Исследования, приборы, модели и методы анализа. Рубрика в журнале - Научное приборостроение
Статья научная
В работе рассматривается задача о возможности получения плоских собственных колебаний жидкости в ограниченном цилиндрическом капилляре, заполненном жидкостью. Показано, что в случае, когда стенки цилиндра не абсолютно жесткие, получение стоячих плоских продольных волн невозможно. При росте плотности стенок цилиндра хорошее приближение к поршневой стоячей волне дает собственное колебание, соответствующее первой собственной частоте нулевой радиальной моды. Приведены примеры расчетов конкретных капилляров. Результаты работы могут быть использованы в случаях применения ультразвука применительно к задачам коагуляции частиц.
Бесплатно
О вынужденных колебаниях конечной амплитуды в многослойной ультразвуковой камере
Статья научная
В статье рассматриваются звуковые колебания в заполненной жидкостью ограниченной трубе, для которой справедливо предположение о плоском движении. Плотность жидкости и скорость звука могут меняться плавно или скачкообразно по длине трубы. Получены общие выражения для расчета амплитуд давления и колебательной скорости первых двух гармоник. На приведенных расчетных примерах показаны некоторые особенности многослойных волноводов по сравнению с однослойным.
Бесплатно
О нелинейных эффектах в условиях резонансного ПВО
Статья научная
Исследованы некоторые нелинейные свойства спектров резонансного отражения в наклонной геометрии. Рассмотрена асимметрия насыщения резонансов отражения. Описаны новые нелинейные структуры на вершинах отражательных резонансов. Эта работа частично поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (грант № 06-02-17219-а).
Бесплатно
Статья научная
В работе приводится необходимое условие, при котором решение однородного уравнения Гельмгольца, определяемое заданным краевым условием на плоскости, удовлетворяет условию излучения Зоммерфельда. Показано, что таковым является условие дважды непрерывной дифференцируемости произведения косинуса угла падения и двумерного фурье-образа значения поля на указанной плоскости в сферических координатах. Это позволяет корректно решать, например, такие задачи, как определение радиационного давления на частицы в произвольном падающем поле.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена изучению измерительных конфигураций прибора, связанных с положением "быстрой" оси фазового компенсатора эллипсометра. Показано, что они играют огромную роль в повышении точности экспериментального определения поляризационных углов Δ и Ψ. Рассмотрены частные случаи (Δ = 0, π, π/2, 3π/2), допускающие полное аналитическое рассмотрение. Для этих случаев получены и исследованы выражения, определяющие вторые производные от интенсивности светового пучка на выходе прибора по угловым положениям поляризатора и анализатора. В результате выявлены измерительные конфигурации, которым отвечают максимальные значения указанных производных, обеспечивающие достаточную выраженность минимума интенсивности, а значит, и необходимую точность в экспериментальном определении углов Δ и Ψ. Сделан вывод, что процесс измерения углов Δ и Ψ в определенных ситуациях, связанных с малыми значениями угла Ψ, может быть разделен. В то же время отмечено, что во многих случаях необходимо стремиться к выбору некоторой общей оптимальной измерительной конфигурации, обеспечивающей достаточное разрешение по обоим поляризационным углам. На основе результатов, относящихся к частным случаям, проанализирована измерительная ситуация в окрестности угла Брюстера. Обсужден общий случай произвольных значений поляризационных углов Δ и Ψ. Кроме того, в работе обсуждены вопросы, требующие продолжения анализа измерительных конфигураций прибора. В частности, сделан вывод о необходимости детального изучения роли измерительных конфигураций в "нулевой" эллипсометрии анизотропных сред.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрены способы определения трех комплексных параметров ρ, ρ1 и ρ2 фазового компенсатора. Один из этих способов основан на использовании только лишь юстировочных процедур и предполагает достаточно выраженную неидеальность компенсатора, обусловленную заметным отличием малых параметров ρ1 и ρ2 от нуля. Другой же способ представляет собой комбинированный подход, когда используются и юстировочные процедуры, и инварианты эллипсометрии изотропных сред. Подробно рассмотрен процесс оптической калибровки неоднородного компенсатора с использованием обоих способов.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрены общие вопросы эллипсометрии поглощающих сред, непосредственно связанные с решением обратной задачи. Исследованы углы полной поляризации для однослойной системы с поглощающей пленкой произвольной толщины. Подробно рассмотрено основное уравнение эллипсометрии для N-слойной системы с выделенным произвольным j-м слоем, базирующееся на использовании рекуррентных соотношений. Обобщен на случай многослойных сред метод Холмса. Дана общая характеристика метода решения обратной задачи эллипсометрии для многослойных поглощающих систем, включающего в себя новые критерии выбора оптимального решения, основанные на использовании основных формул обобщенного на N-слойные системы метода Холмса.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены методы решения математически некорректной обратной задачи эллипсометрии. Предложен новый критерий выбора оптимального решения, успешно опробованный в численном эксперименте. На основе результатов численного эксперимента предложен метод последовательного неразрушающего восстановления оптического профиля поверхности. Новый критерий использован также для определения параметров сверхтонких окисных пленок на кремнии, при этом получены физически обоснованные результаты.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена последовательному изложению "нулевой" эллипсометрии анизотропных сред. Рассмотрены особенности и способы их устранения в методе обобщенных измерительных зон прибора. Изложены общие положения матричного метода в оптике анизотропных слоистых сред, подробно рассмотрен случай одноосного кристалла с произвольной ориентацией оптической оси и проанализированы предельные ситуации, связанные с расположением оптических осей. С помощью матричного метода и нового, более естественного представления для общего поля в подложке заново рассмотрены комплексные амплитудные коэффициенты отражения, на основе которых строятся основные уравнения эллипсометрии анизотропных сред, при этом прослежено поведение двух плоских волн в анизотропной подложке при переходе к "изотропному" случаю. Сделан также анализ особенностей обратной задачи эллипсометрии для случая анизотропных сред.
Бесплатно
О подборе параметров многослойной резонансной ультразвуковой камеры
Статья научная
Рассматривается многослойная ультразвуковая камера с потерями. Получены выражения для расчета резонансных частот камеры различными методами. Это позволяет варьированием геометрией и акустическими свойствами слоев камеры настраивать ее на резонанс. Приводятся выражения для расчета радиационного давления в слоях камеры в случаях равного и отличного от нуля коэффициента "бегучести" волны в ней. Исследуются численные примеры.
Бесплатно
Статья научная
Приведен алгоритм решения двумерного уравнения Пуассона в аксиальной геометрии методом граничных интегральных уравнений на случай, когда облако объемного заряда имеет гладкие криволинейные границы.
Бесплатно
О синтезе высокооднородного поля постоянного магнита в МР-томографии
Статья научная
Развивается методика определения параметров постоянного магнита МР-томографа, при которых создается высокооднородное поле в зазоре магнита. В методике используется аналогия между магнитом и набором витков с током, позволяющая при расчете поля магнита использовать формулы для полей витков. С целью повышения однородности поля вводятся углубления и "ямки" в наконечниках магнита, т. е. рассматривается магнит сложной конфигурации. Параметры магнита, углублений и "ямок" определяются из условия минимума отклонения рассчитанного поля от однородного. Приведены результаты численного моделирования. Даны рекомендации по практической реализации данной методики в МР-томографии.
Бесплатно
Статья научная
В работе предложен алгоритм, улучшающий пространственное разрешение сканирующих зондовых микроскопов (СЗМ), оснащенных серийными оптическими датчиками линейных перемещений. Результаты работы алгоритма демонстрируются на СЗМ-изображениях тестовых объектов.
Бесплатно
Статья научная
Представлен алгоритм решения проблемы оси применительно к методу граничных интегральных уравнений, в котором интегральное уравнение с помощью метода коллокации и метода прямого интегрирования трансформируется в матричное уравнение. При формировании матрицы особое внимание уделено особенностям ядра интегрального уравнения, расположенным вблизи оси.
Бесплатно
Об эффекте усиления при возбуждении и регистрации параметрических эхо-сигналов
Статья научная
Обсуждается формирование параметрических эхо-сигналов при воздействии на физическую систему радиоимпульсов на резонансной и удвоенной по отношению к резонансной несущих частотах. Показано, что в отличие от обычного эхо-сигнала параметрическое эхо всегда может рассматриваться как усиленный отклик системы. В импульсной последовательности, состоящей из одного резонансного и двух параметрических импульсов, на образцах бората железа экспериментально получено дополнительное усиление эхо-сигнала вторым параметрическим импульсом, равное четырем. Данный эффект может быть использован для повышения чувствительности импульсных методик при аналитических исследованиях различных физических систем и материалов, а также при создании устройств обработки информации на основе явления эха.
Бесплатно
Особенности сочетания твердотельного нанозонда с энергоанализирующими системами высокого разрешения
Статья научная
В статье проведена оценка возможностей реализации канала детектирования заряженных частиц (электронов или ионов), построенного на сочетании твердотельного нанозонда с электростатической энергоанализирующей системой, включающей светосильный энергоанализатор высокого разрешения и интегральный детектор потока заряженных частиц. В качестве энергоанализатора применен спектрометр на основе аксиальносимметричного электростатического тороидального зеркала, обладающий высокими светосилой и разрешением по энергии, которые являются результатом совмещения в пространстве двух фокусировок второго порядка и большой дисперсии по энергии, превышающей в 1.5 раза величину дисперсии полусферического анализатора. Для существования острой фокусировки оптимальны направления движения частиц, составляющие с осью аксиальной симметрии углы в интервале значений от 28 до 55 град. Большой телесный угол входящего пучка частиц (равный двум стерадианам) обеспечивает энергоанализатору светосилу не менее 30 % от 2π. Свойства фокусировки таковы, что при угловом растворе пучка, равном 25°, энергетическое разрешение по основанию спектральных линий может быть лучше, чем (DELTA E)/E = 0.1 %. Простая геометрия полеобразующих электродов делает технологичной и компактной конструкцию энергоанализатора.
Бесплатно
Статья научная
В работе предложен и испытан новый тип импульсного конвертера для ввода ионов в многоотражательный планарный времяпролетный масс-анализатор. Достигнута разрешающая способность более 70 000 в полном диапазоне масс, массовая точность - доли ед. ppm и чувствительность, сходная с масс-рефлектроном, имеющим рабочий цикл 20 %.
Бесплатно
Прибор для электростимулируемого слияния клеток
Статья научная
В Институте биологического приборостроения разработан прибор для электростимулируемого слияния клеток, использующийся в клеточной инженерии и биологии. Прибор состоит из двух частей - камеры и контроллера электрослияния. Камера представляет собой пластмассовый корпус с системой электродов, к которому подключается контроллер. Внутрь камеры помещают биологический объект. Контроллер является генератором сигналов специальной формы для воздействия на био-объект в заданные интервалы времени. Он выдает синусоидальный сигнал выравнивания клеток, частотой от 150 кГц до 2 МГц и амплитудой до 25 В. Синусоидальный сигнал может быть сформирован в интервале от 1 до 999 с. Импульс пробоя мембраны клетки длится от 5 до 9999 мкс с периодом повторения от 0.1 до 9.9 с. Амплитуда импульса до 300 В, число импульсов от 1 до 9. После пробоя на электроды камеры подается сигнал заживления с теми же параметрами, что и сигнал выравнивания, амплитуда которого уменьшается с течением времени от амплитуды выравнивания до нуля. Изготовлено несколько образцов прибора, испытанных в условиях реального эксперимента.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены основные особенности применения контрольно-измерительной аппаратуры в системах учета ядерных материалов, радиоактивных веществ и радиоактивных отходов. Показана необходимость развития базы средств измерения в сторону повышения автоматизации измерений, компьютеризации обработки данных и контроля качества измерений.
Бесплатно
Проект ячейки столкновительной фрагментации для тандемного масс-спектрометра с параллельным анализом
Статья научная
Для использования в тандемном времяпролетном спектрометре с параллельным анализом родительских ионов предложена конструкция ячейки столкновительной фрагментации, работающей при повышенном давлении буферного газа. Показано, что такое устройство обеспечивает необходимую скорость фрагментации и освобождения ячейки, а также временн⊆ю сжатость пакетов дочерних ионов. Исследованы характеристики ионных пакетов на выходе из ячейки.
Бесплатно
