно решать методом итерацийK= Стоит отметитьI= что= спектральные уравнения позволяют анализировать динамику непараксиальных световых= волн со сверхширокими как временнымиI=так и пространственными спектрамиK== == Цель работыK Вывод частного случая уравнений динамики пространственноJ временных спектров непараксиальных ТМ-поляризованных волновых пакетов=Eпоперечная и= продольная компонентыF= из малого числа колебаний в диэлектрических средах с= безынерционной кубичной нелинейностьюK= Получение численных итерационных решений выведенных уравненийK= Исследование динамики распространения продольной компоненты электрического поля= и его спектра в диэлектрической среде с безынерционной кубичной нелинейностьюK= = Базовые методы исследованияK Спектральные уравнения= –= система уравненийI= описывающих динамику компонент пространственно-временных спектров непараксиальных= волн из малого числа колебанийI= выведенная из уравнений Максвелла для немагнитных= диэлектрических сред с безынерционной кубичной нелинейностьюK= В случае линейных= диэлектрических сред спектральные уравнения имеют более простой видI=нежели их полевые= аналогиK= Метод последовательных приближений Пикара= –= процедура последовательных= приближений для решения интегрального уравненияI= к которому приводится исходное= дифференциальное уравнениеK= = Промежуточные результатыK Выведена система уравнений динамики= пространственно-временных спектров для частного случая двумерного непараксиального= ТМ-поляризованного излучения в диэлектрических средах с безынерционной кубичной= нелинейностьюK= Получены численные итерационные решений выведенных уравненийK= = Основные результатыK Проанализирована динамика полей и спектров= непараксиальных волновых пакетов в диэлектрической среде с безынерционной кубичной= нелинейностью в первой итерации решения спектральных уравненийK=Исследована динамика= продольной компоненты излученияK= = Литература NK Козлов С.АKI =Самарцев В.ВK =Оптика фемтосекундных лазеровK =– =СПбW =СПбГУ ИТМОI = OMMTK=–=ONU=сK= = = = NQO= = УДК=MMQKVQO= = ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ АНАЛИЗА И ВИЗУАЛИЗАЦИИ ДИНАМИКИ НЕПАРАКСИАЛЬНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛНОВЫХ ПАКЕТОВ ИЗ МАЛОГО ЧИСЛА КОЛЕБАНИЙ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СРЕДАХ Д.АK Кислин Научный руководитель – д.фK-м.нK, профессор С.АK Козлов = Постановка задачиK В последние десятилетия в условиях быстрого технического= прогресса и распространения персональных компьютеров и электронных устройств на их= основе появилась задача быстройI=удобной и качественной визуальной обработки результатов= инженерных и научных расчетовK= Для этого часто применяются т.нK=математические пакетыI= такие какI= напримерI= j~thc~dI= j~tl~bI= lct~veI= j~xim~K= Данные программы предоставляют= возможность проводить расчеты по написанному алгоритмуI= а также быстро и удобно= визуализировать их результаты в виде одномерныхI= двумерных и трехмерных графиков и= диаграммK= Данные продукты ориентированы на задачи из разных областей вычислительной= математикиI=однако имеют недостатки применительно к ресурсоемким задачамI= требующим= больших объемов вычисленийI= так как за редким исключением не предоставляют= возможностей непосредственного контроля размещения данных в памятиK= К другим= недостаткам решений на базе математических пакетов можно отнести необходимость знания= внутреннего языка программирования соответствующей программыK= В рамках работы над проектом по исследованию дифракции световых волн из малого= числа колебаний в диэлектрических средах было принято решение о создании= кросплатформенного приложения-визуализатора в составе программного комплекса= jq_e~mI= предназначенного для проведения расчетов динамики оптических пучков и= удобной и быстрой визуализации их результатовK= = Цель работыK Создание программного модуля для расчета и визуализации динамики= непараксиальных оптических волновых пакетов из малого числа колебанийK= = Базовые положения исследованияK Программный модуль для анализа и визуализации= jq_e~m=включаетW= - визуализатор для отображения одномерныхI= двумерных и трехмерных графиков= полей и спектров оптических волн из малого числа колебанийX= - набор встроенных плагиновI= осуществляющих расчет динамики непараксиальных= оптических волновых пакетовX= - встроенные численные алгоритмы= Eбыстрое преобразование ФурьеI= численное= интегрированиеI=интерполяцияI=аппроксимацияI=вычисление норм матрицFK= = Промежуточные результатыK Сформулированы общие требования к программному= продуктуW= - простота использованияX= - кроссплатформенность= Eвозможность использовать программу в различных= операционных системахW=tindowsI=iinuxI=j~c=lp=u=и дрKFX= - расширяемость функционала за счет применения плагиновX= - возможность проведения удаленных расчетов на суперкомпьютереK= Проведена апробация модуля непараксиальной динамики волновых полей на основе= результатов экспериментов по дифракции терагерцового излучения на щелиK= = Основные результатыK Разработанный визуализатор имеет возможность гибкой= = NQP= = настройки отображаемой информацииW= - включение/выключение освещенияI=осейI=подписейI=отметок на=Pa=и=Oa=сценахX= - масштабируемость вывода информации о расчетеX= - возможность сохранения в различных форматах= EнапримерI= для отображения в= математических пакетахFX= - и дрK= Важной характеристикой визуализатора является способность работы по сетиI= так как= он является частью одного программного продуктаI=разбитого на=O=составляющиеW=серверную= и клиентскую частиK= Серверная часть запускается на компьютереI= который будет= непосредственно заниматься расчетами= EнапримерI= на суперкомпьютереFI= и принимает от= клиентов задания на выполнениеK= Клиентская часть запускается на любом компьютере= (напримерI=на персональном компьютере пользователяF=и служит для установки необходимых= параметров задания и его отправку серверной частиI= а по выполнении задания= –= для= визуализации полученных решенийK= = Литература NK Козлов С.АKI =Самарцев В.ВK =Оптика фемтосекундных лазеровK =– =СПбW =СПбГУ ИТМОI = OMMTK=–=ONU=сK= = = УДКJRPRKNPR= = ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ НЕПАРАКСИАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ ВОЛНОВЫХ ПАКЕТОВ СО СВЕРХШИРОКИМИ ВРЕМЕННЫМИ И ПРОСТРАНСТВЕННЫМИ СПЕКТРАМИ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СРЕДАХ М.АK Князев Научный руководитель – д.фK-м.нK, профессор С.АK Козлов = Постановка задачиK Терагерцовое электромагнитное излучение является пограничным= между радиоволнами и оптическим излучениемK= Работы в области исследования= терагерцового излучения ведутся уже десятилетиямиI= но лишь в последние годы были= созданы высокоэффективные системы его генерации и детектирования на основе= фемтосекундных лазеровK= Также лишь в последние годы стали проясняться широкие= перспективы применения терагерцового излучения для нужд науки и техникиI= медицины и= военно-промышленного комплексаK= На основе таких высокоэффективных терагерцовых систем появилась возможность= генерировать световые импульсы из малого числа колебанийI= спектры которыхI= как= пространственныеI= так и временныеI= могут быть сверхуширеныK= Для теоретического= описания и анализа таких непараксиальных волновых пакетов требуются подходящие методы= исследованияI= такиеI= какI= напримерI= уравнения динамики пространственно-временных= спектров непараксиальных волн в диэлектрических средах=xNzK= = Цель работыK Численное иллюстрирование и анализ решений спектральных уравнений= импульсов из малого числа колебаний в линейных диэлектрических средах с использованием= и без использования параксиального приближенияX= установление границы применимости= параксиального приближения к оптическим пучкам со сверхуширенными спектрамиK= Исследование динамики распространения продольной компоненты электрических= полей и спектров непараксиальных оптических волновых пакетов в линейных= диэлектрических средахK= = Базовые положения исследованияK Параксиальное приближение= –= рассмотрение= = NQQ= = только монохроматических компонент поляI= идущих под малыми углами к оси= распространения импульсаK= Спектральные уравнения= –= система уравненийI= описывающих динамику декартовых= компонент пространственно-временных спектров непараксиальных волн из малого числа= колебанийI=выведенная из уравнений Максвелла для немагнитных диэлектрических средK=Для= линейных диэлектрических сред имеют вид алгебраическихI= легко решаемых уравненийI= гораздо более простыхI=нежели их полевые аналогиK= Промежуточные результатыK Разработаны плагины численных расчетов для системы= jq_e~mW= - расчет непараксиальной динамики пространственно-временных спектров волновых= пакетов со сверхширокими временными и пространственными спектрами в= линейных диэлектрических средахX= - расчетI= имитирующий эксперимент по интерференции двух непараксиальных= волновых пакетов из малого числа колебанийW= прошедшего через образец с= последующим обращением волнового фронта и исходногоK= = Основные результатыK Исследовано расхождение между результатами расчетов= динамики непараксиальных однопериодных терагерцовых волновых пакетов в воздухе с= использованием и без использования параксиального приближенияK= Получены зависимости= процента расхождения от расстояния при различных поперечных размерах светового пучкаK= ПоказаноI= что для широких пучков= Eпоперечный размер много больше центральной длины= волны излученияF= разница между результатами расчетов с использованием и без= использования параксиального приближения была незначительна=–=не более=трех=процентов= в зоне дифракции ФренеляK=Для узких пучков=Eс поперечными размерами порядка нескольких= центральных длин волн излученияF=расхождение может увеличиться до нескольких десятков= процентовK= = Литература NK Козлов С.АKI =Самарцев В.ВK =Оптика фемтосекундных лазеровK =– =СПбW =СПбГУ ИТМОI = OMMTK=–=ONU=сK= = = УДК=RPRKPPUKN= ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ БЕЛОГО СВЕТА В КРИСТАЛЛЕ aKaP И ДРУГИХ НЕЛИНЕЙНО-КВАДРАТИЧНЫХ КРИСТАЛЛАХ С.СK Налегаев Научный руководитель – д.фK-м.нK, профессор В.

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 16 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.