История ИОФ РАН

Академик А.М. Прохоров

К 100-летию А.М.Прохорова

Структура института

Сотрудники

Диссертационные советы

Аспирантура

Объявления

Симпозиумы и конференции,
        проводимые ИОФ РАН


Иностранный отдел

Научно-образовательный
        центр ИОФ РАН


Инновационные разработки

Госконтракты

Труды ИОФАН

Начало лазерной эры в СССР

Применение лазеров

Вакансии

Профсоюзный комитет

Фото/видеорепортажи

Досуг

Научные электронные ресурсы

Посмотреть почту

Контакты



Справочные материалы

Госзакупки

    Том 70


Никитин В.М., Сауткин В.А., Фомин В.Н., Церевитинов А.Б.

Интерферометрические методы подавления аддитивных помех

3

Аннотация:
По результатам анализа особенностей формирования полей в пассивных и активных оптических интерферометрах предложены методы интерферометрической обработки сигналов, обеспечивающие повышение помехозащищенности информационных лазерных и оптико-электронных систем при регистрации и обработке оптических полей в условиях внешних аддитивных помех. Исследована возможность снижения влияния внешних факторов на качество подавления аддитивных помех за счет включения в состав интерферометра оптоволоконного ВРМБ-зеркала. Показана техническая реализуемость предлагаемых методов и экспериментально подтверждена их эффективность.
(скачать PDF)
Ключевые слова: лазер, интерферометрия, интерферометрический компенсатор
Keywords: laser, interferometry, interferometric compensator


Фомин В.Н., Никитин В.М., Жбаков Е.Б., Сауткин В.А., Суязова Е.К.

Оптимальная обработка зашумленных изображений в фотоприемнике с ограниченным динамическим диапазоном 16

Аннотация:
Приведены результаты исследований по оптимизации обработки зашумленных изображений в условиях интенсивных аддитивных помех. Разработан алгоритм оптимальной обработки сигнала и обоснована возможность повышения качества изображений за счет вычитания избыточной аддитивной помехи, приводящей к ограничению динамического диапазона фотоприемного устройства. Экспериментально подтверждена возможность технической реализации процедуры вычитания помехи за счет принудительной рекомбинации носителей зарядов в фотоприемнике. Предложенный подход к построению систем обработки позволяет без конструктивных измерений фотоприемника обеспечить повышение качества регистрируемых изображений в условиях помех.
(скачать PDF)
Ключевые слова: аддитивная помеха, сигнал/шум, динамический диапазон.
Keywords: additive hindrance, signal/noise, dynamic range


Гарнов С.В., Моисеева А.В., Носатенко П.Я., Фомин В.Н., Церевитинов А.Б.

Оценка характеристик перспективного орбитального лазерного локатора для мониторинга космического мусора

26

Аннотация:
Приведены результаты предварительных исследований по оценке возможных характеристик перспективного орбитального лазерного локатора для мониторинга космического мусора. Проведены расчетные оценки дальности обнаружения фрагментов космического мусора в различных условиях наблюдения при различных технических характеристиках лазерного локатора. Показано, что дальность обнаружения фрагментов космического мусора с размерами 1–10 см в диапазоне длин волн 0,5 мкм существенно зависит от условий наблюдения, определяемых уровнем аддитивных помех. Сделан вывод, что перспективный орбитальный лазерный локатор должен включать лазерный излучатель мощностью несколько сотен ватт и приемный телескоп диаметром около 0,51–1 м.
Оценена возможность использования орбитального лазерного локатора для распознавания космического мусора. Показано, что вероятность распознавания более 0,8 может быть достигнута для изображении ФКМ, содержащего несколько десятков элементов разрешения, и отношения сигнал/шум более 10.
(скачать PDF)
Ключевые слова: лазерный локатор, космический мусор
Keywords: laser locator, space debris


Никитин В.М., Фомин В.Н., Егоров В.Л., Сауткин В.А.

Пространственная поляриметрия неоднородных поверхностей при лазерной подсветке 40

Аннотация:
Приведены результаты исследований, направленных на совершенствование методов дистанционной лазерной поляриметрии неоднородных поверхностей за счет использования сложных зондирующих сигналов с комбинированной амплитудно-фазовой и поляризационной модуляцией. Показана возможность повышения информативных свойств зондирующих сигналов, что потенциально обеспечивает проведение отдельных операций формирования и обработки поляризационных изображений объектов на этапе зондирования. Экспериментально подтверждена эффективность применения предложенных зондирующих сигналов для распознавания различных типов материалов.
(скачать PDF)
Ключевые слова: поляризация, поляризатор, поляризационная матрица рассеяния
Keywords: polarization, polarizer, dissipation polarimetric matrix


Цветков В.Б., Серегин В.Ф., Вебер А.А., Пырков Ю.Н., Русанов С.Я.

Методика измерений оптических характеристик непрозрачных и полупрозрачных твердых тел в диапазоне температур до 1600°С

47

Аннотация:
Приведены результаты создания установки для измерения оптических характеристик непрозрачных и полупрозрачных твердых тел в диапазоне температур 25–1600°С в спектральном диапазоне 0,65–10,6 мкм. Представлены методики проведения калибровочных экспериментов и методики измерения спектральной и интегральной излучательной способности. Описанные методики позволяют проводить измерения спектральной и интегральной излучательной способности и спектрального и интегрального коэффициентов отражения различных материалов, включая полупрозрачные, в спектральном диапазоне 0,65–10,6 мкм в диапазоне температур 25–1600°С с точностью около 10%. Оптические характеристики материалов измеряются при атмосферном давлении в нормальной кислородной атмосфере или атмосфере с пониженным содержанием кислорода (при обдуве фронтальной поверхности образцов инертным или углекислым газом). Точность получаемых данных по температурным и спектральным зависимостям оптических характеристик материалов позволяют проводить измерения в интересах создания различных конструкций, работающих при высоких температурах.
(скачать PDF)
Ключевые слова: тепловое излучение непрозрачных и полупрозрачных объектов, интегральная и спектральная излучательная способность, спектральный коэффициент отражения
Keywords: thermal radiation of opaque and translucent objects, integral and spectral emissivity, spectral reflectance


Брендель В.М., Букин В.В., Гарнов С.В., Багдасаров В.Х., Садовский С.П., Чижов П.А., Долматов Т.В., Лоза О.Т., Литвин В.О., Тараканов В.П., Терехин В.А., Трутнев Ю.А.

Сверхсветовой источник направленного импульсного широкополосного электромагнитного излучения

59

Аннотация:
Создан фотоэмиссионный источник направленного импульсного широкополосного электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, проведены исследования временного профиля генерируемого импульса. Источник представляет собой вакуумный фотодиод параболический формы, в котором волна электронного тока, возбуждаемая падающим лазерным импульсом и распространяющаяся вдоль поверхности сетчатого анода с фазовой скоростью, большей скорости света, формирует импульс черенковского излучения.
(скачать PDF)
Ключевые слова: фотокатод, черенковское излучение, генерация импульсов СВЧ
Keywords: photocathode, Cherenkov radiation, microwave pulse generation


Долматов Т.В., Брендель В.М., Букин В.В., Гарнов С.В., Лоза О.Т., Садовский С.П., Чижов П.А.

Электрооптический преобразователь для измерения амплитудно-временных характеристик напряженности электрического поля
сверхширокополосных электромагнитных импульсов

65

Аннотация:
Реализована электрооптическая схема измерения малых напряженностей (100 В/см) поля сверхширокополосных электромагнитных импульсов с использованием кристалла DAST. Измерена напряженность и рассчитан спектральный состав электрического поля излучения экспериментального генератора сверхширокополосных электромагнитных импульсов.
(скачать PDF)
Ключевые слова: эффект Поккельса, регистрация сверхширокополосных электромагнитных импульсов, кристалл DAST
Keywords: Pockels effect, UWB sensing, DAST crystal


Садовский С.П., Чижов П.А., Букин В.В., Брендель В.М., Долматов Т.В., Поливанов Ю.Н., Орлов С.Н., Гарнов С.В., Вартапетов С.К.

Пикосекундная лазерная система с длиной волны 193 нм на основе твердотельного Nd:YAG-лазера, параметрического генератора и ArF-усилителя

73

Аннотация:
В работе реализован способ получения мощных пикосекундных УФ-импульсов на длине волны 193 нм. Использован Nd:YAG-лазер с длиной волны 193 нм с последующими нелинейными преобразованиями излучения и усилением в эксимерной среде до энергии 10 мДж.
(скачать PDF)
Ключевые слова: мощные пикосекундные УФ-импульсы, эксимерная среда
Keywords: high-power picosecond UV-pulses, excimer gain medium


Чижов П.А., Ушаков А.А., Букин В.В., Волков Р.В., Гарнов С.В., Савельев-Трофимов А.Б.

Генерация терагерцового излучения при оптическом пробое воздуха двухчастотными лазерными импульсами с различными состояниями поляризации

78

Аннотация:
Проведены исследования генерации терагерцового излучения при фокусировке двухчастотных фемтосекундных лазерных импульсов с различными состояниями взаимной поляризации в воздух. Получена зависимость средней мощности от степени эллиптичности основной гармоники. Также проведены расчеты величины тока, основанные на модели нестационарного фототока.
(скачать PDF)
Ключевые слова: терагерцовое излучение, фемтосекундное излучение, фемтосекундная лазерная плазма, оптический пробой
Keywords: terahertz radiation, femtosecond radiation, femtosecond laser plasma, optical breakdown


Цветков В.Б., Царькова О.Г., Гарнов С.В., Буфетова Г.А., Бессарабская И.Э., Вебер А.А., Фомин В.Н., Церевитинов А.Б.

Моделирование температурных полей в плоских мишенях при воздействии интенсивного лазерного излучения

83

Аннотация:
Приведены результаты моделирования температурных полей при действии интенсивного лазерного излучения на плоские мишени, выполненные из различных конструкционных материалов. Представлена расчетно-теоретическая модель для оценки теплового воздействия лазерного излучения и проведено моделирование нагрева михорошо совпадают с экспериментальными данными. Показано, что в большинстве практически важных случаев при разных размерах пятна излучения температура поверхности образцов, выполненных из различных конструкционных материалов, зависит от плотности мощности лазерного излучения на его поверхности. Результаты работы могут быть использованы для выбора наиболее эффективного режима воздействия лазерного излучения при обработке конструкционных материалов.
(скачать PDF)
Ключевые слова: интенсивное лазерное излучение, численное моделирование, температурное поле
Keywords: intensive laser radiation, numerical modeling, temperature field


Царькова О.Г.

Анализ лазерной абляции кевлара

92

Аннотация:
Благодаря уникальному сочетанию высокой прочности на разрыв, низкой плотности, негорючести, термостойкости кевларовое волокно широко используется для изготовления конструкционных материалов, средств баллистической защиты и в изделиях для обеспечения личной безопасности. Актуальными остаются исследования безопасности средств защиты из кевлара (или подобных материалов) при дистанционном воздействии лазерного излучения.
В работе представлены результаты модельных экспериментов нагрева кевларового ламината высокоинтенсивным лазерным излучением непрерывного и импульсного СО2-лазера мощностью 0,1–2 кВт, проведенные после анализа данных физических свойств кевлара и экспериментов по резке ламината сфокусированным в область размером порядка сотен микрометров излучением. При моделировании лазерного нагрева материала использовался код КАРАТ.
Результаты численного моделирования с помощью кода КАРАТ при воздействии непрерывного лазерного излучения показали хорошее согласие с экспериментами, несмотря на недостаток данных по температурным зависимостям оптических характеристик материала в инфракрасном диапазоне. Неизвестные значения эффективного поглощения можно оценить, исходя из затрат лазерной энергии на удаление вещества.
В результате термического разложения кевлара при лазерном нагреве со скоростями 107–108 K/с образуется сажа, экранирующая лазерное излучение и уменьшающая эффективное поглощение поверхностью. Это в итоге приводит к периодическим структурам на стенках керна при резке кевларового ламината вглубь материала.
Также моделирование экспериментальных данных резки кевлара излучением СО2-лазера, аппроксимированных до температур разложения кевлара, приводит к выводу о необходимости учета лучевого переноса излучения ИК-диапазона.
Более того, оценки оптических характеристик кевларовых материалов при анализе реальных и модельных экспериментов позволяют оценить скорости нагрева, градиенты температур, а также стойкость кевлара к непрерывному лазерному излучению видимого и ближнего ИК-диапазона мощностью 1–103 кВт в течение 10-4–10 с при площади поперечного сечения лазерного пучка до примерно 10 см2.
(скачать PDF)
Ключевые слова: кевлар, высокоинтенсивное непрерывное лазерное излучение, численное моделирование лазерного нагрева, КАРАТ, оптические характеристики кевлара
Keywords: Kevlar, high-intensity CW laser radiation, computer simulation of laser heating by code KARAT, optical characteristics of Kevlar


Царькова О.Г.

Размерный резонанс и осцилляции теплофизических зависимостей при лазерной абляции УККМ

116

Аннотация:
В статье анализируются осцилляции зависимостей теплофизических характеристик, полученных в экспериментах при воздействии непрерывного лазерного излучения с длиной волны λ = 1,3 мкм и энергией в импульсе 3,5-90 кДж на конструкционный углерод-карбидокремниевый композиционный материал (УККМ). Высокоинтенсивный (1-5 кВт/см2) лазерный нагрев до температур 1500-3600 К приводит к абляции материала с образованием плазмы, множеству химических реакций, фазовых переходов и структурных физико-химических преобразований в исследуемых образцах.
В процессе непрерывного лазерного воздействия выявлено значительное влияние размера облучаемой поверхности, процентного содержания кремния в образцах, длительности и интенсивности излучения на зависимости теплофизических характеристик (теплоемкости материала, распределения температур, эффективности абляции и т.д.).
Разработана методика определения теплоемкости тонкого приповерхностного слоя образца при лазерном нагреве УККМ, основанная на изменении производной температуры по времени за малый промежуток времени в момент выключения излучения. Показано, что рассчитанная температурная зависимость теплоемкости демонстрирует температурный процесс деструкции УККМ. Рассчитаны энергии активации вакансий в исследуемом материале и определены причины их образования.
Проведенный в статье анализ позволяет заключить, что резкое экспоненциальное периодическое изменение температурной зависимости теплоемкости как за счет образования вакансий, так и из-за размерного резонанса приводит к периодическим изменениям теплофизических зависимостей УККМ, формируя, таким образом, термодинамический периодический отклик образца УККМ, облучаемого высокоинтенсивным непрерывным лазерным излучением.
(скачать PDF)
Ключевые слова: углерод-карбидокремниевый композиционный материал (УККМ), непрерывное высокоинтенсивное лазерное излучение, осцилляции теплофизических характеристик, теплоемкость, размерный резонанс
Keywords: carbon silicon carbide composite material (CSCM), high intensity CW laser radiation, thermophysical characteristics oscillations, heat capacity, dimensional resonance


Сергейчев К.Ф., Минаев И.М.

Плазменные антенны на поверхностных электромагнитных волнах

143

Аннотация:
В работе представлен краткий обзор исследований распространения поверхностных электромагнитных волн (ПЭВ) по открытым однопроводным направляющим структурам: металлическому проводу или плазменному проводнику, сформированному разрядом. Представлены работы по использованию ПЭВ в передающих и рефлекторных антеннах, выполненные в ИОФ РАН. Плазменные антенны становятся незаменимыми при решении задач быстрой радиомаскировки открытых антенных систем, которые даже в режиме молчания остаются видимыми для средств обнаружения.
(скачать PDF)
Ключевые слова: плазма, разряд, ионизация, волновод, поверхностная электромагнитная волна, распространение, сверхвысокая частота, дисперсия, антенна, излучение, радиосвязь
Keywords: plasma, discharge, ionization, waveguide, surface electromagnetic wave, propagation, microwave frequency, dispersion, antenna, radiation, radio communication


Минаев И.М., Сергейчев К.Ф.

Плазменные антенные решетки (волноводно-щелевые и вибраторные)

186

Аннотация:
В работе представлены результаты исследований по созданию одномерных плазменных отражающих решеток и их свойств, которые могут использоваться для построения СВЧ-рефлекторных антенн с управляемой диаграммой направленности. В частных примерах представлены результаты численного моделирования плазменных антенн.
(скачать PDF)
Ключевые слова: плазма, плазменная антенная решетка, скользящий разряд, рефлекторная антенна, диаграмма направленности
Keywords: plasma, plasma antenna array, sliding discharge, reflector antenna, direction diagram